Mit flüssigem Stickstoff und einem weichen Strahlmittel kann das Entgraten von Druckgussteilen vollautomatisch und schonend durchgeführt werden. Kosten und Ausschussraten können drastisch sinken.
Zink ist ein preiswertes Metall mit einem niedrigen Schmelzpunkt. Schon bei 420 Grad Celsius beginnt es zu fließen, es lässt sich also mit relativ geringem Energieeinsatz verarbeiten. Druckgussteile aus Zinklegierungen sind deshalb in unserem Alltag allgegenwärtig: Spielzeugautos, Türschlösser, Autoteile, Beschläge, Stecker, Gehäuse und Reißverschlüsse sind nur einige der Dinge, die aus Zink hergestellt werden.
Explosionsentgratung mit viel Ausschuss
Beim Druckguss ist es kaum zu vermeiden, dass kleine Mengen des flüssigen Metalls in die Ritzen zwischen den Einzelteilen der Gussform dringen. Am fertigen Stück bildet dieses Material dünne Grate über den Nahtstellen, die nach dem Guss entfernt werden müssen. Weitere Metalle, die beim Druckguss verwendet werden, sind unter anderem Aluminium, Titan und Magnesium.
Teile aus kleineren Serien werden üblicherweise von Hand entgratet – ein aufwendiger und teurer Prozess. Bei Massenware ist stattdessen die Explosionsentgratung weit verbreitet: Eine dosierte Explosion in einer geschützten Kammer erzeugt kurzzeitig Temperaturen bis 2.000 Grad Celsius, bei der die dünnen Grate verbrennen. Allerdings kann die Wucht der Detonation oder die hohe Temperatur auch das Werkstück selbst beschädigen. Die Ausschussrate kann so bis zu 40 Prozent erreichen, weil sich Formteile verziehen.
Kälte ersetzt Detonation
Ohne Beschädigung funktioniert dagegen die Entgratung unter Einsatz tiefkalten Stickstoffs: Die Werkstücke werden in eine Drehtrommel aus Drahtgeflecht gegeben. Einfache Massenware wie Stecker oder Spielzeugautos werden hineingekippt, komplexe Teile werden auf Rahmen befestigt. Dann wird flüssiger Stickstoff in die Trommel geleitet.
Dort entspannt das Gas und lässt die Temperatur auf bis zu minus 60 Grad Celsius absinken. Die filigranen Grate werden praktisch sofort tiefgekühlt und versprödet, auf die Formteile mit ihrer größeren Masse wirkt die Kälte wesentlich weniger. Die Grate lassen sich nun mit geringer Kraft von den Gussteilen trennen. Die dafür nötige mechanische Einwirkung wird von kleinen Kügelchen aus Kunststoff ausgeübt.
Ähnlich wie beim Sandstrahlen wird hier Plastikgranulat mit hoher Geschwindigkeit auf die Teile in der Trommel geschossen. Die spröden Grate brechen ab und werden vollständig entfernt. Die Teile selbst bleiben dagegen unversehrt. Der weiche Kunststoff hinterlässt nicht einmal Spuren auf der Oberfläche. Die Methode ist den herkömmlichen Verfahren damit technisch weit überlegen. Sie erreicht eine bessere und zugleich reproduzierbare Qualität der Entgratung, auch bei komplexen Formteilen mit innenliegendem Grat.
Stückkosten senken
„Die Abnehmer von Druckgussteilen, zum Beispiel in der Automobilindustrie, stellen immer höhere Anforderungen im Hinblick auf Qualität und Präzision“, erläutert Thomas Böckler, Anwendungsspezialist bei Messer. „Auf der anderen Seite sind auch die Hersteller selbst an hochwertigen und zugleich effizienten Verfahren interessiert. Für Elektronikbauteile zum Beispiel, die nur wenige Cent kosten dürfen, kommt eine manuelle Entgratung nicht in Frage. Sie sind aber gegen Verzug sehr empfindlich. Hier bietet unser Verfahren die optimale Lösung. Zudem sind die Stückkosten pro Kilogramm Druckguss im Vergleich zur Explosionsentgratung deutlich niedriger.“
Ob sich die Investition in eine Anlage zur Kälteentgratung lohnt, lässt sich leicht herausfinden. „Zunächst führen wir einen kostenlosen Entgratungstest mit den Produkten des Kunden durch“, erklärt Thomas Böckler. „Danach kann er beurteilen, ob das Ergebnis seinen Erwartungen entspricht, und wir können berechnen, ob eine Lohnentgratung oder eine eigene Anlage die optimale Lösung bietet.“
Seit mehr als 125 Jahren ist Messer als das heute weltweit größte Unternehmen für Industriegase, Medizingase, Spezialgase und Elektronikgase in Privatbesitz seinen Leitlinien für Sicherheit, Fokus auf Kunden und Mitarbeitende, gesellschaftliche Verantwortung, Nachhaltigkeit, Vertrauen und Respekt treu. Die Gases for Life und patentierten Gaseanwendungen von Messer sind für Umweltschutz, Klimaschutz, Dekarbonisierung und Innovation unersetzlich.