Entgratverfahren

Bei Kleinserien oder wo situativ erforderlich, ist das händische Entgraten weit verbreitet. Was sich einfach anhört, darf aber nicht unterschätzt werden.

Eine qualitativ hochwertige, möglichst gleichbleibende Handentgratung erfordert bei Lärm und Schmutz eine hohe Konzentration und viel handwerkliches Geschick. Oftmals erfolgt die Handentgratung vom Maschinenbediener in Verbindung mit der Zerspanung direkt neben der Maschine. Meist wird nur bei Einzelteilen oder situativ von Hand entgratet.

Am Markt gibt es einige Anbieter, die spezielle Handentgrater mit verschiedensten Klingenformen anbieten. KEMPF liefert hierfür z.B. den Shaviv Handentgrater .

Oft kommen auch druckluftbetriebene oder elektrische Werkzeuge mit Schleifstiften, Entgratfräsern oder Bürsten zum Einsatz. Hier empfehlen wir die XEBEC Oberflächenbürsten aus selbstschärfender Keramikfaser, unsere HM Rotierfräser oder unsere Keramikfaser Schleifstifte .
Zum manuellen Entgraten zählen auch Schrupp- und Schlichtfeilen, Schleifscheiben, Schleifpapier o.ä.

Für den manuellen Einsatz können aber auch ausgewählte Entgratwerkzeuge, die für die maschinelle Bearbeitung vorgesehen sind, manuell eingesetzt werden. Hierfür bieten sich u.a. halbautomatische Entgrater mit gefederten Schneiden an, wie z.B. unser Burraway , die Burr-Off Entgratgabeln oder der E-Z-Burr .

Es handelt sich hier um ein zerspanendes Verfahren. I.d.R. wird damit die Rückseite von Bohrungen entgratet, oft auch mit der Option einer vorderseitigen Entgratung.

Die Schneiden stehen unter Druck (Federdruck, Vorspannung bei Gabelwerkzeugen oder Kühlmittel). Der Druck ist meist einstellbar oder kann an die Entgratung bzw. an den Werkstoff angepasst werden.

Diese Werkzeuge werden wie Bohrwerkzeuge eingesetzt, d.h. im Rechtslauf zentrisch durch die zu entgratende Bohrung geführt. Die Schneide klappt im Vorschub automatisch ein. Eine definierte Entgratung ist mit gefederten Schneiden nur bedingt und mit Einschränkungen möglich.

Als Werkzeuge empfehlen wir Ihnen

• für das vorder- und rückseitige Entgraten und Anfasen von Bohrungen unseren Burraway, Burr-Off oder E-Z-Burr,
• für das rückseitige Entgraten und Anfasen von Bohrungen das GMO Entgratwerkzeug oder
• für das Entgraten von sich kreuzenden Bohrungen das HSD Tool.

Zirkular-Entgratfräser führen selbst an schwer zugänglichen Stellen eine präzise und gleichmäßige Entgratung durch. Ihre spezielle Schneidengeometrie ermöglicht eine effiziente Materialentfernung, selbst bei 3D-Formen. In Verbindung mit 3-Achs Maschinen und entsprechender Programmierung sind dem Einsatzbereich dieser Werkzeuge kaum Grenzen gesetzt. Einschränkungen können höchstens durch die Arbeitslänge entstehen.

Der Einsatz von Entgratfräsern setzt definierte Konturen in relativ engen Werkstücktoleranzen voraus. Um den Einsatzbereich auch auf undefinierte Kanten (z.B. bei Gussteilen, geschmiedeten oder geschweißten Teilen) zu erweitern, besteht die Möglichkeit, einen Axial-Ausgleichshalter einzusetzen. Axialausgleich auf Zug und Druck ermöglicht in Verbindung mit speziell entwickelten 45° Entgratfräsern auch die Bearbeitung undefinierter Kanten und Konturen. Der Fräser wird aufgrund seines Ausgleichshalters beim Abfahren von Maßabweichungen am Werkstück weggedrückt und entgratet daher bei gleichbleibender Kraft rundherum gleichmäßig.

Als Werkzeuge empfehlen wir Ihnen

• für das vorder- und rückseitige Entgraten von Kanten auf 3D gekrümmten Oberflächen das Back-Burr Cutter & Path Entgratsystem . Es wurde speziell für die Entgratung entwickelt und ermöglicht eine sekundärgratfreie Bearbeitung. Aufgrund der oft sehr aufwendigen CNC-Programmierung bieten wir hier optional NC-Datensätze für ein optimales Entgratergebnis und für maximale Standzeiten an.
• für das Entgraten auch von nicht definierten Konturen das IBEX Entgratsystem mit Axial Ausgleichshalter
• für das Entgraten von Konturen mittels Roboter oder in Druckluft- oder Elektroschleifern unsere HM Rotierfräser

Das Entgraten mit Bürsten ist auch auf CNC Maschinen weit verbreitet. Die Entgratkontur muss hierbei nicht definiert abgefahren werden, was eine Zeitersparnis mit sich bringt. Bei unterschiedlich starker Gratbildung kann es jedoch schwierig sein, ein gleichmäßiges Entgratergebnis zu erhalten. Auch zu beachten ist, dass der Abrieb von abrasiven Entgratbürsten mit dem Kühlmittel mitgeschwemmt wird und zu Verschmutzung der Maschine führen kann.

Am Markt gibt es eine Vielzahl von Anbietern mit unterschiedlichsten Bürstentypen, von Stahl, Messing oder Nylonbürsten mit unterschiedlichstem Besatz (AlO, SiC, Diamant u.v.m.) und mit Körnungen von 36 bis 8000 bis hin zu Keramik-Faserbürsten oder Honbürsten.

Wir haben uns auf Keramik-Faserbürsten spezialisiert, deren gebundene Fasern nicht nur mit Keramik beschichtet sind, sondern die durchgehend zu 80% aus abrasiver Keramik bestehen. Sie bieten den großen Vorteil, dass die selbstschärfenden Schneidkanten eine konstante Schleifleistung ermöglichen.

Im Gegensatz zu Drahtbürsten kehren die Keramik-Faserstäbe auch nach der Bearbeitung wieder in ihre ursprüngliche Form zurück. Speziell in Verbindung mit einem Axial-Ausgleichshalter sind diese Bürsten in einem großen Anwendungsbereich einsetzbar und punkten durch hohe Standzeiten, höhere Produktivität und niedrigere Kosten.

Diese Keramikfaserbürsten empfehlen wir Ihnen:

• für das Entgraten und Polieren von Oberflächen die XEBEC Oberflächen-Bürste
• für das Entgraten von Querbohrungen sowie das Polieren oder Entzundern von Bohrungswandungen die XEBEC Cross-Hole Bürste
• für das seitliche Entgraten und Polieren von Oberflächen, Kanten und Gewinden die XEBEC Rundbürste Wheel Type

Hierbei werden die zu entgratenden Werkstücke vom Roboter per Greifer aufgenommen und programmgesteuert an der fest montierten Entgrateinheit entlang geführt.

Dieses Vorgehen wird vor allem bei kleineren und mittleren Bauteilen bevorzugt sowie üblicherweise in der Serienfertigung eingesetzt.

Hier bearbeitet der flexible Roboterarm ein fest eingespanntes Werkstück und fährt die Werkstückkanten definiert ab.

Besonders bei größeren Bauteilen mit komplexen Konturen wird die werkzeug-geführte Strategie bevorzugt, da es hier deutlich einfacher ist, das Werkzeug zu bewegen statt das große, sperrige Bauteil. Vorteilhaft ist hier auch, dass der Roboter über eine Wechselstation mehrere Werkzeuge aufnehmen kann und durch einen automatischen Werkzeugwechsel unterschiedlichste Entgratoperationen am Bauteil durchführen kann.

Bei diesem Entgratverfahren nach DIN 8590 wird mittels Elektrolyse durch Gleichstrom ein gezielter Materialabtrag ermöglicht.
Das Werkstück bildet die Anode (Pluspol), das Werkzeug die Kathode (Minuspol). Das Werkzeug wird in geringem Abstand zur Werkstückkante positioniert. Eine Elektrolytlösung erzeugt die elektrische Verbindung. Die Grate lösen sich durch Elektrolyse auf.

Dieses Verfahren zum Entgraten ist besonders interessant zur gezielten Verrundung von Kanten und Bohrungsübergängen.

Das thermisch-chemische Entgratverfahren wird auch "Explosionsentgraten" genannt. Bei diesem Verfahren werden mittels Zündung eines Sauerstoff-Gasgemischs in einer Brennkammer hohe Temperaturen bis zu 3000°C erzeugt, die für einige Millisekunden auf das Werkstück einwirken. Diese hohen Temperaturen bringen die feinen vorstehenden Grate zum Verdampfen, das Werkstück selbst wird nur moderat auf bis zu 160°C erhitzt.

Verfügt ein Werkstück über innenliegende, schlecht zugängliche Grate, eignet sich dieses Verfahren gut.

Bei diesem Verfahren wird ein mit Schleifmitteln versetztes Medium (Fluid) über eine Hydraulikkomponente unter Druck durch das Werkstückinnere und wieder zurück gepresst. Dieser Vorgang wird i.d.R. mehrfach wiederholt, abhängig von der Gratstärke und der gewünschten Kantenverrundung. Durch verschiedenste Schleifpartikel (Keramik, Diamant, Aluminiumoxid, ...) in unterschiedlichen Partikelgrößen erfolgt eine Anpassung an verschiedenste Werkstoffe, Gratstärken sowie an Oberflächenanforderungen.

Das Verfahren wurde nach dem Hersteller Walther Trowal benannt, gemäß Definition nach DIN 8589 lautet es "Gleitspanen".

Beim Gleitschleifen werden die Bauteile in einer rotierenden, vibrierenden oder oszillierenden Trommel bearbeitet. Es werden Schleifkörper (Chips) in unterschiedlichsten Größen und Formen eingesetzt und meist noch ein Zusatzmittel in wässriger Lösung zugegeben. Durch die Bewegung des Behälters werden die Kanten des Werkstücks aufgrund der Schleifkörper abgerundet bzw. entgratet.

Das Verfahren wird sowohl bei der Feinentgratung als auch zur Oberflächenverbesserung und zum Reinigen von Bauteilen eingesetzt. Dabei wird das gesamte Bauteil, aussen und innen, bearbeitet. Es kann kein definiertes Entgraten erfolgen, sondern alle Werkstückoberflächen, die mit den Schleifkörpern in Berührung kommen, werden abgeschliffen und gerundet. Die Abtragsleistung und damit die Stärke der Entgratung kann durch eine unterschiedliche Auswahl von Schleifkörpern und Zusatzmittel sowie die Laufzeit der Anlage variiert werden.

Bei dieser Entgratmethode handelt es sich um ein berührungsloses Verfahren. Das Entgraten mit Ultraschall erfolgt in einem Flüssigkeitsbad. Ultraschallschwingungen erzeugen Schallwellen und Kavitation. Bei der Implosion der Kavitationsblasen entstehen Druckspitzen, die die Grate scharfkantig abtragen - punktuell oder flächig. Es kann gezielt der Grat bearbeitet werden während der Rest der Oberfläche unbehelligt bleibt.

Ultraschall-Entgraten eignet sich für alle gängigen Metalle bis hin zu faserverstärkten Kunststoffen.

Ultraschallgeräte gibt es von Handmodulen bis zu kompletten Ultraschall-Entgratanlagen mit Roboterbedienung.

Die Strahltechnik wird umgangssprachlich oft als "Sandstrahlen" oder "Kugelstrahlen" bezeichnet. Dabei werden abrasive Strahlpartikel (z.B. Sand, Stahlkugeln, Glasperlen oder Trockeneis) meist per Druckluft auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt.

Strahlen wird in der Bauteilereinigung, zum Entrosten und Entzundern sowie zum Feinentgraten, aber auch zur Oberflächenveredelung eingesetzt. Eine Entgratung erfolgt i.d.R. unter erhöhtem Druck und im Nassstrahlverfahren. Dabei werden dem Strahlmittel Flüssigkeiten (fluids) beigegeben. Gestrahlt wird sowohl manuell mit Strahldüsen als auch in kompletten Strahlanlagen mit Teiletransport bis hin zur vollautomatisierten Linienfertigung.

Je nach Anforderung wird das passende Strahlverfahren definiert. Zu berücksichtigen sind Faktoren wie die Art der Oberfläche, die Art der Verunreinigung, die Größe der Oberfläche sowie die Kosten des jeweiligen Verfahrens.

Eine spezielle Form des Strahlens ist das CO² Schneestrahlen. Das Strahlmedium ist hier flüssiges Kohlendioxid, das beim Austritt aus der Düse zu festen Schnee- bzw. Eiskristallen wird. Anwendungsbereiche sind die Feinstentgratung und Bauteilereinigung, auch bei empfindlichen Oberflächen wie in der optischen Industrie und in der Medizintechnik.

Eine weitere spezielle Form ist das Trockeneisstrahlen. Das Prinzip ist ähnlich wie bei der herkömmlichen Strahltechnik, aber statt Granulat werden Trockeneis-Partikel eingesetzt.