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Gleitschleifen bei HG Metalltechnik in Krumbach

Das Gleitschleifen ist ein trennendes Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von vorrangig metallischen Werkstücken. Die zu bearbeitenden Werkstücke werden zusammen mit Schleifkörpern (sogenannten Chips) und meist einem Zusatzmittel in wässriger Lösung (Compound) als Schüttgut in einen Behälter gegeben. Durch eine oszillierende oder rotierende Bewegung des Arbeitsbehälters entsteht eine Relativbewegung zwischen Werkstück und Schleifkörper, die einen Materialabtrag am Werkstück, insbesondere an dessen Kanten, hervorruft. Das Oberflächenbild der Werkstücke, die Rauigkeit, der Materialabtrag und die Entgratleistung lassen sich durch die eingesetzten Maschinen und Werkzeuge (Schleifkörper und Compound) nahezu beliebig variieren.

Uns stehen moderne Anlagen von Haug und Rösler zur Verfügung

Wir bieten Gleitschleifen bis zu einer Werkstückgröße von 200 x 300 mm und einem Teilegewicht bis zu 5 kg. In unserem Maschinenpark haben wir zwei Haug Vibrationsgleitschleifanlagen. Beide Anlagen haben ein Fassungsvermögen von jeweils 120 Liter. Damit wir flexibel auf unterschiedliche Kundenwünsche reagieren können, befinden sich in den Kesseln unterschiedlich große Schleifkörper, damit sind wir in der Lage Normalstahl sowie auch Edelstahl und Aluminium getrennt zu Entgraten/ Schleifen.

Bei den Gleitschleifanlagen steht unser Vibrations-Rundtrockner. Die Teile werden aus den Schleifkesseln über Einfüllrutschen in einen weiteren Kessel geleitet, wo sie durch Korkgranulat getrocknet werden. Der Trockner wird, genauso wie die Schleifanlagen, in Vibration versetzt aber zusätzlich noch beheizt. Das Korkgranulat entfernt die Reinigungsflüssigkeit, ohne Rückstände.

HG Metalltechnik Krumbach GmbH - Mitarbeiter bei Qualitätskontolle von Schweißarbeiten

Vorher:

Dieses Werkstück wurde fertig zugeschnitten, weist aber einige Mängel auf. Auf der gesamten Oberfläche sind Fettrückstände und Kratzer verteilt. An den Schnittkanten hat sich etwas Zunder abgesetzt und an den Kanten befinden sich scharfe Grate.

Gleitscheifen-HG-Metalltechnik

Nachher:

Hier sehen Sie das Werkstück nach dem Gleitschleifen. Die Schnittkanten wurden gerundet sowie vom Zunder befreit. Alle Werkstückflächen wurden entfettet sowie abgeschliffen und entsprechen allen Kundenanforderungen.

Beschreibung des Gleitschleifens

Das Gleitschleifen ist ein trennendes Verfahren der Oberflächenbearbeitung und setzt auf die Kombination mechanischer und chemischer Effekte, abgeschaut von der Natur. Das Gemisch aus Schleifkörpern (bzw. Chips) und den Werkstücken wird in den Arbeitsbehälter der Gleitschleifanlage gegeben. Bei meist kontinuierlicher Zugabe eines wässrigen Zusatzmittels (auch Compound genannt) wird der Arbeitsbehälter in eine oszillierende oder rotierende Bewegung versetzt. Die entstehende Relativbewegung zwischen Schleifkörpern und Werkstücken bedingt einen Materialabtrag an den zu bearbeitenden Bauteilen. Insbesondere an den Kanten, aber auch auf der Bauteiloberfläche kommt es zur Bearbeitung. Das Oberflächen- und Kantenbild des Werkstücks lässt sich durch die Kombination von Bearbeitungsdauer, –intensität, Schleifkörpertyp und Compound variieren.

 

Für das Gleitschleifen geeignete Werkstoffe

Bei den zu bearbeitenden Werkstoffen sind beim Gleitschleifen fast keine Grenzen gesetzt, da das Zusammenspiel aus Anlage, Bearbeitungstechnologie, Schleifkörper sowie Compound sehr flexibel auf Werkstück und Werkstoff anzupassen ist. Es lassen sich alle gängigen Metall- und Nichtmetall-Werkstoffe gleitschleifen:

Werkstoffliste

Aluminum Edelstahl Duroplaste Thermoplaste
Kunststoff (PE,PP,PET) Elastomere, Gummi Kupfer Magnesium
Messing Sintermetall Stahl Technische Keramik
Titan Verbundstoffe, Faserverbundstoffe (GFK, CFK) Zink Werkstoffe aus der additiven Fertigung durch SLM, SLS oder FDM (3D-Druck)
Werkstoffe aus der Guss-Industrie Werkstoffe aus der Massivumformung Werkstoffe aus der spanenden Bearbeitung / Drehen, Fräsen, Bohren Werkstoffe aus der Umformtechnik / Tiefziehen, Stanzen, Biegen

Anlagentechnik

Bauformen von Gleitschleifanlagen

Die Anlagen für das Gleitschleifen bestehen meist aus einer polyurethanbeschichteten Vibrationstrommel, wobei der Arbeitsbehälter mit Hilfe eines Unwucht Motors oder von mehreren Unwucht Paketen in eine oszillierende Schwingung oder direkt in eine rotierende Bewegung versetzt wird. Grundsätzlich ist dabei in Anlagen im Chargenbetrieb oder kontinuierlich arbeitende Gleitschleifmaschinen zu unterscheiden.

Die eigentlichen Gleitschleifer können mit verschiedenen Zuführ-, Separier- und Fördersystemen kombiniert werden. Zudem sind zwingend Abwasseraufbereitungssysteme notwendig, welche der Erhaltung der Compound-/ Wasserqualität und der Aufbereitung dienen.

Man kann im Wesentlichen zwischen folgenden Maschinenkonzepten beim Gleitschleifen unterscheiden:

  • Rundvibratoren
  • Trog Vibratoren
  • Fliehkraftanlagen
  • Schleppschleifanlagen
  • Durchlaufanlagen
  • Sonderbauformen

Die Rundvibratoren kann man in unserer heutigen Zeit als die klassischen Gleitschleifanlagen betrachten. Diese kommen für unterschiedlichste Bearbeitungstechnologien und bei einem breiten Bauteilspektrum infrage. Sie sind universell einsetzbar und technisch bewährt. Die Anlagen bestehen aus einem ringförmigen Arbeitsbehälter, in dem sich die Teile chargenweise bearbeiten lassen. Wesentliche Unterschiede zwischen den einzelnen Bauformen existieren in der Größe, dem Antrieb und ob mit oder ohne Separierung gearbeitet wird.

Trog Vibratoren kommen bei großen Bauteilen zum Einsatz, wo beispielsweise Rundvibratoren an ihre Grenze stoßen. Hier lassen sich insbesondere beschädigungsempfindliche Großteile wirtschaftlich gleitschleifen.

Die oben genannten Anlagentypen basieren auf einer schwingenden Bewegung des Arbeitstrogs. Für besonders hohen Abtrags Leistungen beim Gleitschleifen gibt es sogenannte Fliehkraftanlagen. Die Masse aus Schleifkörpern und Bauteilen wird bei diesen Gleitschleifmaschinen durch eine Rotationsbewegung in gegenseitige Relativbewegung gebracht. Der Boden bzw. Teller ist dabei meist durch einen Elektromotor angetrieben, die ringförmige Außenwand ist feststehend. Die wirbelförmige Bewegung der Schleifmasse bedingt ein intensives und effizientes Gleitschleifen.

Zum Gleitschleifen hochwertiger Einzelbauteile kommen Schleppschleifmaschinen zum Einsatz. Die Bauteile werden dabei auf ein angetriebenes Trägersystem aufgespannt und führen eine planetenförmige Bewegung in dem Gleitschleifmedium durch. Dieses befindet sich in einem trog förmigen Arbeitsbehälter.

In Abgrenzung zu einer chargenweisen Bearbeitung existieren Durchlaufanlagen zur kontinuierlichen Bearbeitung der taktweise zugegebenen Werkstücke. Bearbeitungsziele sind im Normalfall das Entfernen leichter Grate bzw. das Reinigen des Bauteils. Die Anlagen sind insbesondere für hohe Stückzahlen und eine automatisierte Fertigung geeignet. Grundsätzlich wird dabei in Linearanlagen für unempfindliche und spiralförmige Anlagen für empfindliche Bauteile unterschieden.

Trocknungsanlagen beim Gleitschleifen

Da das Gleitschleifen auf wässriger Basis stattfindet, müssen die Bauteile im Anschluss getrocknet werden. Man kann dabei in unterschiedliche Prozessvarianten unterscheiden:

  • Trocknung mit Super Velat und ähnlichen Medien
  • Heißlufttrocknung

Die Trocknung im Super Velat findet im Normalfall in Trocknern statt, die in der Bauform den Rundvibratoren ähneln. Die Werkstücke, welche in das Trocknungsmedium eingebettet sind, werden durch Vibrationen in Bewegung gesetzt und sehr schonend umgewälzt. Das aufgeheizte Trocknungsmedium (beispielsweise ein kornförmiges Super Velat) nimmt die Feuchtigkeit auf und poliert gleichzeitig das Werkstück. Wasser- und Compoundflecken können so vermieden werden.

Eine weitere Trocknerbauform, die auf aufgeheizte Trocknungsmedien wie z.B. Maiskolbenschrot, gemahlenen Walnussschalen oder Hartholzwürfeln setzt, wird als Trommeltrockner bezeichnet. Eine rotierende Siebtrommel fördert die Bauteile dabei kontinuierlich durch das erwärmte Trocknungsmedium vorwärts. Dieses Trocknerkonzept ist besonders für größere Mengen an Schüttgut bzw. flachen Massenteilen, sowie stark schöpfenden Werkstücken geeignet.

Als alternativer Trocknungsprozess hat sich die Heißlufttrocknung bewährt. Dabei wird im Umluft Verfahren erhitzte Luft in einem Trockentunnel auf die Bauteile gelenkt und so die Restfeuchtigkeit nach dem Gleitschleifen abgetrocknet. Die Werkstücke werden dabei auf einem engmaschigen Gurt kontinuierlich vorwärts gefördert. Ein gesondertes Trocknungsmedium, welches beispielweise in Sacklöchern oder Hinterschneidungen hängen bleiben kann, ist nicht notwendig. Zudem ist das Verfahren für empfindliche Bauteile geeignet, die sich nicht gegenseitig berühren dürfen bzw. kommt es häufig beim Gleitschleifen sperriger Werkstücke zum Einsatz.

Größe und Form von Schleif- und Polierkörpern

Die Größe, Form und Zusammensetzung der Schleif- bzw. Polierkörper beeinflussen maßgeblich das Bearbeitungsergebnis des Gleitschleifens. Größe und Form haben Einfluss auf die Bearbeitungsintensität und die Bereiche, an denen Schleifkörper mit dem Bauteil in Berührung kommen. Zu berücksichtigende Parameter sind beispielsweise die Neigung zum Verklemmen des Schleifkörpers in Bohrungen und Durchbrüchen, bzw. innenliegende Bauteilbereiche oder enge Radien, die auch gleitgeschliffen werden müssen und deshalb entsprechend kleine Schleifkörper notwendig machen. Für Polierprozesse sind aufgrund der spezifischen Dichte eher kleine und harte Schleifkörper zu wählen, beim aggressiven Entgraten wiederum sehr große Schleifkörper mit scharfen Konturen.

Bei der Zusammensetzung der Schleifkörper wird beim Gleitschleifen im Wesentlichen zwischen harten Keramikschleifkörpern mit hohem Schleifdruck für Materialien wie Stahl, weichen vollpolymerisierten Polyesterharzen mit Schleifmitteln (Kunststoffschleifkörper) zur Bearbeitung weicher Werkstoffe (z.B. Aluminium, Zinkdruckguss) und Sonderschleifkörpern unterschieden. Die Schleif- und Polierkörper verbrauchen sich durch Abrieb während der Bearbeitung und werden immer kleiner, sie sind also ein Verbrauchsmittel während des Gleitschleifens.

Die Wirkung der Schleifkörper kann man in schwach, mittel und stark schleifend, sowie polierend bei Polierkörpern unterscheiden. Es entstehen grobe bis sehr feine Schliffbilder.

Als gängige Formen kommen zum Einsatz:

  • Dreieck, Dreieck Schrägschnitt
  • Ellipse
  • Kegel
  • Pyramiden
  • Zylinder, Zylinder Schrägschnitt

Die Größen reichen von einigen Millimetern bis zu mehreren Zentimetern.

Sonderformen

Sonderformen von Polierkörpern im weiteren Sinn sind beispielsweise Edelstahlkörper wie Kugeln oder Stifte oder Porzellan-Polierkörper. Diese werden aufgrund der hohen Dichte primär zum Polieren des Werkstücks verwendet. Die Oberflächen werden dabei eingeebnet, die abrasive Wirkung ist hingegen sehr gering. Sind noch feinere Oberflächen notwendig, kommen Schleifpasten mit verschiedenen Körnungen zum Einsatz.

Anwendungsfälle des Gleitschleifens

So vielfältig wie die Gleitschleifprozesse sind auch die Anwendungsfelder.

  • Automobilindustrie (Antrieb, Fahrwerk, Getriebe, Karosserie, Lenkung, Motorenkomponenten, Strukturteile)
  • Elektrik, Elektronik
  • Geräte- und Apparatebau
  • Kunststoffindustrie (Kunststoffteile aller Werkstoffe)
  • Maschinenbau, Werkzeugbau, Umformwerkzeuge
  • Medizintechnik (Implantate, Dentaltechnik, Pharmaindustrie)
  • Metallindustrie allgemein (Dreh- und Frästeile, Laserteile, Stanz- und Umformteile, Werkzeugindustrie)
  • Optik
  • Rennsport
  • Schmuckindustrie, Uhrenindustrie

Prozesswassertechnik beim Gleitschleifen

Die Aufbereitung des beim Gleitschleifen zum Einsatz kommenden Abwassers erfolgt zumeist chemisch oder als Kombination von chemischen und mechanischen Prozessen. Das Hauptaugenmerk wird dabei auf die Erfüllung der ökologischen Anforderungen bei gleichzeitiger Berücksichtigung von wirtschaftlichen Aspekten gelegt.

Bei der Kreislaufverwendung des Prozesswassers kommen zumeist das Prinzip der 2-Phasen oder 3-Phasen-Trennung in feste (Abrieb von Schleifkörpern und Bauteilen) und flüssige Bestandteile mittels Zentrifugalkraft zum Einsatz. Dieser Aufbereitungsprozess ermöglicht wesentliche Einsparungen von Frischwasser und Compound, sowie eine Reduzierung des zu entsorgenden Schlamms im Vergleich zu einer rein chemischen Aufbereitung. Der Kreislaufbetrieb ist bei den meisten Gleitschleifbearbeitungen möglich.

Beim Einsatz von sauren Gleitschleifzusätzen, bei der Verwendung verschiedener Compounds und bei hohen Sauberkeitsanforderungen an die glattzuschleifenden Bauteile kann kein Prozesswasserkreislauf zum Einsatz kommen. In diesen Fällen wird meist mit Frischwasser und den direkt beigemischten Compounds gearbeitet. Das Abwasser wird chemisch geflockt, der Gleitschleifschlamm ausgesiebt und das gereinigte Wasser in den öffentlichen Kanal eingeleitet. Durch das Flockungsmittel werden die Feststoffe und die meisten anderen Fremdstoffe wie Metall, Öle und Fette aus dem Abwasser entfernt. Dieses Verfahren ist sehr einfach, betriebssicher aber gleichzeitig auch teuer.

Schleif- und Polierkörper beim Gleitschleifen

Die zum Gleitschleifen notwendigen tribologischen Partner der Werkstücke kann man grob in Schleif- und Polierkörper unterscheiden. Die Schleifkörper umfassen dabei die Verfahrensmittel, welche durch ihre abrasive Wirkung ein Abtragen oder Abschleifen von Werkstückmaterial an Kanten und Flächen bedingen. Polierkörper haben hingegen eine sehr geringe Schleifwirkung und dienen primär dem Polieren des Werkstücks.

Compounds

Die meisten Gleitschleifprozesse werden nass durchgeführt, wobei ein Gemisch aus Wasser und chemischen Beimischungen zum Einsatz kommt. Die Zusätze, auch als Compounds bezeichnet, sorgen für saubere, helle und korrosionsfreie Werkstücke. Man unterscheidet dabei in Spezialcompounds abhängig von Werkstoffen und Prozessen, sowie in Universalcompounds für ein breites Anwendungsfeld. Compounds spielen beim Gleitschleifen, als chemisch-mechanischen Gesamtprozess, eine entscheidende Rolle.

Die heute meist organischen Mittel werden in verschiedenen pH-Werten eingesetzt und decken ein breites Spektrum an Einsatzgebieten ab. Abhängig der Beschaffenheit kann man in Flüssigcompounds oder pulverförmige unterscheiden. Hinsichtlich der Verwendung stehen Schleif-, Polier- und Trockenpoliercompounds zur Verfügung. Zudem spielt es aus Sicht der Abwasseraufbereitung eine Rolle, ob die chemischen Zusätze kreislauffähig sind oder nicht. Die Gleitschleifcompounds müssen dabei mit den Flockungs-Compounds in der Abwasseraufbereitung zusammenwirken und die gewünschten chemischen Flockungsreaktionen hervorrufen.

Bei Standardcompounds stehen der Korrosionsschutz, die Reinigungskraft und die Entfettungswirkung im Vordergrund. Spezial-Compounds unterstützen bei Säurebeständigkeit, Schaumarmut und Beizwirkung etc.. Die oben genannten Polierpasten können auch alternativ in den Bereich der Compounds mit eingeordnet werden. Diese dienen zur Schleifunterstützung durch Reinigung oder als Schleifverstärker.

Gleitschleifprozesse

Gleitschleifen ist ein wirtschaftlicher und präziser Prozess, der eine breite Facette an Oberflächen- und Kantenbearbeitungen ermöglicht.

HG Metalltechnik Krumbach GmbH - Entgraten - weitere Verfahren

Entgraten

Das Entgraten mittels Gleitschleifen ist eine kostengünstige und effektive Methode, um Werkstücke von beim Bearbeitungs- oder Herstellungsprozess entstandenen Kanten oder Auffaserungen zu befreien.

Entfetten HGMTK

Entölen/Entfetten

Entölen und Entfetten von Werkstücken mittels Gleitschlifftechnik ist eine Alternative zu herkömmlichen Reinigungsprozessen, insbesondere wenn weitere Anforderungen an die fertige Oberfläche oder die Kanten gestellt werden bzw. mechanische Effekte zur Erzielung vom Reinigungsergebnis notwendig sind. Eine optimale Abwasseraufbereitung ist hierbei besonders wichtig.

Entrosten HGMTK

Entrosten

Mit Hilfe spezieller Compounds kann das Gleitschleifen durch seine chemischen und mechanischen Wirkungsprinzipien zum wirtschaftlichen Entrosten von Werkstücken verwendet werden. Der nachgelagerte Trocknungsprozess und das Konservieren der Bauteile sind weitere wichtige Einflussgrößen beim Bearbeitungsergebnis.

HG Metalltechnik Krumbach GmbH - Gleitschleifen 1

Entzundern durch Gleitschleifen

Besonders vorteilhaft ist das Entzundern mittels Gleitschleifen bei Schüttgütern. Gleitschlifftechnik kommt dann zum Einsatz, wenn Verzunderungen kostengünstig und effektiv entfernt werden sollen. Die Oberflächenqualität der Werkstücke, die Rauigkeit und der Materialabtrag lassen sich auf den jeweiligen Anwendungsfall anpassen.

HG Metalltechnik Krumbach GmbH - Aufrauen

Glänzen/Glätten/Polieren

Mit dem Polieren / Glätten / Glänzen mittels Gleitschleifen erreicht der Anwender eine hochwertige Aufbereitung von Werkstücken. Durch die speziell auf diesen Bearbeitungsprozess abgestimmten Compounds bzw. Schleifkörper werden Rauigkeitsspitzen, die für eine hohe Reibung sorgen, entfernt – die Oberfläche wird plastisch verformt und geglättet. Das Druckpolieren mittels metallischer Schleifkörper sorgt zusätzlich für eine Verfestigung der Oberfläche.

HG Metalltechnik Krumbach GmbH - Gleitschleifen 2

Kanten verrunden

Die bei vorhergehenden Herstellungs- oder Bearbeitungsprozessen entstehenden scharfen Kanten können durch Gleitschleifen gebrochen und Verrunden werden. Die Kantenverrundung ist für fast alle Werkstoffe und Bauteil Geometrien realisierbar. Die Funktionsfähigkeit des Bauteils wird durch diesen Gleitschleifprozess verbessert bzw. lassen sich griffsichere Kanten herstellen. Das Kantenverrundung stellt eine direkte Erweiterung von Entgratprozessen dar.

HG Metalltechnik Krumbach GmbH - CNC Fräsen 3

Schleifen

Das Schleifen eines Werkstückes ist einer von vielen Anwendungsfällen der Oberflächenbearbeitung. Nachdem die Oberfläche von Öl und Schmutz befreit wurde, werden letzte Unebenheiten geschliffen, so dass Werkstücke optimal zur Weiterverarbeitung präpariert werden. Beispielsweise dient Schleifen als Vorbehandlung für die Beschichtung.

Angebot Oberflächentechnik im Überblick:

Gleitscheifen HG Metalltechnik

Gleitschleifen

Oberflächenveredlung Entgraten

Entgraten / Schleifen

Oberflächenveredlung Nasslackieren HGMTK

Nasslackieren

Oberflächenveredlung Sandstrahlen HGMTK

Sandstrahlen

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