aluminium - MICRO TECHNICA® TECHNOLOGIES GmbH

Abbildungen: MicroStream
MicroStream-Strömungschleifen vorher und nachher
MicroStream flow grinding before and afterwards
and ground in this way is rounded off precisely
and is virtually free from frictional resistances
and other interfering effects.
The MicroStream grinding machine has to
do two things: clamp the workpiece holder and
pump the medium. The streamer is, as it were,
a ‘tool’ specially formulated for the applica-
tion concerned, which circulates in a closed
circuit within the machine.
The streamer for deburring contains an
additive which envelops individual grinding
grains present in the polymer with a protective
film during laminar flow. This film prevents
detectable material removal from surfaces
contacted by the medium. At the instant of a
change in direction, however, as happens for
example at an edge, due to inertia a point of
the grinding rain breaks through the protective
film and can cut material away. After the
direction change the grain is enveloped again
and the protective film acts as before.
A grinding medium with these properties
is ideal for the finish machining of high-precision
components without adverse effect on
existing tolerances in the µm range. A more
frequent change of the flow direction results
in uniform radius formation on the geometry
being ground. For components requiring precise
deburring of areas not easily accessible,
along with the production of an excellent surface
finish, MicroStream grinding is particularly
suitable.
A decisive factor for the technical development
of the flow grinding process more than
Streamer ist hierbei ein speziell für den jeweiligen
Anwendungsfall hergestelltes „Werkzeug“,
das in einem geschlossen Kreislauf
innerhalb der Maschine zirkuliert.
Der Streamer zum Entgraten enthält einen
Zusatz, der das einzelne im Polymer befindliche
Schleifkorn bei laminarer Strömung mit
einem Schutzfilm umgibt. Dieser Film verhindert
auf mediumkontaktierten Flächen messbaren
Werkstoffabtrag. Im Moment der Richtungsänderung,
wie er beispielsweise an einer
Kante erfolgt, tritt aufgrund der Trägheit eine
Spitze des Schleifkorns aus dem Schutzfilm
aus und kann Material spanend bearbeiten.
Nach der Richtungsänderung wird das Korn
wieder umhüllt und der Schutzfilm wirkt wie
zuvor beschrieben.
Ein Schleifmedium mit diesen Eigenschaften
ist hervorragend zur Endbearbeitung
hoch genauer Bauteile geeignet, ohne dass bestehende
Toleranzen im µm-Bereich verletzt
werden. Ein häufiger Wechsel der Fließrichtung
ergibt eine gleichmäßige Radienbildung
an der geschliffenen Geometrie. Für Bauteile,
bei denen präzises Entgraten von schwierig
zugänglichen Stellen und das gleichzeitige
Erzeugen einer hochwertigen Oberfläche gewünscht
wird, ist das MicroStream-Schleifen
besonders geeignet.
Ausschlaggebend für die technologische
Entwicklung des Strömungsschleifverfahrens
vor mehr als 30 Jahren waren erhebliche
Unzulänglichkeiten bei der Bearbeitung innenliegender
Werkstückgeometrien wie Bohrungsverschneidungen
und Durchbrüche unter
Verwendung konventioneller Fertigungsverfahren.
Prinzipiell hat sich an der Aufgabenstellung
bis heute nichts geändert. Aus der
verfahrensimmanenten Möglichkeit der flexiblen
Anpassung an bestehende Werkstückgeometrien
und deren Bearbeitung resultiert
auch das Gros an Einsatzfällen.
Die konstruktive Auslegung der zur Innenbearbeitung
genutzten Vorrichtungen kann
aufgrund der Werkstückgeometrie auf den
Einbau kostenintensiver, weil stark mediumkontaktierter,
querschnittsreduzierender Kerne
verzichten. Der kleinste Querschnitt mit
der höchsten Fließgeschwindigkeit und dem
stärksten Materialabtrag ist im Werkstück
lokalisiert. Daher unterliegt die Vorrichtung
keinem verfahrensbedingten Verschleiß. Insgesamt
besteht die Vorrichtung aus weniger
Einzelteilen und ist mit geringerem Fertigungsaufwand
als eine Vorrichtung zur Außenbearbeitung
herzustellen und daher auch
kostengünstiger.
Bei Endbearbeitungsverfahren sehr komplizierter,
dreidimensionaler Konturen ist der
Einsatz des Strömungsschleifens besonders
t e c h n o l o g y
geeignet. Die Erzeugung solcher Konturen erfolgt
auf mehrachsigen Werkzeugmaschinen
mit Oberflächenwerten, die den gestellten
Bauteilanforderungen jedoch nicht genügen
und nur durch das Strömungsschleifen erreicht
werden können. Die zu bearbeitenden
komplizierten Konturen bedingen zwangsläufig
auch einen erheblich höheren Konstruktions-
und Fertigungsaufwand beim Vorrichtungsbau.
Im Gegensatz zur Innenbearbeitung
muss bei der Außenbearbeitung durch die
Anordnung einer Gegenform ein Durchflussquerschnitt
erst geschaffen werden.
Vielfach ist diese Vorgabe nur durch den
Einsatz von gießbaren Polyurethanen zu verwirklichen.
Da die Gegenform verfahrensbedingt
ständig dem abrasiven Mediumfluss
ausgesetzt wird, ist der zu erwartende Vorrichtungsverschleiß
erheblich höher als bei
der Innenbearbeitung. Trotz der Mehraufwendungen
und offensichtlichen Nachteile im
Vergleich zur Innenbearbeitung gibt es derzeit
kein alternatives Fertigungsverfahren für derart
kompliziert geformte Bauteile im Bereich
der Oberflächenendbearbeitung.
Die präzise Form sowie die Oberflächenstruktur
der strömungsgeschliffenen Bauteile
ist einzigartig. Deshalb wird das Verfahren
vor allem in hoch technisierten Industrien mit
hohen Qualitäts- und Präzisionsansprüchen
eingesetzt. Anwendungsbeispiele findet man
heute unter anderem in der Medizintechnik
(Membranen, Ventile, Pumpen), in der Kunststoff-
und Aluminiumindustrie, in der Luftund
Raumfahrttechnik (Turbinen, Brennkammern,
Leitschaufeln), im Werkzeug und Formenbau
(Fittings, Formen, Matrizen).
Der Streamer ist das Werkzeug zum Strömungsschleifen.
Entsprechend der Bearbeitungsaufgabe
ist zwischen den Arbeitsgängen
Entgraten und / oder Polieren zu unterscheiden.
Den daraus resultierenden Anforderungen
wird zuallererst durch die Medienzusammensetzung
und danach mittels geeigneter
Bearbeitungsparameter entsprochen.
Der wesentliche Unterschied zwischen
einem Entgrat- und einem Poliervorgang
beim Strömungsschleifen besteht in dem
lokal und geometrisch bestimmten Materialabtrag
an einer Kante (Entgraten) bzw. auf
einer Fläche (Polieren), siehe Abbildungen.
Das abzutragende Materialvolumen kann in
beiden Einsatzfällen durchaus eine gleiche
Größenordnung besitzen und hat deshalb für
die Auswahl der Korngröße und der Viskosität
des Mediums keine Bedeutung. Diese Parameter
werden ausschließlich durch den am oder
im Werkstück befindlichen Durchflussquerschnitt
bestimmt.
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ALUMINIUM · 1-2/2012 79