STRAHLEN J OUR NAL FÜR OBER FL ÄCHEN T ECHNIK Schleuderrad-Strahlanlage für Kleinteile Kleinteile effizient strahlen Moderne Strahltechnik ist die Basis für eine wirtschaftliche Bearbeitung von Kleinteilen. Durch den Einsatz einer speziellen Schleuderrad-Strahlanlage lässt sich die Effizienz deutlich erhöhen. Die durchschnittliche Bearbeitungszeit konnte gegenüber dem konventionellen Handstrahlverfahren um mindestens 75 Prozent reduziert werden. S trahlen wird in vielen Bereichen der Wirtschaft zum Putzen, Säubern, Strukturieren und Verfestigen von Oberflächen metallischer Teile eingesetzt. Zunehmend gewinnt die Strahltechnologie auch bei der Bearbeitung nichtmetallischer Teile an Bedeutung. Die Bearbeitung von Kleinteilen mittels Strahlen erfolgt gegenwärtig zumeist mit Hilfe kleiner druckluftbetätigter Ausrüstungen in aufwendiger handwerklicher Arbeit. Die Arbeitsergebnisse beim Strahlen von Hand können dabei in Abhängigkeit vom Geschick des Werkers unterschiedlich ausfallen. Stetig steigende Energiekosten – die Kosten für die Druckluft-Erzeugung werden oft nicht real berücksichtigt – und die ebenfalls immer höheren Personalkosten sind ebenfalls ein entscheidender Faktor in der Bilanz. Das Unternehmen BMF hat nun eine Lösung entwickelt, die das Strahlen kleiner Werkstücke unabhängig der Losgrößen energieeffizient, bedienerunabhängig und mit wesentlich reduzierten Personalkosten ermöglicht. Die neuentwickelte Anlage schließt die bestehende Lücke zwischen werkstattcharakteristischer Druckluftstrahltechnik und an Großanlagen ausgerichteter Schleuderradtechnik. Der sehr geringe Platzbedarf (circa 1,5 m²) und die relativ geringen Anschaffungskosten entsprechen den Forderungen nach einer anwendungsspezifischen kleinen und effektiven Anlage. Zuführung des Strahlmittels Die Schleuderrad-Strahlanlage (BMFTwister) verfügt über ein Schleuderrad mit einer speziellen Geometrie. Diesem 52 Die Rasierpinsel der Firma Mühle werden vor der Beschichtung glasperlengestrahlt Gestrahltes Kleinteil aus der Uhrenindustrie Rad wird das Strahlmittel durch die Antriebsnabe zugeführt. Das Zentrum des Schleuderrades wurde so gestaltet, dass das Strahlgut strömungstechnisch günstig eingeblasen und schonend zu den Schaufeln geleitet wird. Ein speziell entwickelter Injektor, der auch bei vergleichsweise geringen Strömungsgeschwindigkeiten störungsfrei funktioniert, gewährleistet die kontinuierliche Vermischung von neuem und gebrauchtem Strahlgut und dessen Zuführung in den Luftstrom. Die Strahlzeit, die Einstellung der Zudosierung neuen Strahlmittels, sowie die Schleuderraddrehzahl werden über ein Touch Panel programmiert. Den Antriebsmotor des Schleuderrades steuert ein Frequenzumrichter an. Es können Schleuderrad-Drehzahlen zwischen 4000/min und 9000/min, sowie bei Bedarf 12 000/min vorgegeben werden. Der Werkstück-Bewegungsapparat der Anlage ermöglicht es, die zu bearbeitenden Teile allseitig mit Strahlmittel zu beaufschlagen, ohne dass diese umgespannt werden müssen. Die vorhandenen zehn Werkstückträger werden satellitenartig um die eigene Achse und um das Schleuderrad bewegt. Sie nehmen in Abhängigkeit der Teilegröße 4 oder mehr zu bearbeitende Teile auf. Während eines Strahldurchlaufes können weitere Werkzeugträgersätze außerhalb der Maschine leicht bestückt und dann sehr schnell auf die dafür vorgesehenen Achsen aufgesteckt werden. Weniger Bearbeitungszeit, mehr Oberflächenqualität In Abhängigkeit des Materials und der Anforderungen an die Oberfläche der Werkstücke beträgt die Strahlzeit nur wenige Minuten. Kleinteile aus Aluminium konnten somit in weniger als 3 Sekunden pro Teil bearbeitet werden. Die durchschnittliche Bearbeitungszeit konnte bei den verglichenen Teilen bei gesicherter Oberflächenqualität gegenüber dem konventionellen Handstrahlverfahren um mindestens 75 Prozent reduziert werden. Bezogen auf die Anzahl der zu bearbeitenden Teile reduzieren sich die Energiekosten pro Teil JOT 8.2014 auf unter 5% des Energieverbrauches herkömmlicher Strahlverfahren. Unter Vernachlässigung von Strahlmittelkosten und der Abschreibungskosten für die Ausrüstungen sind die Lohn- und die Gesamtstrahlkosten auf 10 Prozent der bisherigen Werte reduziert. Neben dem Strahlen mechanisch gefertigter Kleinteile vor Beschichtungsvorgängen bietet die Anlage auch Funktionen zur Entgratung von Druckguß- oder Spritzgußteilen, der Verrundung von Schneidkanten und Polierfunktionen. Allseitig entgraten Bei einem Anwender kommt die Anlage für Trägerwerkzeuge für Wendeplattenfräser zum Einsatz. Hier ist es gelungen, direkt nach der mechanischen Bearbeitung sehr energieeffizient und allseitig zu entgraten. Gegenüber dem manuellen Entgraten dieser Trägerwerkzeuge lassen sich in gleicher Zeit circa 75 Prozent mehr Teile bearbeiten. Fehler, die beim manuellen Entgraten entstehen, werden um ein Vielfaches minimiert und eine weitaus höhere Stückzahl mit gleichbleibend hochwertiger Qualität kann weiteren Bearbeitungsprozessen, zum Beispiel dem Auftragen spezieller Beschichtungen, zugeführt werden. Durch das Strahlen mit speziellem Strahlgranulat ist es mit der Strahlanlage auch möglich, Spritzgussteile aus Kunststoff für den Elektromotorenbau schonend und ohne Beschädigung zu entgraten. Da diese Teile in großen Stückzahlen benötigt werden, ist es wichtig, den feinen, durch die Gussformkante entstehenden Grat, rückstandsfrei, prozesssicher und schnell zu entfernen. Dies wird durch die satelitenartige Drehbewegung des Werkstückträgers um das Schleuderrad und die fest einstellbaren Strahlparameter gewährleistet. Optisch einwandfreie Oberfläche durch Dekorstrahlen Die Schleuderrad-Strahlanlage ermöglicht eine energieeffiziente, wirtschaftliche und schonende Behandlung kleiner Werkstücke JOT 8.2014 Bei der Herstellung hochwertiger Uhren werden sehr viele Kleinteile verarbeitet, bei denen besonders großer Wert auf eine optisch einwandfreie Oberfläche gelegt wird. Hier werden mit der Twister-Strahlanlage Komponenten mit einer Gesamtf läche unter 1 cm² mittels Strahlen bearbeitet. Zielsetzung war dabei das Entfernen der Frässpuren auf den Bauteilen und ein gleichmäßiges Strahlbild, wie es mittels Druckstrahlen von Hand nur sehr schwierig und mit viel Erfahrung zu erzielen ist. Bei der Herstellung von Türknäufen, welche mittels Druckstrahlen manuell satiniert wurden, um diese anschließend zu eloxieren, konnte die Strahlbearbeitungszeit von 1000 Stück pro Woche (manuelle Bearbeitung) auf vier Stunden bei gleicher Werkstückzahl reduziert werden. Dadurch konnten zusätzlich Energie- und Lohnkosten deutlich gesenkt werden. Ein weiterer Anwender stellte die Anforderung, seine Werkzeugaufnahmen ohne große Staubentwicklung in der Fertigung zu strahlen. Durch die Strahlbearbeitung im Vakuum wird bei der Twister-Strahlanlage die Staubentwicklung auf ein Minimum reduziert. Als positiver Nebeneffekt reduzierten sich auch die Energiekosten gegenüber der Druckstrahlanlage von 0,34 Euro/ Stück auf 0,01 Euro/Stück. Somit ist es dem Kunden möglich, bei einer Jahresproduktion von 120 000 Teilen fast 40 000 Euro weniger für Energie zu bezahlen. Durch die Drehzahlregelung des Schleuderrades und die Anwendbarkeit verschiedener Strahlmittel ist es mit der Maschine auch möglich, Hydroforming-Bauteile aus besonders dünnwandigem Edelstahl für die Medizintechnik schonend und ohne nennenswerten Verzug zu satinieren. Schonende Entlackung für Kleinteile mit Schutzlack Mittels spezieller Abrasivmittel ist es möglich, Kleinteile in großen Stückzahlen schonend zu entlacken. Dieser Einsatzzweck wird bei Kleinteilen angewendet, die mit einem speziellem Schutzlack oder einer Schutzbeschichtung (PTFE als Anti-Haft-Beschichtung) versehen sind und von Zeit zu Zeit aufgearbeitet werden müssen. Der Strahlprozess ist hier eine umweltschonende Alternative zu Säuren und Laugen. An einer weiteren Ausführung, bei der nicht die Energieeffizienz, sondern die Abtragsleistung bei harten Werkstoffen im Vordergrund steht, wird gearbeitet. Kontakt: BMF GmbH, Grüna, Ronny Bernstein, Tel. 0371 2831191, [email protected], www.bmfgmbh.de 53