Perfekter Schliff für Hochpräzisions-Tiefziehteile

Bei Präzisionsteilen, die kleiner als ein Millimeter sind und aus nicht einmal 100 Mikrometer starken Blechen tiefgezogen werden, ist die Oberflächenbearbeitung eine Herausforderung. Stüken, ein weltweit führender Hersteller solcher Produkte, meistert sie mit anwendungsgerecht ausgelegter Maschinentechnik und abgestimmten Verfahrensmitteln von Rösler.

Pioniergeist, unternehmerische Visionen, Innovationskraft und die Überzeugung, dass effiziente Lösungen am besten in Zusammenarbeit entstehen - mit dieser Einstellung machte sich Hubert Stüken 1931 selbstständig. 90 Jahre später ist die Hubert Stüken GmbH & Co. KG 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, kleinen Hochpräzisionsteile, die aus allen tiefziehfähigen, metallischen Werkstoffen wie Edelstahl, Kupfer und Messing sowie Aluminium, Titan und Molybdän hergestellt werden, kommen in zahllosen 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. Ebenso erfüllen die Teile in Produkten der Elektronik, Informations- und Kommunikationstechnologie, Medizintechnik, Pharmazie, Hausgeräte- und Konsumgüterindustrie sowie vielen weiteren Branchen wichtige Funktionen.

Gemeinsam Lösungen entwickeln – auch für die Oberflächenbearbeitung

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“, ergänzt Andreas Hellmann, Verkaufsleiter bei Stüken. Geht es dabei um oberflächentechnische Aufgabenstellungen, die sich mit Gleitschlifftechnik lösen lassen, 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. Auch spielt für uns das umfassende Know-how und die Flexibilität von Rösler bei der gemeinsamen Lösungsentwicklung eine wichtige Rolle. Es ist natürlich auch ein Vorteil, dass Rösler überall dort vertreten ist, wo wir Teile fertigen“, erklärt der Verkaufsleiter.

In den weltweiten Produktionsstätten des Tiefziehspezialisten sind rund 15 Rundvibratoren und 10 Fliehkraftanlagen sowie 18 Zentrifugen für die Prozesswasseraufbereitung in Betrieb.

Die Tiefziehteile weisen üblicherweise einen besonders hohen Umformgrad, außergewöhnliche Konturen sowie extrem geringe Abmessungen bei hohen Geometrieanforderungen auf. Daraus resultieren 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. Erster Schritt dabei sind häufig Machbarkeitsstudien.

Prozess, Anlagentechnik und Verfahrensmittel durch Versuche

Die Prozessentwicklung erfolgt bei komplexen Neuteilen üblicherweise im Customer Experience Center des Anlagenherstellers Rösler, in dem Maschinen für sämtliche Bearbeitungsverfahren in modernster 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 (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.

Effektive Prozesswasseraufbereitung

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. Rösler Zentrifugen sind hinsichtlich Konstruktion und Maschinenauslegung perfekt auf die Reinigungsaufgabe abgestimmt und erzielen eine hohe Abscheiderate, die eine effektive und umweltschonende Kreislaufführung der Prozessflüssigkeit ermöglicht.

Um optimale und reproduzierbare Ergebnisse für die Nachbearbeitung von Präzisionstiefziehteilen zu erreichen, ist ein perfektes Zusammenspiel aus Anlagentechnik, Verfahrensmittel und Prozesswasseraufbereitung entscheidend – und das am besten in enger Abstimmung mit dem Kunden selbst.