Oxide sorgfältig und wirtschaftlich entfernen

Seit 1984 ist die Roland Fleischer GmbH aus Mainaschaff in der Metallverarbeitung tätig und von 1988 an auf die Herstellung von Komponenten für die Hydrauliktechnik spezialisiert. Wegen hoher Sauberkeitsanforderungen stieg das familiengeführte Unternehmen früh in die wässrige Teilereinigung ein und fand in dem Alpirsbacher Maschinenhersteller Mafac einen zuverlässigen Partner. Zunächst wurde eine Spritzflut-Reinigungsmaschine des Typs Palma angeschafft, der bald eine zweite Maschine folgte.

Mit dem Erwerb einer TEM-Anlage im Jahr 2013, die zu diesem Zeitpunkt eine der größten Anlagen Europas war, entwickelte sich die Reinigung schließlich immer mehr zu einem Nadelöhr, sodass eine neue Anlage notwendig wurde. Auch hier entschied man sich für Mafac. Dieses Mal für eine Systemlösung, bei der zwei Spritzflut-Reinigungsmaschinen in Reihe betrieben werden.

Anforderungen des TEM-Entgratens

„Thermisch entgratete Bauteile stellen besondere Ansprüche an die Reinigung“, meint Steffen Fleischer von der Roland Fleischer GmbH. „Für uns war wichtig, dass die Werkstücke effizient und prozess-sicher gereinigt werden können.“ Beim TEM-Entgraten werden Kanten und Ausfaserungen eines Werkstücks mittels Verbrennungen gelöst, wobei die überschüssigen Grate mit Sauerstoff oxidieren und verbrennen. Auf den Bauteiloberflächen entsteht eine stark anhaftende Oxidschicht, die für nachfolgende Fertigungsschritte wie Beschichten, Lackieren oder Schweißen hinderlich ist.

„Unsere Auftraggeber verlassen sich darauf, dass wir die Oxidschicht sorgfältig entfernen und Bauteile mit hochwertigen Oberflächen ohne Zeitverzögerung liefern,“ so Steffen Fleischer weiter. Die Bearbeitung mit einer TEM-Anlage zielt bereits auf dieses Credo ab und gewährleistet eine schnelle, effektive Entgratung komplex aufgebauter Werkstücke unter Einhaltung hoher Qualität und Wiederholgenauigkeit. Dementsprechend sollte sich die Reinigungsanlage in das Konzept einfügen und kürzere Taktzeiten ermöglichen.

Behandelt werden Komponenten aus Guss und Stahl, deren Gewicht zwischen 2 und 250 kg liegt und die sehr stoßempfindlich sind. „Besonders auf Grussteilen setzt sich das Oxid vollflächig und feinpigmentiert bis tief in die Poren ab und stellt bei filigranen Bohrungen oder Hinterschneidungen eine besonders anspruchsvolle Reinigungsaufgabe dar“, erklärt Mafac-Vertriebspartner Patrick Roth von der Roth Industrievertretung in Biebesheim an Rhein. Wegen hoher Umweltauflagen und zum Schutz der 17 Mitarbeiter entschied man sich erneut für wässrige Teilereinigung: „Mit einem anderen Verfahren wie dem Beizen hätten wir das stark anhaftende Oxid vermutlich schneller lösen können, der Preis dafür ist aber im Hinblick auf Mensch und Umwelt hoch“, sagt Steffen Fleischer. „Mit der wässrigen Teilereinigung können wir umweltgerecht, sicher und zudem materialschonender arbeiten, was wiederum für die Ansprüche unserer Kunden sehr wichtig ist.“

Zweistufenanlage erfüllt geforderte Sauberkeit

Diese Erwartungen erfüllt der Lohnfertiger seit April 2019 mit der zweistufig aufgebauten Reinigungslinie von Mafac, bestehend aus einer Palma und einer Java. Beide Maschinen arbeiten im Spritz-Flutverfahren und mit Zweibadtechnik. Sie sind über ein maßgeschneidertes Transfersystem verbunden, so dass die Weiterleitung des Reinigungsguts automatisch erfolgen kann und insgesamt fünf Waschkörbe in einer Charge bearbeitet werden.

Steffen Fleischer meint dazu: „Wir haben uns bewusst für eine zweistufige Anlage entschieden, da wir auf diese Weise vier Reinigungsbäder hintereinanderschalten und dank der Kaskadierung die gegenseitige Beeinträchtigung der Bäder durch Schmutzeintrag und Medienverschleppung minimieren können.“ Darüber hinaus garantiert die Einheit die geforderte Durchlaufzeit im Takt der TEM-Anlage.

Effektiver Reinigungsprozess für kürzere Taktzeiten

Der gesamte Reinigungsvorgang ist zeitsparend und effizient aufgebaut. Die Anlage läuft im Einschichtbetrieb, wobei die stoßempfindlichen Teile als fixierte Setzware in Universalkörben den Prozess durchlaufen. Über das vollautomatische Transfersystem werden sie zur Palma und danach zur Java geleitet. Wegen der Oxidschicht und des notwendigen Korrosionsschutzes musste die Reinigungschemie besonders abgestimmt werden. Auf Empfehlung von Patrick Roth entschied sich Steffen Fleischer für Reinigungsprodukte von Wigol. Demnach werden die Bauteile nach dem TEM-Entgraten in der Palma entrostet und neutralisiert. Hierfür werden die Oberflächen zunächst bei 60 – 65°C mit einem mild sauren Reinigungsbad beaufschlagt und während der Spritz-Flutvorgänge unter Einsatz der Mafac-Verfahrenstechnik mit gegenläufiger Korb-Düsenrotation bearbeitet.

Nach der Reinigung sind die Bauteiloberflächen durch die Entrostung aktiviert, so dass eine Neutralisierung notwendig ist. Mit dem Spülvorgang in Bad zwei werden die Teile neutralisiert, um neue Reaktionen zu vermeiden. Danach findet in der Java ebenfalls ein zweistufiger Reinigungsprozess statt. In Bad eins werden die Bauteile mit basischem Reiniger gereinigt und in Bad zwei mit Korrosionsmittel beaufschlagt. Danach erfolgt die Trocknung, bei der die Teile mit vorgewärmter Druckluft impulsartig abgeblasen werden. Auch zwischen den einzelnen Reinigungs- und Spülvorgängen schließt sich jeweils ein kurzer Abblasvorgang an, um eine möglichst geringe Verschleppung ins nächste Bad zu erzielen.

Längere Badstandzeiten und gesteigerte Produktivität

Dank der neuen Anlage konnte die Prozessdauer mit einer Reinigungszeit von zwei Mal neun Minuten um 50 % reduziert werden. Dabei bietet die Systemlösung den Vorteil, dass sie einfach zu bedienen ist und von allen Mitarbeitern genutzt werden kann. Dadurch ergibt sich eine hohe Flexibilität zugunsten optimierter Arbeitsabläufe. Ein weiterer Nutzen folgt aus der verlängerten Badstandzeit. Während früher die Reinigungsbäder wöchentlich ausgetauscht werden mussten, reicht heute ein Badwechsel nach vier bis fünf Wochen. Dies erhöht die Maschinenverfügbarkeit und reduziert die Nebenzeiten.

Auch das geforderte Sauberkeitsziel erfüllt die Reinigungseinheit zuverlässig. Steffen Fleischer zeigt sich sehr zufrieden: „Mit der Anlage unterschreiten wir bislang alle Grenzwerte; bei Guss- und Stahlteilen werden die Ansprüche sogar übertroffen. Zusätzlich sind wir wegen des modularen Aufbaus der Anlage nicht nur für aktuelle Anforderungen, sondern auch für zukünftige gut und flexibel aufgestellt.“

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