Meta-Fertigungen umfassen verschiedene Prozesse zur Herstellung von Teilen, die Ihren Designanforderungen entsprechen. Oftmals ist Präzision ein Kriterium dieses Herstellungsprozesses; Maschinisten möchten, dass ihre Teile und Komponenten keine Mängel aufweisen.
Dies zu erreichen ist jedoch eine Herausforderung, da selbst bei den präzisesten Methoden immer noch das Risiko besteht, dass sich der eine oder andere Defekt entwickelt, wobei Grate eine häufige Ursache sind. Daher müssen Maschinisten häufig neben anderen Oberflächenveredelungsprozessen auch das Entgraten durchführen, um der Fertigung Präzision und die gewünschte Qualität zu verleihen.
In diesem Artikel geht es ausführlich um das Entgraten, um die Ursachen von Graten, um die Gründe, warum Sie Ihre Teile entgraten müssen, und um andere komplizierte Details, die Sie verstehen müssen. Lasst uns gleich loslegen.
Was ist Entgraten?
Grate sind winzige Defekte, Unvollkommenheiten oder Vorsprünge auf der Oberfläche bearbeiteter Metallteile, die eine glatte Oberfläche verhindern. Hersteller nutzen bei der Bearbeitung eine Reihe von Schneidprozessen, um die gewünschten Bauteile herzustellen. Allerdings können einige Unvollkommenheiten oder unerwünschte Grate auftreten, die zu Graten führen.
Die Grate können scharf, rau oder uneben erscheinen und die Ästhetik des Teils und manchmal auch die Funktionalität und Sicherheit des bearbeiteten Produkts beeinträchtigen. Daher ist es notwendig, den bearbeiteten Teil von dieser Verunreinigung zu befreien und ihn zu entgraten. Was genau ist Entgraten?
Unter Entgraten versteht man einfach die Entfernung dieser Unvollkommenheiten – Grate. Dabei handelt es sich um eine Reihe von Arbeitsgängen, die darauf abzielen, die Metalloberfläche oder den bearbeiteten Teil von Graten, scharfen Kanten, rauen Stellen und anderen Unvollkommenheiten zu befreien. Daher führt das Entgraten zu einer Verbesserung des Aussehens, der Genauigkeit, der Sicherheit, der Konsistenz und der Gesamtqualität des Teils.
Gründe für das Entgraten in der Metallverarbeitung
Das Entgraten ist ein wesentlicher Aspekt der Metallverarbeitung, da es dazu beiträgt, die Sicherheit, Qualität und Funktionalität des Teils zu verbessern. Nachfolgend finden Sie eine detailliertere Übersicht über die Vorteile dieses Nachbearbeitungsvorgangs.
Verbessern Sie Ästhetik und Oberflächenbeschaffenheit
Das Entgraten verbessert das Gesamterscheinungsbild des Teils und sorgt für ein poliertes und professionelles Finish. Es hilft, Unvollkommenheiten und Bearbeitungsfehler auszugleichen und sorgt so für eine bessere Produktqualität und Ästhetik. Das Entgraten ist für die Herstellung kundenspezifischer Teile von entscheidender Bedeutung, da es dazu beiträgt, die Ästhetik eines Teils zu verbessern.
Sicherheitsgründe
Grate, insbesondere die scharfen, stellen ein Sicherheitsrisiko für Hersteller, Mitarbeiter und Endbenutzer dar. Während des Transports, der Teilemontage, der Installation und der Verwendung des Produkts erhöht das Vorhandensein von Graten im Teil das Verletzungsrisiko.
Reduzieren Sie den Verschleiß von Schneidwerkzeugen
Manchmal ist es fast unvermeidlich, Teile gratfrei zu bearbeiten. Allerdings können diese Grate bei der späteren Bearbeitung das Risiko eines Werkzeugverschleißes erhöhen. Grate erhöhen die Interaktion mit den Werkzeugen und dem Werkstück und beschleunigen den Verschleiß.
Verbessern Sie die Präzision und Teilefunktionalität
Durch das Entgraten wird eine bessere Oberflächengüte erzielt und die Maßhaltigkeit und Präzision des Teils erhöht. Wenn Sie Grate nicht von Ihrer Fertigung entfernen, kann es zur Ansammlung von Restmaterial an der Kante kommen, was zu weiteren Herstellungsfehlern führt. Darüber hinaus erleichtert das Entgraten die einfache Montage und Montage verschiedener Komponenten und fördert die Funktionalität der Teile.
Ursachen für Grate bei der CNC-Bearbeitung?
Tatsächlich ist die CNC-Bearbeitung ein präziser Prozess; Es besteht jedoch immer noch die Möglichkeit von Mängeln wie Graten. Es kann bei allen Prozessen entstehen, einschließlich Bohren, Fräsen, Drehen und anderen Schneidtechniken wie Laserschneiden, Stanzen und Scheren.
Nachfolgend sind die wahrscheinlichen Ursachen für Grate in Ihren bearbeiteten Teilen aufgeführt.
Werkzeugverschleiß
Der kontinuierliche Einsatz von Bearbeitungswerkzeugen, insbesondere bei schlechten Wartungspraktiken, erhöht den Verschleiß und verringert die Effizienz des Werkzeugs. Dadurch wird die Schneidkante weniger effektiv und die Gefahr der Gratbildung steigt.
Materialeigenschaften
Auch die Art des zu bearbeitenden Materials, insbesondere die Dicke und Qualität, kann das Risiko der Gratbildung beeinflussen. Hochwertige Materialien verfügen immer über Lebensmittelverarbeitungseigenschaften und erfordern weniger Nachbearbeitung und Nachbearbeitung. Allerdings kann sich bei minderwertigen Materialien die Gefahr von Gratbildung erhöhen.
Fähigkeitsniveau des Bedieners
Auch eine schlechte Qualifikation des Bedieners kann die Wahrscheinlichkeit einer Gratbildung erhöhen. Um die Bearbeitungseffizienz zu steigern, versteht ein erfahrener Bediener die notwendigen Parameter, wie zum Beispiel die Werkzeugwegstrategie. Daher spielt neben den Materialeigenschaften und dem Bearbeitungsprozess auch der Techniker eine Rolle bei den Bearbeitungsfehlern.
Vorschübe und Schnittgeschwindigkeit
Diese Funktion hängt auch vom Können des Bedieners ab. Eine schlechte Optimierung der Schnittgeschwindigkeit und der Vorschübe kann das Risiko der Gratbildung erhöhen. Beim Schneiden mit höheren Geschwindigkeiten entsteht eine erhöhte Wärmeentwicklung, wodurch sich die Gefahr der Gratbildung erhöht.
Unzureichende Kühlung und Schmierung
Unzureichende Kühlung und Schmierung während der Bearbeitung können zu Hitzestau und Überhitzung führen und das Risiko von Graten und anderen Unvollkommenheiten erhöhen.
Klassifikationen von Graten
Je nach Form und Entstehungsmechanismus weisen Grate spezifische Eigenschaften auf, die eine Klassifizierung ermöglichen. Im Folgenden haben wir die Arten von Graten besprochen.
Basierend auf Form
Grate werden je nach Form im Allgemeinen in drei Kategorien eingeteilt.
- Scharfe Grate: Wie der Name schon sagt, haben diese Grate die Form eines zerbrochenen Glases mit spitzen und scharfen Kanten. Diese Art von Graten kann Verletzungen verursachen, wenn sie nicht entfernt werden. Sie entstehen beim Schneiden oder Scheren; Folglich erscheinen sie auf der Unterseite der Schnittfläche des Teils.
- Grate mit fliegender Kante: Sie werden auch Phi- oder Spillgrate genannt. Flugkantengrate erscheinen normalerweise als lange und dünne Vorsprünge, die über die Materialkante hinausragen. Wie andere Grate kann es die Funktionalität und Präzision des Teils beeinträchtigen.
- Spritzgrate: Diese Grate kommen beim Druckguss häufig vor und entstehen beim Übergang des geschmolzenen Metalls in den Feststoff. Es kann auch beim Schweißen zu unregelmäßigen Formen kommen.
Basierend auf dem Formationsmechanismus
Diese Klassifizierung von Graten ist der verbreitetere Ansatz, da sie beschreibt, wie sie bei der Herstellung der Bauteile entstehen. Nachfolgend untersuchen wir drei Arten von Graten basierend auf dieser Klassifizierung.
- Taumelnde Grate: Diese Grate verfestigen sich durch die Biegung des Werkzeugwegs und führen zu einer leichten Drehung oder einem Taumeln der Metallpartikel während der Bearbeitung. Während Sie das Werkstück bearbeiten, bleibt möglicherweise etwas Material zurück und bewegt sich mit dem Fräser, und Gold zeigt in Richtung der Schneidzähne.
- Poisson Grate: Der Name dieser Grate geht auf den Begriff „Gifteffekt“ zurück, der sich auf die Ausdehnungen senkrecht zu beanspruchten Bereichen bezieht. Krafteinwirkung auf das Material, beispielsweise beim Schneiden, führt zu einer Verformung der Kanten und zur Entstehung von Graten. Diese Verformung äußert sich in Form von Graten am Eintritt, die sich am Eintritt der Schneidkante bilden.
- Tränengrate: Diese Grate entstehen durch Abreißen, wenn ein Material plastisch verformt und nicht vollständig geschert wird. Dies ist beim CNC-Stanzen üblich, bei dem die scharfe Schneidkante entlang der Kontur des gestanzten Lochs verbleibt.
- Heiße Grate: Es werden manchmal thermische Grate genannt, die beim Schneiden oder Schleifen häufig vorkommen. Sie werden manchmal Schlacke oder Spritzer genannt. Es entsteht, wenn beim Schneiden eine übermäßige Hitzeentwicklung auftritt. Es kann auch durch Schweiß-, Plasmalichtbogen- und Laserschneidprozesse entstehen, wenn es zu unkontrollierter Abkühlung kommt.
- Trenngrate: Diese Grate entstehen an den Kanten abgeschnittener Teile, insbesondere nach Bearbeitungen wie Fräsen oder Sägen. Unter Trenngraten versteht man das Reststück beim Abtrennen von Bauteilen eines Werkstücks. Sie treten als Vorwölbung oder unebene Vertiefung auf. Es kommt häufig bei Sägeschnitten und Teilen von automatischen Schraubmaschinen vor.
Arten des Entgratens
Abhängig von den Bearbeitungsanforderungen können wir das Entgraten in vier Hauptkategorien einteilen.
Grobe Qualität
Zur groben Sorte gehören entgratende Bearbeitungsverfahren wie Feilen, Fräsen, Verzahnen, Schneiden und Glätten. Diese Entgratungsmethode ist mit einfachen Werkzeugen wie Schleifpapier, Feilen und Schleifmitteln möglich. Diese Art des Entgratens ist kostengünstig, da es einfach ist und keinen aufwändigen Arbeitsaufwand erfordert. Darüber hinaus ist es bei komplexen Strukturen, insbesondere solchen mit Löchern, wirkungslos. Es eignet sich für einfache Produkte mit geringen oder gar keinen Präzisionsspezifikationen.
General Grade
Diese Form des Entgratens ist zwar nicht anspruchsvoll, aber eine Stufe höher als die grobe Qualität. Dabei handelt es sich um mechanische Prozesse wie Sandstrahlen, Vibration und Walzen. Die Entgratungsprozesse umfassen Schleifen, Scheibenschleifen, Bandschleifen und Polieren.
Außerdem ist es weniger effektiv als die feinere Sorte und eignet sich häufig für Teile mit geringeren Präzisionsanforderungen. Es kann jedoch als erstes Entgraten vor der weiteren Oberflächenbearbeitung dienen. Es eignet sich zum Entfernen von Oberflächengraten, insbesondere von großen, um das allgemeine Erscheinungsbild des Teils zu verbessern.
Feine Qualität
Zu den Feingüten gehörende Entgratungsprozesse sind grundsätzlich Finish- und Spülprozesse. Dazu gehören Techniken wie elektrochemische Bearbeitung, Walzfertigung und elektropoliertes Schleifen.
Diese Form des Entgratens eignet sich für Teile mit hoher Oberflächengüte, wie zum Beispiel hochpräzises Gesenkentgraten. Im Vergleich zu den beiden vorherigen handelt es sich um eine effektivere Entgratungsmethode, die für Präzisionsindustrien geeignet ist.
Ultrapräzisionssorte
Zu den Prozessen, die zu dieser Entgratungsstufe gehören, gehören das Entgraten durch Magnetfräsen, das elektrische Entgraten, das elektrolytische chemische Entgraten und das Reibflussentgraten. Die Technik zielt darauf ab, eine makellose Oberflächenbeschaffenheit zu erzielen, unabhängig davon, wo die Grate verborgen sind oder wie komplex das bearbeitete Teil ist.
Es ist hocheffizient und eignet sich für Teile mit engen Toleranzanforderungen. Beispielsweise erfordert der elektrochemische Prozess lediglich den Anschluss des Werkstücks an eine chemische Stromquelle, die dann die Bestandteile von den Graten befreit.
Standardmethoden zum Entgraten von Unvollkommenheiten
Es gibt verschiedene Methoden zum Entgraten und Befreien Ihrer bearbeiteten Teile von Unvollkommenheiten. Nachfolgend finden Sie eine Übersicht über die typischen, von OEMs und Ingenieuren verwendeten.
Manuelles Entgraten
Wie der Name schon sagt, verwenden Sie für diesen Entgratungsvorgang keine Maschine oder Vorrichtung. Daher ist es nur einfach, ein kleines Bauteil zu entgraten, bei dem der Maschinist scharfe Werkzeuge wie Feilen, Messer, Schleifer, Schleifpapier oder andere geeignete Polierwerkzeuge verwenden kann. Es handelt sich um die traditionelle Methode zum Polieren bearbeiteter Teile, bei der Sie das Teil sorgfältig untersuchen und mit dem scharfen Ende Ihres Werkzeugs die Grate entfernen. Es ist praktisch und vielseitig, aber stressig und zeitaufwändig. Bei der Arbeit an einem großen Objekt oder Volumen ist diese Technik jedoch nahezu unmöglich.
Elektrochemisches Entgraten
Dieser Entgratungsprozess ist für den Fall gedacht, dass Sie Grate in Bereichen entfernen müssen, die mit anderen Methoden eine Herausforderung darstellen würden. Typischerweise wird es zum Entgraten kleiner Teile mit schwer zugänglichen Bereichen verwendet. Wie der Name schon sagt, nutzt das Verfahren einen elektrochemischen Prozess, um solche Teile von den Graten zu befreien.
Bei dieser Entgratungsmethode werden eine Elektrolytlösung – beispielsweise Natriumchlorid- oder Natriumnitritlösung – und elektrischer Strom verwendet, wobei das an den Stromkreis angeschlossene Werkstück als Anode fungiert. Durch die Lösung und den Strom werden die Grate schnell entfernt.
Allerdings sollten Sie Teile des Teils mit Isoliermaterial umwickeln, um eine Auflösung des Werkstücks zu verhindern. Das Verfahren ist schnell, effizient und für komplizierte Bauteile geeignet. Darüber hinaus kommt es bei dieser Technik zu keinem Werkzeugverschleiß.
Lochentgraten
Wie bei den vorherigen Methoden erklärt auch der Name dieser Entgratungstechnik, worum es geht. Dies ist die bewährte Methode zum Entfernen von Graten in einem Loch. Es verwendet ein federbelastetes Schneidwerkzeug, das an einer Spindel befestigt ist. Der Maschinist positioniert das Werkzeug vorsichtig so, dass es in das Loch eindringt und die Grate entfernt. Das Verfahren ist schnell, effizient und kostengünstig und ermöglicht das Entfernen von Graten in Löchern mit geringen bis keinen Kratzern oder Schäden am Teil.
Bürsten
Bürsten ist eine mechanische Methode zum Entgraten. Dabei wird die Oberfläche des bearbeiteten Teils mit einem abrasiven Material – einer Bürste – geschrubbt. Das Wirkprinzip ähnelt der Verwendung von Schleifpapier und anderen manuellen Werkzeugen zum Entgraten. Im Gegensatz zu manuellen Methoden können Sie jedoch eine Maschine verwenden, um den Prozess zu beschleunigen und zu verstärken und so die Effizienz zu steigern.
Zu den weiteren mechanischen Entgratungsmethoden gehören neben dem Bürsten auch Schleifen und Rollen, Polierwerkzeuge, Fräser und durch Stromschlag erzeugte Instrumente. Dieses Verfahren ist besonders bei komplexen Teilen und Strukturen von Vorteil.
Fertigungstipps zur Vermeidung von Rissen in Ihren Metallkonstruktionen
Obwohl Grate ein Bearbeitungsfehler sind, kommen sie recht häufig vor. Eine wirksame Vermeidung von Graten bei der Metallverarbeitung erfordert eine Kombination strategischer Maßnahmen. Nachfolgend geben wir einen kurzen Überblick über Fertigungstipps, die Ihnen helfen, Grate in Ihren Fertigungen zu minimieren oder zu beseitigen.
Verwenden Sie eine Schneidflüssigkeit
Durch die Verwendung geeigneter Schneidflüssigkeiten und Schmiermittel während der Bearbeitung und des Metallschneidens können Sie das Risiko der Gratbildung verringern. Schmierstoffe tragen dazu bei, die Reibungskraft zwischen den Schneidzähnen der Fräser und dem Werkstück zu verringern.
Darüber hinaus kommt es nach längerer Bearbeitung zu einem Wärmestau – einer der Fälle der Gratbildung. In diesem Fall kann der Schmierstoff als Kühlmittel wirken, den Temperaturanstieg reduzieren und so Werkzeugverschleiß, Reibung und Gratbildung verhindern. Daher ist es bei der Bearbeitung von Teilen unerlässlich, geeignete Schneidflüssigkeiten und Schmiermittel zu verwenden.
Verwenden Sie Rotationsbürsten für die Oberflächenbearbeitung
Während viele Oberflächenveredelungen dazu beitragen, Ihre Metallkonstruktionen von Graten zu befreien, verändern oder beschädigen sie auch die Beschichtungen des Produkts. Daher ist der Einsatz von Rotationsbürsten die bessere Wahl für die Oberflächenbearbeitung. Die Bürsten verbessern effektiv die Oberflächeneigenschaften Ihrer Teile und entgraten gleichzeitig. Darüber hinaus sind sie kostengünstig und reduzieren den Bedarf an aufwändigerer Oberflächenveredelung, da die Komponenten ihre Beschichtung behalten.
Versuchen Sie es mit automatisiertem Entgraten
Manuelles und maschinelles Entgraten sind praktisch und kostengünstig, um Grate in Ihren Metallkonstruktionen zu entfernen. Da es jedoch stark auf menschliches Eingreifen angewiesen ist, ist es schwierig, Genauigkeit und Konsistenz zu gewährleisten. Darüber hinaus verlangsamt es die Fertigungszeiten, erhöht die Wahrscheinlichkeit anderer Mängel oder beeinträchtigt sogar die Gesamtoberfläche und -qualität Ihrer Teile. Der Einsatz automatisierter Entgratungsmaschinen trägt dazu bei, eine glatte, gleichmäßige Oberfläche mit hoher Präzision zu gewährleisten und alle Grate in Ihren Metallkonstruktionen zu entfernen.
Entgraten und Finish
Versuchen Sie, das Entgraten in Ihren allgemeinen Oberflächenbearbeitungsprozess zu integrieren. Einige Hersteller entscheiden sich für getrennte Verfahren zur Oberflächenveredelung. Dies erhöht die Durchlaufzeiten und belastet das Material. Das gleichzeitige Entgraten und Endbearbeiten hilft Ihnen jedoch dabei, die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit, Qualitätsstandards und polierte Optik zu erreichen.
Zintilons fachmännische Metallverarbeitungsdienstleistungen
Während es bei der Bearbeitung eine Herausforderung darstellt, Grate und andere Unvollkommenheiten zu vermeiden, ist die Zusammenarbeit mit einem fachkundigen Metallverarbeitungsdienstleister ein intelligenter Schritt, um dies zu erreichen. Bei Zintilon bieten wir branchenübliche Teilefertigungsdienstleistungen an, die von Bearbeitung, Druckguss, Rapid Prototyping und anderen verwandten Technologien reichen.
Unsere Einrichtungen bestehen aus erfahrenen Maschinisten und Ingenieuren, die genau wissen, wie man sicherstellt, dass Ihre Fertigung alle gewünschten Spezifikationen einhält. Egal, ob Ihr Teil gratfrei sein soll oder anspruchsvollere Endbearbeitungsoptionen benötigt, wir sind die beste Wahl.
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Fazit
Wir haben in diesem Artikel festgestellt, dass es beim Entgraten um mehr geht als nur um die Verbesserung der Ästhetik und Oberflächeneigenschaften Ihrer Teile. Es ist auch entscheidend für die Aufrechterhaltung der Präzision und Funktionalität der Komponenten. Abhängig von Ihren Designvorgaben gibt es jedoch unterschiedliche Methoden und Qualitäten. Stellen Sie einfach sicher, dass Sie diejenige verwenden, die Ihren Anforderungen am besten entspricht, um ein erfolgreiches Projekt sicherzustellen.
Häufig gestellte Fragen
Wie wirken sich Grate auf die Herstellung von Metallteilen aus?
Grate beeinträchtigen im Allgemeinen die allgemeinen Eigenschaften Ihrer Metallteile, einschließlich der Präzision und Funktionalität. Dies erhöht das Risiko der Abnutzung des Teils, was die Teilemontage zu einer Herausforderung macht und Sicherheitsbedenken aufwirft.
Wozu dient das Entgraten?
Das Entgraten ist ein Nachbearbeitungsschritt bei der Herstellung von Metallteilen. Es trägt dazu bei, die hergestellten Teile von Unvollkommenheiten und Graten zu befreien und die allgemeinen Oberflächeneigenschaften des bearbeiteten Teils zu verbessern.
Wie wählen Sie die richtige Entgratungsmethode für Ihre Metallteile?
Die Entgratungsmethode für Ihre Fertigung hängt von der Materialart und der Teilegeometrie ab. Ein wichtiges Merkmal ist jedoch die gewünschte Ausführung Ihrer Designvorgaben. Feine und hochpräzise Entgratungsmethoden eignen sich beispielsweise für Teile, die extreme Toleranzspezifikationen erfordern, wie beispielsweise Komponenten der Luft- und Raumfahrtindustrie.
Großartig, zusammen
