Das von Schmid patentierte Rotationsverfahren zur Anodisation von Aluminium erfüllt bei XingLi die strengen Anforderungen der Automobilindustrie ohne die sonst übliche Nachbearbeitung. Damit ist Cyklos für den chinesischen Eloxierer ein entscheidender Wettbewerbsvorteil.
Bunte Karabiner, hochgenaue Einspritzdüsen, edle Verpackungen aus Aluminium – die möglichen Anwendungsgebiete der chemischen Oberflächenveredelung sind vielfältig. In den herkömmlichen Prozessen der chemischen Oberflächenbearbeitung werden die Teile durch Eintauchen in eine meist wässrige Lösung behandelt. Die Schichtdicke kann variieren und durch Gasbläschen beim Eintauchen können schöpfende Teile, die über teilweise umschlossene Hohlräume verfügen, schlechte Beschichtungsergebnisse aufweisen. Anders verhält es sich mit Cyklos von Schmid: Durch das patentierte Rotationsverfahren herrscht in den Prozesslösungen eine bessere Konvektion (Strömungsbewegung), sodass sich die Gasbläschen aus den Hohlräumen lösen und die Oberflächenbehandlung optimiert wird.
Seit einem Jahr produziert das auf chemische Aluminiumbearbeitung spezialisierte Unternehmen KunShanshi XingLi Automotive Parts Co. Ltd mit Cyklos Hydraulikventilblöcke aus Aluminium. Das Bauteil steuert die Schaltvorgänge eines Automatikgetriebes. Entsprechend hoch sind die tribologischen Anforderungen. Damit keine Hysterese auftritt, müssen die Gleichmäßigkeit der Oxidschicht, die Passgenauigkeit und die Oberflächenrauheit exakt erfüllt werden.
XingLi’s Kunde, einer der weltweit renommiertesten Automobilzulieferer, führt regelmäßig Hydrauliktests an einem eigens für dieses Bauteil entwickelten Prüfstand durch. Damit die Bauteile den Test bestehen darf sich die Oberflächenrauheit durch das Anodisieren um maximal Ra 0,3 µm verändern. Beim herkömmlichen, statischen Eintauchverfahren ist das Delta Ra etwa doppelt so hoch, sodass die Teile mechanisch nachbearbeitet werden müssen. Seitdem XingLi, das in Kunshan (China) 30 Mitarbeiter beschäftigt, zum Anodisieren der Aluminiumgussblöcke Cyklos einsetzt, entfällt der Nachbearbeitungsschritt zur Oberflächenglättung. Ein erheblicher Wettbewerbsvorteil.
Patentiertes Rotationsverfahren
Aufgrund des Rotationsverfahrens erreicht Cyklos hervorragende Oberflächengüten. Denn anders als beim Tauchverfahren lösen sich durch die 360°-Drehung sämtliche Gasbläschen vom Werkstück und speziell aus den Hohlräumen. Somit kann der Prozess überall gleichmäßig stattfinden. Die Prozesstechnik ähnelt der des Formteilätzens und der Leiterplattenbearbeitung – Bereiche, in denen Schmid seit Jahrzehnten zu den Technologieführern zählt.
Wie alle Schmid Nassanlagen ist auch Cyklos modular aufgebaut und verfügt über einen hohen Automatisierungsgrad. Durch die Modularität wird die Anlage genau auf die Bedürfnisse des Anwenders angepasst. Generell kann die Anlage entweder für das Anodisieren von Aluminium oder Titan sowie für das chemische Entgraten von Stahlteilen ausgelegt werden.
Vor der Bearbeitung werden die Werkstücke für eine optimale Kontaktierung auf produktspezifische Werkstückträger gespannt. Das Format des Werkstückträgers entspricht jeweils 450 mm x 330 mm, die maximale Höhe etwa 200 mm. Der anschließende Prozess erfolgt vollautomatisch. Durch einen Transportarm werden die Werkstückträger linear in das nachfolgende Becken geschoben. Dort nimmt ein Rotorsystem bis zu vier Werkstückträger auf und führt sie im Rotationsprinzip durch die Prozesslösung. Dabei folgt die Automatisierung dem Prinzip First In – First Out, sodass alle Werkstücke den exakt gleichen Prozess durchlaufen. In Abhängigkeit von der Geometrie und Größe ist ein Durchsatz von 0,5 bis 50 Millionen Werkstücken pro Jahr möglich.
Bessere Arbeitsumgebung
Beim anodischen Oxidieren wird das Aluminiumteil in einem Elektrolyt aus verdünnter Schwefelsäure als Anode (Pluspol) geschaltet und durch die elektrochemische Erzeugung von Sauerstoff an der Werkstückoberfläche Aluminiumoxid gebildet. Die Anlage ist komplett eingehaust und emittiert dadurch keine Schadstoffe in die Arbeitsumgebung. Da die Anlage außerdem vollautomatisch arbeitet – was die Eingriffe des Bedienpersonals auf ein Minimum reduziert – bietet Cyklos den Mitarbeitern bestmöglichen Schutz.
Des Weiteren verfügt die Anlage über eine HMI-gesteuerte Prozesskontrolle. In diesem ist ein Data Logging System integriert für die Überwachung und Aufzeichnung aller notwendigen Prozessparameter. Die Industrie-4.0-Tauglichkeit ermöglicht Rückverfolgbarkeit und sorgt für konstante Qualität und Reproduzierbarkeit. Durch die präzise Steuerung und Regelung kann direkt Einfluss auf die Qualität der zu erzeugenden Oxidschicht genommen werden. Hier können vor allem die Rauheit sowie die Uniformität der Schicht kontrolliert werden. Zudem senkt die geregelte Dosierung den Chemieverbrauch. Die Bearbeitungsdauer ist von der gewünschten Schichtdicke und der Legierung abhängig und liegt bei etwa 10 µm bis 60 µm pro Stunde. Ohne Eloxal hat Aluminium einen Härtegrad von etwa 100 HV. Hart-anodisierte Oberflächen erreichen je nach Anodisierungsart bis zu 450 HV, also hohe Verschleißfestigkeit.
Technology Center für Bearbeitungsversuche
In seinem Technology Center in Freudenstadt (Deutschland) hat Schmid eine Cyklos-Anlage zur chemischen Oberflächenbehandlung installiert. Mit ihr führt das 1864 gegründete Unternehmen Bearbeitungsversuche und Bemusterungen durch. Ein Merkmal, das auch XingLi im Vorfeld der Beschaffung genutzt hat. Während der Bemusterungen wurden die qualitativen Erwartungen sogar noch übertroffen.
XingLi ist mit der Cyklos überaus zufrieden und stellt qualitativ hochwertige Produkte her. Aufgrund steigender Auftragszahlen plant das Unternehmen eine Erweiterung der Anlage. Durch den typischen modularen Aufbau kann die Kapazität der Anlage durch eine Aufrüstung um etwa 50 % gesteigert werden. Mittelfristig will XingLi weiter wachsen. Beim Ausbau der modernen Produktionshalle wurde bereits Platz für eine zweite Cyklos vorgesehen.
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