BMC-Bauteile

Grat- und staubfreie Drosselklappengehäuse aus BMC

Strahlen von Duroplastteilen für Ottomotoren
Den Geometrien der Bauteile wird über die Parameter der Entgratanlage Rechnung getragen.
Geringes Gewicht, niedrige Kosten, hohe Designfreiheit – mit diesen Eigenschaften erobern sich Duroplaste Einsatzgebiete im Motorraum von Fahrzeugen, die bislang Metallen vorbehalten waren. Um die hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität zu erfüllen, strahlt Christophery Kunststofftechnik im Spritzgießverfahren gefertigte Drosselklappengehäuse aus BMC.

Einerseits ist es die Forderung nach Kraftstoff- und Emissions-Reduzierung, andererseits der zunehmende Kostendruck, der die Automobilindustrie nach alternativen Materialien Ausschau halten lässt. Zunehmend kommen Duroplaste in anspruchsvollen Anwendungen, beispielsweise als funktionsintegrierte Bauteile im Motorraum von Kraftfahrzeugen zum Einsatz. Dazu zählt unter anderem das vom Briloner Verarbeiter von Duroplasten und Thermoplasten, Christophery Kunststofftechnik, ein Unternehmen der Poschmann-Union, entwickelte Drosselklappengehäuse aus Feuchtpolyester (BMC).

Der zur Metallsubstitution eingesetzte Kunststoff überzeugt mit hoher Temperatur- (–40 bis 150 °C) und Chemikalienbeständigkeit, der weitgehenden Designfreiheit auch bei komplexen Geometrien sowie guten Isoliereigenschaften, die der Eisbildung auf der Drosselklappe auch ohne Zusatzheizung vorbeugen. Darüber hinaus, so der Verarbeiter, ist das Duroplastbauteil im Vergleich zur Aluminiumvariante erheblich leichter und bietet ökonomische Vorteile. Diese ergeben sich durch die geringen Rohstoffkosten und durch die vier- bis fünffach längere Werkzeugstandzeit gegenüber der Aluminiumverarbeitung.

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Hohe Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität

Gefertigt werden die Drosselklappengehäuse bei Christophery mit Polyset-Spritzgießanlagen von Kraussmaffei, die an die speziellen Anforderungen im automatischen Prozess angepasst sind. Aufgrund ihrer Maßhaltigkeit weisen die im Spritzguss hergestellten Teile auch ohne Nacharbeiten geringe Toleranzen auf. „Im Gießprozess entstehen durch Entlüftungstechniken und Einsätze im Werkzeug 5 bis 15 µm große Flittergrate, die wir für eine optimale Qualität und einwandfreie Funktion der Gehäuse entfernen müssen“, erklärt Rainer Schmidt, Projektmanagement und Entwicklung bei Christophery. „Dazu wird das Strahlverfahren genutzt.“

Neben der Gratfreiheit bestehen weitere Anforderungen an den Strahlprozess. Dazu zählt beispielsweise, dass die Bauteile keine Staubanhaftungen aufweisen dürfen und der Prozess automatisch abläuft. Auch die kurze Taktzeit ist ein Kriterium. Gelöst wurde die Aufgabe mit einer Strahlanlage des WS 1200-S1 von Rösler Schweiz, die als Fertigungszelle in die Produktion integriert ist. Es handelt sich dabei um ein Wendebalken-System mit zwei Stationen. Das Konzept ermöglicht kurze Handlingzeiten, da auf einer Seite der Arbeitskammer gestrahlt, während auf der anderen Seite be- und entladen, wird.

Hohe Anforderungen an das Strahlergebnis

Das Strahlen der Drosselklappengehäuse geschieht direkt nach dem Spritzgießen. Angeliefert werden die Werkstücke auf Trägerplatten, von denen ein Roboter jeweils vier Teile entnimmt und auf den beiden Satelliten in spezifisch gestalteten Werkstückaufnahmen platziert. Im Entgratprozess kommt ein auf den Werkstoff und die Teilegeometrie abgestimmtes Granulat zum Einsatz, das von einem am Dach montierten, seitlich verschiebbaren Hochleistungsschleuderrad mit 4 kW Antriebsleistung beschleunigt und auf die Teile gestrahlt wird. Zur Regulierung der Strahlintensität ist die Abwurfgeschwindigkeit des Schleuderrades stufenlos einstellbar.

Während des Strahlprozesses drehen sich die Werkstückaufnahmen kontinuierlich, was ein allseitig gleichmäßiges Ergebnis gewährleistet. Um Staubablagerung auf den gestrahlten Drosselklappengehäusen auszuschließen, verfügt die Anlage über verschiedene zusammenwirkende Einrichtungen, insbesondere über eine Antistatik-Sprüheinrichtung. Anhaftendes Strahlmittel wird nach Ende der Entgratung vom Luftstrahl des drehenden Schleuderrades und Düsen abgeblasen. Die Strahlmittelaufbereitung übernimmt eine zweistufige Vibrationssiebanlage und ein Becherwerk mit nachgeschaltetem Kaskadenabscheider.

„Mit dieser Anlage erzielen wir eine gute Oberflächenqualität. Und das in einer Taktzeit, die unter der des Spritzgießzyklus liegt. Dadurch haben wir Kapazitätsreserven“, erklärt Rainer Schmidt.

Werkstücke, die wegen ihrer Geometrie- und Werkstoffe nicht zwingend für den direkten Einbau ohne Entgraten geeignet sind, werden hier mit einem schnellen und prozessintegrierbaren Verfahren montage- oder verpackungsfertig bearbeitet. Damit dürfte die Werkstoffgruppe BMC für einige Bauteile zu einer interessante Alternative werden.

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