Optimal angepasster Schliff für Hochpräzisions-Tiefziehteile

Mit der Überzeugung, dass effiziente Lösungen am besten in Zusammenarbeit entstehen, machte sich Hubert Stüken 1931 selbstständig. 90 Jahre später ist die Hubert Stüken GmbH & Co. KG laut eigenen Angaben Weltmarktführer für Präzisionstiefziehteile aus Metall. Stanz- und Stanzbiegeteile, kunststoffumspritzte Komponenten sowie anspruchsvolle Baugruppen ergänzen das Sortiment des Familienunternehmens. Gefertigt wird in fünf Werken in Europa, den USA und China. Die meist unsichtbar verbauten Hochpräzisionsteile, die aus allen tiefziehfähigen, metallischen Werkstoffen wie Edelstahl, Kupfer und Messing sowie Aluminium, Titan und Molybdän hergestellt werden, kommen in zahlreichen technischen Produkten zum Einsatz. So sind in jedem PKW mit konventionellem Antrieb rein rechnerisch 40 Teile des Unternehmens verbaut, und auch bei Fahrzeugen mit alternativen Antrieben werden es immer mehr.

Dafür, dass für jede Anwendung eine technisch und wirtschaftlich optimale Lösung gefunden wird, sorgt eine eigene Forschungs- und Entwicklungsabteilung am Firmensitz in Rinteln. „Für viele unserer Kunden sind wir Entwicklungspartner. Um neue Produkte perfekt auf die Anwendung abzustimmen, arbeiten wir sowohl eng mit den Kunden als auch mit Partnern aus verschiedenen Technologiebereichen zusammen“, führt Andreas Hellmann, Verkaufsleiter bei Stüken, aus. Die Tiefziehteile weisen üblicherweise einen besonders hohen Umformgrad, außergewöhnliche Konturen sowie extrem geringe Abmessungen bei hohen Geometrieanforderungen auf. Daraus resultieren jedoch sehr hohe Anforderungen beim Entgraten der Außen- und Innenbereiche, Kantenverrunden und Polieren sowie aus Spezifikationen an die Oberflächenrauheit und -güte. Dirk Schulz, Projektingenieur bei Stüken, konkretisiert die Anforderungen: „Es muss einerseits sichergestellt werden, dass bei allen Teilen einer Charge ein gleichmäßig gutes Ergebnis erzielt wird. Andererseits darf selbst bei sehr dünnwandigen Werkstücken mit großen Oberflächen der Materialabtrag durch den Gleitschliffprozess nicht zu stark sein, um Beschädigungen und Deformierungen zu vermeiden. Nach der Bearbeitung müssen Schleifkörper und Werkstücke absolut zuverlässig separiert werden. Eine Verschleppung von Teilen und/oder Schleifkörpern in die nächste Charge ist ebenfalls unbedingt zu vermeiden.“ Dies macht nicht nur speziell auf die zu bearbeitenden Teile abgestimmte Prozesse erforderlich, auch die Anlagentechnik und Verfahrensmittel müssen angepasst werden.

Geht es um solche oberflächentechnischen Aufgabenstellungen rund um die Gleitschlifftechnik, setzt das Unternehmen seit rund 30 Jahren auf die Expertise der Rösler Oberflächentechnik GmbH. „Die lange Partnerschaft basiert auf der Qualität, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Anlagen sowie dem guten Service“, erklärt der Verkaufsleiter. Bei komplexen Neuteilen erfolgt die Prozessentwicklung aber üblicherweise zunächst im Customer Experience Center von Rösler, in dem Maschinen für sämtliche Bearbeitungsverfahren in moderner Ausführung zur Verfügung stehen. In den Versuchen wird einerseits die passende Anlagentechnik und -ausführung definiert. Es kann dabei auch vorkommen, dass die eigentlich glatte Oberflächenbeschichtung des Gleitschliffarbeitsbehälters strukturiert ausgeführt wird. „Dadurch wird beispielsweise verhindert, dass sich sehr kleine und leichte Teile an der Behälterwandung festsetzen. Um eine zuverlässige und vollständige Trennung von Teilen und Schleifkörpern zu erreichen, sind oft auch bei Separierstationen und -sieben spezielle Konstruktionen erforderlich“, berichtet Dirk Schulz. Andererseits wird die für die Anwendung optimale Schleifkörpergeometrie und -art, zum Beispiel keramisch oder kunststoffgebunden, ermittelt. Für ein gleichbleibend gutes Bearbeitungsergebnis sind bei den Schleifkörpern häufig extrem enge Größentoleranzen einzuhalten. Letzter Schritt ist die Festlegung der Prozessparameter, beispielsweise Drehzahl des Bearbeitungsbehälters, Füllgrade und Bearbeitungsdauer. Auch hier spielte der Erfahrungsschatz von Stüken im Gleitschleifen eine große Rolle.

Es ist aber nicht allein die Bearbeitung, die für eine hohe Qualität der Teile und wirtschaftliche Prozesse entscheidend ist. Die Aufbereitung der Prozessflüssigkeiten leistet dabei ebenfalls einen wichtigen Beitrag. „Während der Prozesse entsteht Materialabtrag sowohl am Werkstück als auch beim verwendeten Schleifmedium. Diese Partikel müssen zuverlässig aus der Flüssigkeit entfernt werden. Wir setzen dafür Zentrifugentechnik ein, die ebenfalls von Rösler kommt“, erklärt der Projektingenieur. Die Rösler Zentrifugen sind hinsichtlich Konstruktion und Maschinenauslegung auf die Reinigungsaufgabe abgestimmt und erzielen eine hohe Abscheiderate, die eine effektive und umweltschonende Kreislaufführung der Prozessflüssigkeit ermöglicht. Denn um optimale und reproduzierbare Ergebnisse für die Nachbearbeitung von Präzisionstiefziehteilen zu erreichen, ist ein perfektes Zusammenspiel aus Anlagentechnik, Verfahrensmittel und Prozesswasseraufbereitung entscheidend.