Komponenten für die Chemietechnik hydroerosiv bearbeiten
Sonplas HERO-Technologie kombiniert drei Bearbeitungsverfahren in einem: Hydroerosives Strömungsschleifen entgratet, verrundet und kalibriert Pumpen und Ventile für die Chemietechnik. Abrasive Flüssigkeit strömt durch Bohrungen ab 0,1mm und erreicht ±1% Genauigkeit. Geschlossenes System verhindert Bedienfehler bei maximaler Prozesssicherheit.ren.
Autor: Werner Riederer, Vertrieb/Key Account und Ansprechpartner für hydroerosive Bearbeitung, Sonplas
HERO-Verfahren: 3-in-1 Lösung für Chemietechnik – entgraten, verrunden, kalibrieren

An Pumpen und Ventile, die in der chemischen Analyse zum Einsatz kommen, sind besondere Anforderungen an die Qualität der Oberflächen gestellt. Um diese zu erfüllen, liefert Sonplas mit der HydroEROsiven Bearbeitung – oder kurz HERO – eine effiziente Möglichkeit. Dabei wird eine mit Schleifpartikeln versetzte abrasive Flüssigkeit unter hohem Druck durch die Innengeometrie eines Werkstücks gepumpt. Mit dieser Art des Strömungsschleifens lassen sich Bauteile entgraten, verrunden oder der Durchfluss einer Bohrung kalibrieren.
Ergebnisse der hydroerosiven Bearbeitung.




In Pumpen und Ventilen verhindern sehr glatte und gratlose Innenoberflächen, dass Materialien anhaften und es somit zu einem Bakterienwachstum kommen kann. „Dabei unterstützen wir die Hersteller mit unserem HERO-Prozess“, sagt Werner Riederer, Vertriebsingenieur bei der Sonplas GmbH aus dem bayrischen Straubing. Mit diesem Strömungsschleifverfahren lassen sich etwa innenliegende Bohrungsverschneidungen effizient und vor allem kontrolliert entgraten oder verrunden. Dies verbessert zum einen die Hochdruckfestigkeit, das Bauteil verschleißt also auch bei hohen Drücken nicht – oder zumindest wesentlich langsamer. Zum anderen kommt dies einem künstlichen Voraltern gleich. Der Anwender profitiert von einer gleichbleibenden Perfomance über die gesamte Lebensdauer des Werkstücks.
Dabei strömt ein Fluid mit Schleifpartikeln, ähnlich wie flüssiges Schleifpapier, durch das Bauteil entlang an den innenliegenden Bohrungsverschneidungen oder der Bohrungsgeometrie. Werner Riederer: „Angenommen, eine Bohrung geht in eine Bohrung mit einem geringeren Durchmesser über. An der Bohrungsverjüngung befindet sich eine Kante, an der sich durch den hohen Druck die Schleifpartikel stauen. Dadurch kommt es zum Abtrag.“ Dessen Ausmaß hängt davon ab, wie stark der Druck des Fluids ist und welche Schleifpartikel zum Einsatz kommen.“
Flexibel in der Wahl der Bauteile
Bearbeiten lassen sich ganz unterschiedliche Werkstücke. „Entscheidend ist immer die Bohrungsgröße, die es zu bearbeiten gilt. Wir schleifen mit unseren Anlagen schon Bohrungen mit Durchmessern ab 0,1 bis 5 Millimeter“, sagt Werner Riederer. Die Werkstücke können aus Stahl oder Edelstahl sein, möglich sind aber auch Aluminium, Magnesium und Edelmetalle wie Gold, Silber oder Platin. Dazu kommen Hartmetalle, Glas, Keramik, Kunststoffe und Faserverbundwerkstoffe.
Optimal angepasstes Schleifmedium
Zunächst passen die Sonplas-Spezialisten die Eigenschaften des Schleifmediums eigens auf die Anforderungen des zu bearbeitenden Werkstücks an: Um die gewünschten Durchflusswerte, Geometrien und Verrundungsgrade zu erzielen, definieren sie die dafür optimale rheologische Spezifikation. Die Medien werden dazu je nach Anwendung mineralöl- oder wasserbasiert formuliert und auf Viskositäten von 0,5 bis zu einigen 10.000 mPa·s (Millipascalsekunde) eingestellt. Die Art, Konzentration und Partikelgrößenverteilung der Abrasiva im Medium bestimmen maßgeblich die erzielbare Abtragleistung und Oberflächenbeschaffenheit der Werkstücke. Als Schleifkorn kommen hochabrasive Keramiken wie Borcarbid, Aluminiumoxid oder auch künstlicher Diamant infrage. „Diese Vielseitigkeit ermöglicht es uns, Bauteile taktzeitoptimiert zu bearbeiten“, beschreibt Werner Riederer. Die Schleiffluide dienen durch gezielte Additivierung gleichzeitig als wirksamer Korrosionsschutz für die bearbeiteten Bauteile. Durch die guten Benetzungseigenschaften und die Kompatibilität mit Spül- und Prüffluiden lassen sich zudem Partikel mühelos auswaschen, die sich anders nicht entfernen lassen. Durch intelligente Verfahrenstechnik erfüllt Sonplas auf Wunsch geforderte Sauberkeitsklassen nach VDA19/ISO16232. Der Anwender profitiert damit von einem ganzheitlichen Prozess, der es erlaubt, weitere kostspielige Bearbeitungsschritte einzusparen.
Sicher den Durchfluss kalibrieren
Neben dem Verrunden und Entgraten lässt sich das HERO-Verfahren auch für die Durchflusskalibrierung von Bohrungen einsetzen. Dazu wählt der Anwender ein Fluid mit niedriger Viskosität. Werner Riederer: „Wir legen das Bauteil in unsere Anlage, verrunden die Einlaufkanten der Einspritzlöcher und erhöhen den Durchfluss um 10 bis 15 Prozent.“ Dazu kommt ein entscheidender Vorteil: Nach dem Erodieren liegt die Genauigkeit der Bohrung bei ±3 Prozent, nach dem HERO-Prozess bei prozesssicheren ±1 Prozent. Mit der hydroerosiven Bearbeitung kann der Anwender also den Durchfluss an seinen Werkstücken sehr genau kalibrieren. Er überwacht während des gesamten Prozesses den ansteigenden Durchfluss online, justiert den geforderten Wert exakt und stellt die Durchflusstoleranzen so prozesssicher ein.
Ob Entgraten, Verrunden oder Kalibrieren – dem Nutzer stehen mit der hydroerosiven Bearbeitung drei verschiedene Anwendungsmöglichkeiten zur Verfügung. Passt er die jeweiligen Parameter an, kann er die unterschiedlichen Aufgabenstellungen prozesssicher und reproduzierbar leisten. „Das Verfahren erfüllt damit alle Zeichnungs- und Bauteilanforderungen“, sagt Sonplas-Experte Riederer.
Passgenaue Anlagen
Sonplas stattet die Anlagen auch mit Rundtischen aus. Damit laufen die Prozesse wie Schleifen, Spülen und/oder Messen des Durchflusses parallel ab. Je nach Anforderung kann jedes Bauteil so bis zu acht Stationen durchlaufen. Der langsamste Arbeitsschritt bestimmt die Taktzeit. Der Anwender kann seine Sondermaschine modular an seine Bedürfnisse anpassen und zum Beispiel auch nachträglich Prozessstationen wie Spül- oder Messeinrichtungen integrieren. Anbinden lassen sich auch Datenbanken und MES-Systeme. Entsprechende Bauteilmarkierungen (DMC) ermöglichen eine lückenlose Nachverfolgung der Bearbeitungs- und Prozessdaten. „Durchflusskontrolle und Masterteile, die die integrierte Software in einem bestimmten Zyklus in den Prozess einschleust und in regelmäßigen Abständen überprüft, sind ebenfalls erhältlich“, sagt Werner Riederer.
Weil es sich bei den Anlagen um ein geschlossenes System handelt, können keine Bedienfehler auftreten. Der Mensch an der Maschine muss sich lediglich um das manuelle Beladen kümmern oder bei Bedarf die Paletten wechseln – der Prozess läuft konsequent durch. Bei höherer Stückzahl ist sogar eine automatische Beladung möglich, etwa mit einem Roboter-Lademodul. „Damit können wir auch Prozesse miteinander verketten“, beschreibt Werner Riederer. So lässt sich beispielsweise das Belademodul nach dem Erodieren oder Laserbohren und vor die HERO-Bearbeitung setzen. Damit legt der Kunde den Rohling nur noch ein und holt hinten das gebohrte, entgratete oder kalibrierte Bauteil ab, das fertig in einer Palette abgelegt ist. „Wir liefern unseren Kunden das ganze Spektrum von einfachen Entwicklungsmaschinen bis hin zu großserientauglichen Anlagen“, betont Werner Riederer.
Anbieter
SonplasSachsenring 57
94315 Straubing
Deutschland
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