Metallgrate: Entstehung, Arten & Tipps

Bearbeitete Metallkomponenten sind in vielen Branchen und Anwendungen unverzichtbar, doch die Bearbeitung hinterlässt gewisse Unregelmäßigkeiten. Einige dieser Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche der Komponenten werden als Metallgrate bezeichnet.

Der folgende Ratgeber fasst Informationen zu den verschiedenen Gratarten und ihrer Entfernung zusammen. Lesen Sie weiter.

Was sind Metallgrate?

Metallgrate entstehen durch die Metallbearbeitung; ein Grat ist die raue Kante oder sind die Gratlinien an der Metallkomponente. Die Hauptursache für die Gratbildung ist der Fertigungsprozess, und durch die dabei eingesetzten Werkzeuge entstehen diese Grate. Die meisten Grate treten beim Schneidprozess von Blech auf.

Wie entstehen Metallgrate?

Grate entstehen überwiegend durch Bearbeitungsverfahren wie Fräsen, Bohren, Schleifen, Gravieren oder Drehen. Der Grat erscheint in Form von Linien auf der Komponente und bildet eine erhabene Kante. Es sieht aus, als wäre ein Hammer auf die Metalloberfläche geschlagen worden, wodurch diese Grate entstehen.

5 verschiedene Gratarten

Es gibt fünf verschiedene Gratarten, die im Folgenden erläutert werden:

1. Poisson-Grat

Der Poisson-Grat ist eine Gratart, bei der das Material durch die senkrechte Richtung der Belastung verformt wird. Wenn Druckkräfte auf das Material wirken, entstehen solche Grate an den Kanten und verformen diese. Beim Schneidprozess trifft das Schneidwerkzeug auf die Komponente, und die Schnittkanten werden durch die Kompression verformt.

2. Roll-over-Grat

Roll-over-Grate sind Metallstücke, die aus der Schnittbahn herausgebogen werden. Wenn sich das Schneidwerkzeug bewegt und die Komponente schneidet, rollt ein Teil des Materials auf, und das Material faltet sich über die Schneidkante.

Ist das Material formbar, löst sich der aufgerollte Span nicht vom Werkstück. Auch die Schnitttiefe trägt zum Roll-over-Grat bei, denn je tiefer der Schnitt, desto dicker der Roll-over-Grat.

3. Reißgrat

Reißgrate sind Seitengrate, die entstehen, wenn an der Komponente eine Schnittbahn ausgebildet wird, statt vollständig zu durchtrennen. Dies geschieht beim Stanzen, und entlang der Kontur des gestanzten Lochs bleibt eine scharfe Kante zurück.

4. Abschneidgrat

Ein Abschneidgrat entsteht, wenn das beim Schnitt verbleibende Restmaterial abfällt. Er kann positiv oder negativ sein und tritt überwiegend bei automatisierten Revolverdrehautomaten oder Sägeschnitten auf. Diese Grate lassen sich vermeiden, wenn eine geeignete Abstützung von beiden Seiten gewährleistet ist.

5. Thermische Grate

Thermische Grate werden auch als Schlacke bezeichnet. Sie entstehen, wenn geschmolzenes Metall nach dem Laser- oder Plasmaschneiden oder Schweißen erstarrt. Die Hitze verursacht Spannungen, und nach dem Abkühlen treten diese Schlacken aus dem Grundmetall hervor und lassen sich durch Bürsten oder Schleifen abtragen.

Auswirkungen von Metallgraten

Metallgrate haben einige Auswirkungen, die nicht ignoriert werden können und im folgenden Abschnitt erläutert werden.

Sicherheitsaspekte

Metallgrate bergen Sicherheitsrisiken und Verletzungsgefahr durch die scharfen Kanten, die Schnittwunden verursachen und zu schweren Verletzungen führen können.

Qualität und Leistung

Grate spielen eine wesentliche Rolle für die Leistung des Produkts. Selbst ein winziger Grat kann dazu führen, dass Teile nicht perfekt passen. Diese Grate können zu Fehlfunktionen von Geräten in der Automobil-, Luftfahrt- und anderen Branchen führen, in denen Sicherheit entscheidend ist.

Ästhetische Aspekte

Grate können den ästhetischen Wert einer Komponente beeinträchtigen. Branchen, in denen die Ästhetik Priorität hat, akzeptieren solche Komponenten mit Graten möglicherweise nicht.

Wirtschaftliche Auswirkungen

Werden Grate nicht ordnungsgemäß beherrscht, führt das Risiko erhöhter Produktionskosten sowie der Verschwendung von Arbeitskraft und Material zu wirtschaftlichen Auswirkungen.

Entgratungswerkzeuge und -methoden

Falls sich an Komponenten während der Bearbeitung Grate bilden und Sie wissen möchten, wie Sie Grate entfernen, hilft Ihnen der folgende Abschnitt weiter.

Manuelles Entgraten

Das manuelle Entgraten ist eine sehr alte Methode, die Fähigkeiten erfordert, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Es eignet sich für kleine Arbeitsumfänge und nutzt Schleifpapier und Poliergeräte, um Grate zu entfernen.

• Es ist äußerst flexibel
• Erfordert keine hohen Investitionen in Ausrüstung.

• Nicht für große Stückzahlen geeignet
• Es ist auf einfache und kleine Grate beschränkt.
• Nur bei kleiner Stückzahl der Komponenten wirtschaftlich.

Stanzenentgratung

Bei der Stanzenentgratung werden Stanzvorrichtungen wie Matrizen eingesetzt, darunter Feinschnitt- und Kalibriermatrizen, die im Vergleich zu manuellen Verfahren eine bessere Effizienz bieten.

• Sie ist produktiver als manuelle Entgratungsverfahren.
• Sie bietet eine verbesserte Effizienz.

• Sie ist nicht für komplexe Formen geeignet.
• Sie erfordert spezielle Werkzeuge.

Bohrungsentgratung

Die Bohrungsentgratung dient dem Entfernen von Graten an Innenbohrungen. Die verwendeten Werkzeuge können leicht in die Bohrung ein- und ausfahren, ohne Schäden zu verursachen. Die Werkzeuge haben eine kegelförmige Spitze, die das Erzeugen von Fasen unterstützt.

• Es ist ein kostengünstiges und schnelles Verfahren.
• Es kann eine hervorragende Oberflächenveredelung erzielen.

• Es ist nur für Bohrungen geeignet.
• Erfordert spezialisierte Werkzeuge.

Bürsten

Beim Bürsten wird nach der Reinigung der Oberfläche Schleifpapier verwendet. Der Prozess ist auch automatisiert, da er auf Werkzeugmaschinen montiert werden kann. Für Komponenten mit komplexen Formen kann dieses Verfahren geeignet sein.

• Es ist schnell und wirtschaftlich.
• Es kann mit komplexen Komponenten arbeiten.
• Es bietet automatisierte Prozesse.

• Es erfordert mehrere Bürsten, um wirksam zu sein
• Wenn Sie die Effizienz steigern möchten, kann ein Werkzeugwechsler erforderlich sein.

Elektrochemische Entgratung

Die elektrochemische Entgratung ist ein Verfahren zum Entfernen von Graten an kleinen Bauteilen. Das Verfahren kann die Metallabscheidung umkehren und das Material mithilfe von Elektroden und Natriumelektrolyten entfernen.

• Es ist ein hochpräzises Verfahren.
• Das Entgratungsverfahren kann für mehrere Teile in einem Durchgang gewählt werden.
• Es führt zu keinem Werkzeugverschleiß in den betroffenen Bereichen.

• Es ist auf kleine Komponenten beschränkt.
• Es kann kundenspezifische Werkzeuge erfordern.

Gleitschleifen

Beim Gleitschleifen werden Schleifmittel und Flüssigkeiten in einem Vibrationsfass verwendet, um Grate zu entfernen, ohne die Oberfläche zu beschädigen. Dieses Verfahren kann für Metalle eingesetzt werden, eignet sich jedoch am besten für Keramik und Kunststoffe.

• Es ist weniger aggressiv und hocheffizient.
• Hilft, neben Graten auch andere Unregelmäßigkeiten zu entfernen.

• Es erfordert spezielle Maschinen.
• Für verschiedene Anwendungen sind unterschiedliche Medien erforderlich.

Schleifen und Walzen

Walzen und Schleifen sind ideale Methoden, um Grate zu entfernen, wenn Sie eine hochwertige Oberflächenveredelung benötigen. Es ist ein flexibles Verfahren und ermöglicht eine schnelle Gratentfernung.

• Es ist ein schnelles und einfaches Verfahren.
• Bietet eine hohe Produktionsrate.

• Es ist für kleine Produkte geeignet.
• Das Verfahren kann eine Nachbearbeitung erfordern.

Thermisches Entgraten

Thermisches Entgraten ist ein Verfahren, das Verbrennung nutzt und Grate von Komponenten entfernt. Dabei wird ein Gemisch aus Brennstoff und Sauerstoff verwendet, um Grate zu entfernen, ohne die Komponenten zu beschädigen.

• Es ist ein vielseitiges und schnelles Verfahren.
• Es ermöglicht die Bearbeitung mehrerer Komponenten.
• Es bietet eine hohe Produktionsrate.

• Bestimmte Komponenten benötigen Schutzmaßnahmen.
• Das entfernte Material wird zu Oxid und kann zusätzliche Prozesse erfordern.

Tipps zur Vermeidung und Kontrolle von Metallgraten

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Metallgrate zu kontrollieren und zu vermeiden. Einige davon sind folgende:

• Passen Sie die Vorschubraten und die Geschwindigkeit an, damit die Gratbildung während der Bearbeitung reduziert wird.
• Verwenden Sie schärfere, beschichtete Werkzeuge.
• Gleichlauffräsen hilft, die Gratbildung im Vergleich zum konventionellen Fräsen zu minimieren.
• Verwenden Sie Kühlmittel, die die Wärme und die Gratbildung reduzieren.
• Führen Sie die oben beschriebenen Entgratungsverfahren durch, um die Grate zu beseitigen.

Fazit

Die Entgratung ist ein sehr wichtiger Aspekt bei bearbeiteten Komponenten, damit deren Ästhetik und Leistung nicht beeinträchtigt werden. Wenn Sie bearbeitete Komponenten ohne Grate auf der Oberfläche suchen, kontaktieren Sie uns unter DEK. Wir bieten Ihnen hochwertige bearbeitete Komponenten mit hervorragender, gratfreier Oberflächenveredelung.

FAQs

Welche Fertigungsverfahren hinterlassen einen Grat?

Es gibt verschiedene Fertigungsverfahren, bei denen ein Grat entsteht, etwa Fräsen, Bohren, Drehen usw.

Welche Materialeigenschaften beeinflussen die Gratbildung?

Die Gratbildung wird durch Duktilität, Zähigkeit und Härte des Materials beeinflusst.

Lässt sich die Gratbildung vollständig verhindern?

Die Gratbildung lässt sich minimieren, aber nicht vollständig beseitigen.

Welches ist die beste Methode zum Entgraten?

Es gibt verschiedene Methoden zum Entgraten; die besten sind manuelles, elektrochemisches, mechanisches und thermisches Entgraten.