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Gleitschleifen

Das Gleitschleifen ist eine Methode der Oberflächenbearbeitung, bei der verschiedenartige Werkstücke aus Metall durch eine gezielte Feinschliffbehandlung vollständig geglättet und entgratet werden. Die vielfältigen Gleitschliffverfahren ermöglichen einen speziell auf das Bauteil abgestimmten, zeiteffektiven Abrieb ungewünschter Oberflächenbeschaffenheiten, der sich für Werkstücke in verschiedenen Größen, Formen und aus unterschiedlichen Materialien eignet.

Gleitschleifen ist Trowalisieren ist Lernen aus der Natur

Gleitschleifen ist ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von vorrangig metallischen Werkstücken. Auch als Trowalisieren bezeichnet, entspricht das Verfahren einer Feinschliff-Behandlung analog der von Muscheln und Kieseln am Strand oder Flussbett. In einem speziellen Schüttgutverfahren werden die Werkstücke zusammen mit Schleifkörpern – auch als Chips bezeichnet – und einem Zusatzmittel in meist wässriger Lösung (Compound) in einen Behälter gegeben. Durch die oszillierende oder rotierende Bewegung des Behälters kommt es zu einer Relativbewegung zwischen Werkstück und Verfahrensmittel. Diese Relativbewegung verursacht letztendlich auch den Material-Abtrag am Werkstück. Durch die eingesetzten Werkzeuge (Schleifkörper und Compound) kann die Rauheit, der Materialabtrag, das Oberflächenbild und die Entgratleistung bestimmt werden. Analog einem Flussbett schleifen Sand und Wasser grobe Gesteinsbrocken, bis diese irgendwann glatt und vollständig abgerundet sind. Nichts anderes geschieht bei den hier beschriebenen Prozessen. Gleitschleifen ist auch als Gleitspanen bekannt, da nicht notwendigerweise immer ein Schleifprozess stattfindet.

Der Begriff des „Trowalisierens“ ist schlicht ein alternatives Wording für das Verfahren. Über die Jahre haben sich unterschiedliche Gleitschleifverfahren entwickelt. Angefangen beim Trommelgleitschleifen über das Vibrationsgleitschleifen,  das Tauchgleitspanen und das Schleppschleifen bis hin zum Fliehkraft-Gleitspanen und dem Druckfließ-Käppen. Für verschiedene Arten von Materialien eignen sich manche Verfahren besser als andere. Die Bearbeitungsziele sind jedoch bei allen dieselben:

Entgraten, Kantenverrunden
Glänzen, Glätten, Polieren (auch als Hochglanzverdichten bezeichnet)
Entzundern, Reinigen
Mattieren
Schleifen
Entfetten, Entölen

Gleitschleifen als Trommelgleitschleifen

Durch das Trommelgleitschleifen können Metall- oder Kunststoffteile entgratet, poliert oder an Kanten verrundet werden. Durch das langsame Drehen der Trommel gilt dieser Prozess als besonders Materialschonend.
Beim Trommelgleitschleifen dreht sich ein geneigter Behälter (Trommel/Glocke) um seine Längsachse. Durch das Drehen der Trommel entsteht hier eine Relativbewegung zwischen den Werkstücken und Schleifkörpern, welche einen Abrieb verursacht. Je nach gewünschtem Ergebnis können sowohl verschiedene Schleifkörper (Kunststoff, Keramik) verwendet werden, als auch die Drehzahl der Trommel angepasst werden. Mit steigender Drehzahl nimmt der Abtrag zu und die Oberflächengüte ab. Das Trommelgleitschleifen war die erste Anwendungsart des Gleitschleifens (Trowalisierens). Auch bekannt ist es unter Trommelentgraten, Trommelpolieren oder Trommeln.

Vibrationsgleitschleifen – auch für Losgröße 1

Mit dieser Verfahrensart werden vor allem große und schwere Bauteile bearbeitet. Das Vibrationsgleitschleifen eignet sich zum entgraten, runden, polieren oder glätten von Oberflächen.
Die zu bearbeitenden Teile werden mit Schleifkörpern in die Anlage gegeben, wo sie durch große Vibratoren in Schwingung versetzt werden. So können auch die Bauteile veredelt werden, die beim Trommel- und Fliehkraftschleifen im Gemenge unten liegen bleiben, sich verhaken oder im Behälter aufstoßen würden. Durch die entstehende Reibung zwischen den Bauteilen und den zugegebenen Schleifkörpern kommt es zum Materialabtrag (Mikrozerspanung) an der Oberfläche.

Schleppschleifen & Tauchgleitspanen

Schleppschleifanlagen eignen sich besonders für hochwertige und beschädigungsempfindliche sowie harte und somit schwer zerspanbare Werkstücke, da sie hierbei berührungslos bearbeitet werden können. So können Macken und andere Beschädigungen verhindert werden.
Die Wekstücke müssen deshalb aber auch einzeln auf Spindeln gespannt werden, wodurch nur eine geringe Anzahl von Teilen bearbeitet werden kann. Der Werkstückträger schleppt die Teile dann durch eine Chipmasse. Durch die geordnete Vorrichtung werden die Bauteile sehr gleichmäßig veredelt. Variable Eintauchtiefen und Geschwindigkeiten in der Drehbewegung ermöglichen einen bis zu 40-mal so hohen Materialabtrag wie beim konventionellen Gleitschleifen. Um das gewünschte Ziel vom Entgraten, Verrunden oder Polieren zu erreichen, können auch andere Schleif- und Polierkörper eingesetzt werden.

Ganz ähnlich funktioniert auch das Tauchgleitspanen. Hierbei werden die zu Bearbeitenden Teile jedoch in strömendes Spanmittel getaucht. Beide Verfahrenstechniken sind nur in Ausnahmefällen zu empfehlen. Vorteile sind eine geringe Bearbeitungsdauer, schonende und geordnete Bearbeitung.

Fliehkraftgleitsschleifen: Effektiv und schnell

Das Fliehkraftspanen eignet sich bestens zum Bearbeiten kleiner und mittelgroßer Teile. Mit dieser Verfahrenstechnik können Bauteile besonders effektiv und schnell veredelt werden. Es wird unterteilt in zwei Techniken.
Das Planeten-Fliehkraftspanen ist gekennzeichnet durch einen Rotor mit mehreren am Umfang angebrachten Trommeln, die sich entgegen dem Drehsinn des Rotors drehen. Dies führt zu straken Zentripetalkräften bis zum 15-fachen der Schwerkraft, wodurch die Bauteile zusammen mit dem Gleitschleifmittel nach außen gedrückt werden. Die starken Kräfte führen zu einem deutlich schnelleren Bearbeitungsprozess als beim ähnlichen Trommelgleitspanen. Die Drehzahl von Rotor und Trommel können oft so eingestellt werden, dass der gewünschte Veredelungsgrad entsteht. Instabile sowie hohle Werkstücke lassen sich nicht spanen.

Beim Teller-Fliehkraftspanen befindet sich das Gemenge in einem stillstehenden, topfförmigen Behälter, bei dem im Gegensatz zum Planeten-Fliehkraftspanen nur der Boden rotiert. Am Boden befestigte Rippen nehmen das Gemenge mit, welches durch die Zentripetalkräfte an der Behälterwand aufsteigt und in der Mitte wieder hinunter rutscht. Die Vorteile sind einerseits erneut die verkürzte Arbeitszeit gegenüber dem Trommelgleitspanen, andererseits können mit diesem Verfahren aber auch instabile Werkstücke mit empfindlicher Oberfläche behandelt werden.

Druckfließläppen

Das Druckfließläppen oder auch Strömungsschleifen eignet sich insbesondere für sehr komplexe Formen und gezielte Bearbeitungen. Hierbei wird eine viskose Schleifpaste unter Druck durch die Werkstücke gepresst. Dadurch werden Kanten verrundet, Partikel und Grat entfernt und die Oberflächengüte erheblich verbessert. Die Beschaffenheit des Schleifmittels sowie dessen Geschwindigkeit bestimmen den Bearbeitungsgrad.

Trommel mit Schleifmittel

Geltschleifen – die Trocknung

Nach dem Gleitschleifen sind die Bauteile nass oder feucht und müssen komplett getrocknet werden. Die Trocknung kann in jedem Fall direkt nach dem Gleitschleifprozess stattfinden. Beim Trocknungsprozess kommen Trocknungsmedien wie Maiskolbenschrot, Nussschrot oder Holzwürfel zum Einsatz. Je nach Materialbeschaffenheit oder Individuellen Bedürfnissen stehen verschiedene Trocknungsmöglichkeiten vom Vibrations- über den Trommel- bis hin zum Bandtrockner zur Verfügung.

Vibrationstrockner

Im Vibrationstrocknungsverfahren werden die Werkstücke zusammen mit einem Trocknungsmedium in Vibration versetzt. Dabei wird nur das Trocknungsmedium aufgeheizt und nimmt so die Feuchtigkeit aus den Bauteilen. Eine entstehende Relativbewegung zwischen Werkstück und Trocknungsmedium führt zu einem zusätzlichen Nachpolieren.

Trommeltrockner

Ein Trommeltrockner eignet sich bestens für eine große Masse an Schüttgut und flache Bauteile. Dabei wird ein erwärmtes Trocknungsmedium den Bauteilen zugegeben und diese dann zusammen kontinuierlich durch eine rotierende Siebtrommel transportiert.

Bandtrockner

Bandtrocknungsanlagen eignen sich besonders für empfindliche, lange und sperrige Teile oder solche mit kleinen Bohrungen. Die Werkstücke werden mithilfe eines feinmaschigen Gurts durch eine Heißluftanlage transportiert. Dauer sowie Temperatur sind regelbar.

Gleitschleifen: Ökonomisch und effizient

Durch den Gleitschleifprozess lassen sich Werkstücke entgraten, kantenverrunden, schleifen, glätten, polieren, entfetten, entzundern, entrosten, mattieren und verdichten. Gegenüber einer manuellen Bearbeitung hat Gleitschleifen mehrere Vorteile. Eine längere Standzeit resultiert in weniger Ausfallzeiten, die Kanten und Flächen werden sehr gut abgerundet und somit ist wenig Nacharbeit erforderlich. Durch die Autonomisierung ist der Prozess sehr zeiteffektiv. Je nach Form, Material und Gewicht sind andere Gleitschleifverfahren anzuwenden. Von Metall Aluminium, Edelstahl, Hartmetall, Kupfer, Messing, Titan, Kunststoff bis hin zu Keramik können so gut wie alle Oberflächen trowalisiert werden. Egal ob Stanz- und Laserschnittteile, Dreh- und Frästeile, 3D-Druck Produkte, Tiefziehteile, Sinterteile, Druckguss oder Spritzgussteile. Die richtige Verfahrenstechnik in Kombination mit den eingesetzten Schleifmitteln macht ein perfektes Ergebnis aus.

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