Entmystifizierung des Entgratens

Wenn Sie in den letzten fünf Jahren keine Schleifmittel getestet haben, haben Sie keine Schleifmittel getestet.

Das behauptete Mike Shappell, leitender Anwendungsingenieur bei Norton | Saint-Gobain Abrasives, Worcester, Mass., bei der Beurteilung des allgemeinen Branchenverständnisses zum Entgraten und Endbearbeiten. Wie bei anderen etablierten Aspekten der Fertigung könnten auch die End-of-Line-Prozesse zur Veredelung von Teilen in ihren fertigen Zustand immer ein neues Aussehen vertragen.

Für Betriebe, die unter Arbeitskräftemangel leiden und ihren Durchsatz drastisch steigern müssen, ist eine automatisierte Weiterverarbeitung von entscheidender Bedeutung. Und da die Produktion von 3D-gedruckten Teilen zunimmt, erweisen sich die einzigartigen Vorteile der Zentrifugaltrommelbearbeitung als ideale Ergänzung.

Das neue Roboterlabor von Norton Abrasive Process Solutions (APS) in Northborough, Massachusetts, kombiniert Bildung über neue Schleifmittel und automatisierte Endbearbeitungslösungen und wird bei seiner Eröffnung im Januar unschätzbares Know-how in der Prozessentwicklung liefern.

Angetrieben durch eine Fülle von Erkenntnissen über neue Kundenbedürfnisse ist das Norton | Das Programm „Abrasive Process Solutions“ von Saint-Gobain wird „das fortschrittlichste robotergestützte Prozessentwicklungssystem in Nordamerika“ umfassen, erklärte Shappell. Es ist „wahrscheinlich das größte Programm, das wir seit vielen Jahren durchgeführt haben, um Lösungen für Endverbraucher in fast jedem Teil unseres Katalogs anbieten zu können, von der Metallverarbeitung bis zum Präzisionsschleifen und der Unterstützung von beschichteten und gebundenen Schleifmitteln, super.“ Schleifmittel und Anwendungen mit dünnen Scheiben.

Nachdem er kürzlich zahlreiche Geschäfte im Mittleren Westen besucht hat, kann Shappell die Dringlichkeit bestätigen, die Hersteller empfinden, automatisierte Lösungen für die zunehmende Arbeitsbelastung und den Personalabbau zu finden.

„Ich machte vier Stopps in Wisconsin“, sagte er, und „jeder von ihnen hatte ein riesiges Banner vor der Tür mit der Aufschrift ‚Wir stellen ein‘.“ Und als ich fragte, ob sie wollten, dass ich ihre Schleifmittel verbessere oder ihren Prozess schneller mache, sagte jeder von ihnen: „Wir müssen schneller gehen. Ich arbeite sechs Tage die Woche; ich kann keine Leute bekommen, ich.“ Ich kann keine Leute halten. Was ich für meine Schleifmittel bezahle, ist nicht entscheidend – sagen Sie mir, ich kann meine Leistung verdoppeln oder um 25 Prozent steigern oder was auch immer Sie mir geben können – ich muss mehr aus dem herausholen, was ich habe oder Ich bin in Schwierigkeiten.' "

Die Kernaufgabe des Abrasive Process Solutions Lab besteht darin, den Betrieben zu zeigen, wie sie mehr Arbeit erledigen können. Das Labor zeigt den Herstellern, wie sie das Beste aus ihrer vorhandenen Ausrüstung herausholen oder die richtige neue Ausrüstung auswählen können.

Das Herzstück des Labors ist sein System, das auf einem FANUC R-2000iC mit 210 kg Nutzlast basiert. Das System zeigt drei Ansätze für die Verwendung von Norton-Schleifmitteln:

Vor der geplanten Eröffnung des Labors im Januar führte Norton manuelle Labore durch oder arbeitete mit Integratoren zusammen, um Lernsitzungen durchzuführen. Und die Eröffnung des Labors könnte zu keinem kritischeren Zeitpunkt erfolgen. „Die Automatisierungsbranche befindet sich an einem Punkt, an dem ich noch nie zuvor gesehen habe – der Bedarf wächst exponentiell“, schloss Shappell.

Das Vater-Sohn-Team Eric und Adam Mutschler von der Cleveland Deburring Machine Co. in Ohio kann die Automatisierungsfaszination seiner Kunden bezeugen.

Die Luft- und Raumfahrtindustrie beispielsweise stelle bei manchen Teilen vom manuellen Entgraten auf mehr Automatisierung um, um Toleranzen im Bereich von zwei Tausendstel Zoll einzuhalten, bemerkte Eric Mutschler. Die Maschinen des Unternehmens werden an Zahnrädern, Turbinenschaufeln, Turbinenrädern und mehr eingesetzt. Adam fügte hinzu: „Jeder möchte, dass die Dinge automatisiert werden. Sie möchten keine Schwankungen in den Ergebnissen, unabhängig davon, ob die Teile optisch oder funktional sind. Sie möchten nicht, dass ein Teil stark entgratet wurde und dann eines, bei dem dies nicht der Fall war.“

Mittlerweile hat die Verlagerung des Automobilschwerpunkts von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor hin zu Elektrofahrzeugen zu einem gewissen Wandel im Portfolio des Unternehmens geführt.

„In den letzten 10 oder 15 Jahren hatten wir eine Cornerstone-Maschine mit einem Magnetförderer und zwei, vier oder acht Bürstenköpfen“, erklärte Adam. „Ein flaches Teil, das magnetisch ist, würde auf einer oder beiden Seiten entgratet, einschließlich vieler Komponenten von Verbrennungsmotoren. Da immer mehr Fahrzeuge auf Elektrofahrzeuge umsteigen, möchten die Menschen nicht in ein völlig neues Design eines Gasmotors investieren Das Geschäft verlangsamte sich. Wir fertigen immer noch viele Automobilteile, aber nicht so viele Teile dieser Art, die in der Blütezeit etwa 20 Prozent unseres Geschäfts ausmachten.“

Die Maschinen von Cleveland Deburring werden auch für ein Brennstoffzellensystem in der Energiewirtschaft sowie für medizinische Komponenten wie Knochenschrauben und Werkzeuge zum Gewindeschneiden von Knochen eingesetzt.

Der Schwerlasttransport ist ein weiterer Bereich, in dem die Automatisierung für Komponenten wie Zahnräder und Achsen in den Vordergrund rückt, bemerkte Eric. „Licht-Aus-Zellen und Maschinen passen sich ohne Bedienereingabe an.“ Diese Kunden „möchten die Teilenummer in eine Maschine eingeben und den Knopf drücken“, fügte Adam hinzu. „Wir müssen alles berücksichtigen, was sich anpassen oder ändern muss, und außerdem den Verschleiß der Bürsten oder des von ihnen verwendeten Mediums kontrollieren und überwachen. Sie wollen Alarme und Werkzeugzähler; sie wollen wissen, wie viele Teile sie herstellen und.“ wie oft sie wechseln.“

Cleveland Deburring passt viele Plattformen seiner Kunden individuell an, indem es in seinem Anwendungslabor Musterteile durch seine Maschinen laufen lässt und Variablen wie Körnung oder Zykluszeiten anpasst. „Wir machen Videos und Bilder und schicken ein Teil mit einem Anwendungsbericht zurück“, erklärte Adam. „Manchmal bekommen wir einfach gedruckte Spezifikationen für ein Teil, weil unser Kunde nur ein Angebot für die Arbeit macht und nicht weiß, wie schlimm die Grate sein werden.“

Zur Automatisierung der Endbearbeitung hochwertiger Materialien und Komponenten in der Luft- und Raumfahrt setzt das Unternehmen Roboter in seinen Anlagen ein. „Manchmal haben wir Werkzeugwechsler am Ende des Roboters“, sagte Adam. „In einigen Fällen verwenden wir mehrere Werkzeuge für dasselbe Teil. Beim Anfasvorgang kann ein Restgrat zurückbleiben, den Sie mit einer Bürste entfernen. Möglicherweise polieren Sie eine andere Oberfläche.“

Das Unternehmen begann auch, Bürsten von Xebec zu verwenden, fügte Adam hinzu. „Es handelt sich im Grunde genommen um eine Keramikfaser, fast wie Glas. Sie ist etwas aggressiver, wenn es um das Schneiden schwer zu bearbeitender Materialien geht. Sie ähnelt eher einem Schneidwerkzeug als einer Bürste. Wir verwenden auch Keramik-Nylon-Schleifbürsten. Wir“ Wir haben an den Enden der Roboter Bürsten mit kleinerem Durchmesser verwendet, wodurch Sie viel mehr erledigen können.“

Ein weiteres neues Werkzeug, das das Unternehmen einsetzt, sind Mikroskopkamera-Messsysteme, „weil wir einige Teile messen müssen, um sicherzustellen, dass sie innerhalb eines bestimmten Bereichs liegen, sonst verschrotten Kunden ein 3.000-Dollar-Teil.“

„Unter dem Spektrum an Entgratungs- und Endbearbeitungswerkzeugen ist die Zentrifugaltrommelbearbeitung (CBF) für die meisten Teile die schonendere, schonendere und schnellere Option“, erklärte Gary Warwick, Business Development Manager bei United Surface Solutions aus Santa Fe Springs, Kalifornien.

CBF ist „um ein Vielfaches schneller als eine Vibrations- oder Taumelmaschine. Kunden fordern bessere Oberflächen, schnellere Durchsätze und konsistentere Ergebnisse bei ihren Entgratungsprozessen“, sagte er. „Unsere Maschinen sind aufgrund der hohen G-Kräfte, die sie erzeugen, viel schonender als Vibrations- oder Taumelmaschinen. Hohe G-Kräfte beschleunigen Prozesse und gleichen den Druck aus. Durch den Druckausgleich werden Schäden an Teilen praktisch ausgeschlossen, was zu phänomenalen Oberflächenergebnissen zu einem Bruchteil der Kosten und der Zeit führt.“ ."

Mit CBF kämen auch Arbeitseinsparungen, fügte Warwick hinzu. „Wir hatten Anwendungen, bei denen die Zahl der Mitarbeiter in der Entgratungsabteilung von 20 auf weniger als fünf reduziert werden konnte, was eine drastische Senkung der Arbeitskosten darstellt.“

Ein Teil dieser Arbeitseinsparungen ist auf die in die CBF-Geräte integrierte Automatisierung zurückzuführen. „Unsere Maschinen basieren im Kern auf Automatisierung; wir haben keine Roboter“, erklärte Warwick. „Statt dass eine Person ein Teil entgratet, kann ein Bediener große Mengen an Teilen pro Zyklus entgraten. Prozessparameter können über den Touchscreen abgerufen werden, der die Voreinstellungen so weit lädt, dass ein Bediener nur noch „Start“ drücken muss. Neben der Benutzerfreundlichkeit erhöht die Automatisierung die Präzision vieler Prozesse. Während manuelles Entgraten von einer Minute zur nächsten zu inkonsistenten Ergebnissen und unkontrolliertem Materialabtrag führt, sorgen CBFs für Konsistenz und Kontrolle bei den Prozessen und liefern jedes Mal die gleichen Ergebnisse.“

Eine weitere Möglichkeit, wie United-Maschinen ins Spiel kommen, ist „ihre Fähigkeit, Kühlmittel und Fett von Teilen ohne jegliche Vorbehandlung zu entfernen“, fügte Warwick hinzu. „Wenn ein Teil von einer Fräse oder Drehmaschine kommt, ist das Teil normalerweise mit Kühlmittel oder Fett bedeckt. Ein natürlicher Nebeneffekt bei der Verwendung unserer Maschinen ist, dass Teile den Entgratungsprozess sauber verlassen – was bei unserer Maschine einzigartig ist, weil immer Seife vorhanden ist.“ Wird verwendet, um Feststoffe und Ablagerungen in Schwebe zu halten. Bearbeitete Teile sind oft mit Spänen und Kühlmittel behaftet; wirf sie in unsere Maschine und sie kommen gereinigt, entgratet und sogar poliert heraus.“

In letzter Zeit sind die CBF-Maschinen von United dieser Herausforderung gewachsen, da die Zahl der 3D-gedruckten Teile stetig zunimmt.

„3D-gedruckte Teile haben für uns einen großen Markt geschaffen, der astronomisch wächst“, sagte Warwick. „Es gibt keine bessere Möglichkeit, ein gleichmäßiges Finish auf einem dünnwandigen 3D-gedruckten Teil zu erzielen als unsere CBFs. Wenn jemand ein gedrucktes Teil manuell schleift oder mit einem Band bearbeitet, ist es anfällig für Durchbrüche. Wir sehen vor allem ein starkes Wachstum bei 3D-gedruckten Metallteilen. aber auch allgemeine und thermogeformte Kunststoffe. Als wir begannen, den 3D-Markt zu beliefern, konnten wir nicht vorhersehen, wie groß der Markt sein würde, insbesondere für zahnärztliche Korrekturgeräte; er hat sich zu einem stetig wachsenden Anteil unseres Geschäfts entwickelt. Die 3D-Welt ist ein „Ein faszinierender Markt, weil er sich so schnell entwickelt und zum Mainstream wird. Wir sind froh, schon in den Anfängen dabei gewesen zu sein.“

Letztlich, so Warwick, werde CBF von „Benutzern geschätzt, die Konsistenz und Geschwindigkeit sowie feine Oberflächen suchen; dies sind wahrscheinlich die drei Bereiche, die die meisten unserer Kunden anziehen. Darüber hinaus wäre die Fähigkeit, polierte Oberflächen auf schwer zu polierenden Oberflächen zu erzeugen.“ Materialien wie Titan und Edelmetalle.

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