Fachartikel

9.03.2017
erschienen in GIESSEREI Heft 3|2017

Entgraten von Zinkdruckguss mit Stickstoff

Bild 1: Drehtrommel aus Drahtgeflecht mit Spielzeugautos aus Zinkdruckguss.

Beim Druckgießen 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 Gießen entfernt werden müssen. Mit flüssigem Stickstoff und einem weichen Strahlmittel kann das gleichzeitig vollautomatisch und schonend geschehen. Das Entgraten von Druckgussteilen aus Zink, Aluminium, Titan und Magnesium wird damit einfach. Kosten und Ausschussraten können drastisch sinken.

VON ANGELA BOCKSTEGERS, KREFELD

Zink ist ein preiswertes Metall mit einem niedrigen Schmelzpunkt. Schon bei 420 °C beginnt es zu fließen, es lässt sich also mit relativ geringem Energieeinsatz verarbeiten. Druckgussteile aus Zinklegierungen sind deshalb im Alltag allgegenwärtig: Spielzeugautos, Türschlösser, Autoteile, Beschläge, Stecker, Gehäuse und Reißverschlüsse sind nur einige der Dinge, die aus Zink hergestellt werden.

Explosionsentgratung produziert viel Ausschuss

Teile aus kleineren Serien werden herkömmlich von Hand entgratet – ein aufwendiger und teurer Prozess. Bei Massenware wurde bisher meist die Explosionsentgratung gewählt: Eine dosierte Explosion in einer geschützten Kammer erzeugt kurzzeitig Temperaturen bis zu 2000 °C, bei der die dünnen Grate verbrennen. Allerdings kann die Wucht der Detonation oder die hohe Temperatur auch das Werkstück selbst beschädigen, die Ausschussrate wegen Verzug kann so bis zu 40 % erreichen. Dagegen funktioniert das Entgraten unter Einsatz tiefkalten Stickstoffs ganz ohne Beschädigung. Die Werkstücke werden in eine Drehtrommel aus Drahtgeflecht gegeben (Bild 1). Einfaches Schüttgut wie Stecker oder Spielzeugautos werden hineingekippt, komplexe Teile werden auf Rahmen befestigt. Dann wird flüssiger Stickstoff in die Trommel geleitet und entspannt, bis eine Temperatur bis zu -60 °C erreicht wird (Bild 2). 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. Wie beim Sandstrahlen wird 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 unbeschädigt. Der weiche Kunststoff hinterlässt nicht einmal Spuren auf der Oberfläche. Ein Fortschritt gegenüber den herkömmlichen Verfahren, der reproduzierbare Entgratungsqualität liefert, 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 der Messer Group GmbH aus Bad Soden, und fährt fort: „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.“ Die Messer Group GmbH bietet einen Test an, um herauszufinden, ob sich die Investition in eine Anlage zur Kälteentgratung lohnt. „Zunächst führen wir einen kostenlosen Entgratungstest mit den Produkten des Kunden durch“, so 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.“

www.messergroup.com