Gratfrei und scharfkantig lautete die Spezifikation, für die ein Teilehersteller ein prozesssicheres Entgratverfahren suchte, das er in seine Fertigung integrieren kann. Bei den zu entgratenden Werkstücken handelt es sich um spanend hergestellte, rund 150 mm lange, zylindrische Bauteile aus einem speziellen Edelstahl, die zahlreiche feine Bohrungen aufweisen. Das Ultraschallentgraten von Weber Ultrasonics eignet sich für die Entfernung außen- und innenliegender Grate, wobei die Entgratwirkung auf dem physikalischen Effekt der Kavitation und Strömung basiert. Es lässt sich durch Leistung, Amplitude und Dauer des Ultraschalls sowie der Entfernung und Position der spezifisch ausgelegten Sonotrode zum Werkstück an unterschiedliche Entgrataufgaben anpassen. Nachdem umfangreiche Tests im Technikum des Ultraschallspezialisten zeigten, dass die Entgratspezifikation reproduzierbar erfüllt wird, konzipierten die Unternehmen gemeinsam eine kombinierte Entgrat- und Reinigungsanlage. Die bei einem Spezialmaschinenbauer realisierte Mehrbadtauchanlage verfügt über insgesamt vier Becken.
Ultraschall – auch als Entgratlösung
Im ersten Bad werden jeweils zwei Teile mit einer Ultraschallfrequenz von 25 kHz vorgereinigt. Neben Rückständen von Bearbeitungsmedien und losen Spänen werden dabei bereits einige Grate entfernt. Für den Entgratprozess werden die auf der Aufnahme befestigten Teile ins zweite Becken transportiert und in das Bad abgesenkt. Danach fahren zwei circa 60 mm lange Messersonotroden, die sich auf einer X-Achse bewegen, in knappem Abstand über die rotierenden Teile in das Becken. Durch die Kombination der Frequenz von 20 kHz und hoher Amplitude entsteht ein intensives Schallfeld an der Oberfläche der Teile, das die Gratwurzel gezielt abträgt. Parallel dazu wird der Grat durch die Strömung bewegt, abgebrochen und abtransportiert. Im dritten Bad erfolgt mit einer Frequenz von 40 kHz eine Feinreinigung und danach im vierten Becken ein Tauchspritz-Spülprozess.
Das Ultraschallsystem wird durch in der Leistung angepasste Generatoren (Sonic Digital HS) mit jeweils 1000 Watt Maximalleistung betrieben. Bei der als integrierbare, hutschienenkompatibel ausgeführte Systemkomponente wird die digitale Frequenz durch einen 32-Bit Microcontroller erzeugt und geregelt. Die Leistung kann im Bereich von 10 bis 100 Prozent in 1%-Schritten geregelt werden. Dies ermöglicht die optimale Anpassung an teilespezifische Entgrat- und Reinigungsprogramme. In diesem Fall kann es, nicht zuletzt durch die hohe Amplitude, wirtschaftlich mit 300 Watt Leistung durchgeführt werden. Für eine hohe Betriebs- und Prozesssicherheit sorgen unter anderem serienmäßig integrierte Einrichtungen für Frequenzüberwachung, Lüftersteuerung, Temperaturmanagement und Trockenlaufsicherung. Durch die Ausstattung mit einer optionalen Profibus- oder Profinet-Schnittstelle lassen sich die Generatoren in übergeordnete Steuerungsprozesse und/oder eine Fernwartung einbinden.
Der komplette Beitrag ist in der März-Ausgabe von JOT erschienen.
Autor(en): Weber Ultrasonics
