Späne nach Sägen, Fräsen und Bohren entladen: saubere Aluminium- und Fensterprofile ohne Nacharbeit

Warum Abblasen allein nicht reicht: Späne laden sich beim Trennen auf und setzen sich wieder ab

Sägen, Fräsen und Bohren trennen Material, und beim Trennen entsteht Ladung. Der Span löst sich vom Werkstück, verliert den Kontakt zur geerdeten Maschine und behält die Ladung, die er beim Trennen aufgenommen hat. Weil ein kleiner Span wenig wiegt, genügt schon eine geringe Ladung, damit er an der Wand der Profilkammer, an der Spannvorrichtung oder an der Oberfläche des Teils hängen bleibt. Dass das Werkstück aus Metall besteht und geerdet sein kann, hilft dabei wenig. Der Technical Guide von KEYENCE zur Elektrostatik beschreibt, wie ein geladenes Partikel auf einem geerdeten Leiter eine Gegenladung influenziert und deshalb angezogen wird.

Der übliche Griff zur Druckluft löst das nur zum Teil. Der Anwendungsleitfaden von KEYENCE für die Metallindustrie hält am Beispiel geschnittener Fensterrahmenprofile fest, dass Blaspistolen und Staubabscheider ohne Ionisierung die Ladung der Späne nicht abbauen und sie sogar erhöhen können. Die Späne werden bewegt, bleiben geladen und setzen sich an anderer Stelle wieder ab; der Leitfaden spricht von einer zweiten Anhaftung. Ionisierte Luft bringt positive und negative Ionen an den Span und gleicht seine Ladung aus, sodass der Luftstrom ihn danach wegtragen kann. Das Prinzip erklärt der Beitrag zur Roboterzelle mit Kunststoffteilen. Hier geht es darum, wo es an einer Bearbeitungsstation für Metall ansetzt.

Direkt am Schnitt: Punktentladung an Säge, Fräskopf und Bohrstation

Wer dort entlädt, wo der Span entsteht, erreicht ihn, bevor er sich im Profil und in der Anlage verteilt. Steht das Teil während der Bearbeitung, etwa beim Kappen, beim Fräsen eines Profilendes oder beim Bohren und Senken, passt eine punktuelle Entladung. Ein Kompakter Düsen-Ionisator der Modellreihe SJ-LM richtet ionisierte Druckluft gezielt auf die Schnittstelle; die kleine Bauform lässt sich nahe an Sägeblatt, Fräser oder Bohrer anordnen. Der Technical Guide von KEYENCE führt das Abblasen von Spänen während des Schneidprozesses als eigenes Branchenbeispiel.

In einer Anfrage zum Fräsen der Enden von Fensterprofilen wird genau diese Punktentladung einem Stab vorgezogen; das Teil steht, genannt sind Abstände von 200 bis 400 mm.

Vor der Auswahl sind an jeder Station einige Punkte zu klären. Wohin fliegen die Späne, und erreicht die Düse den Schnitt aus dieser Richtung, ohne Werkzeug oder Spannmittel im Weg? Treibt die Luft die Späne in die Absaugung oder tiefer in die Profilkammer? Ist an der Station Druckluft verfügbar? Und wie groß ist der Abstand, der sich ohne Kollision mit dem Werkzeugweg einhalten lässt?

Im Durchlauf und um die Säge: Stab über dem Profil, Ionisierung des ganzen Bereichs

Läuft das Profil nach der Bearbeitung weiter, genügt ein Punkt nicht mehr. Ein Stabionisator quer über der Bahn erfasst die ganze Breite des Profils, während es unter ihm hindurchläuft. Dafür kommt ein Effizienter High-Speed Stabionisator der Modellreihe SJ-E in Frage. Vor der Auswahl ist zu klären, ob die Späne außen am Profil oder in der Kammer liegen, von welcher Seite die ionisierte Luft sie erreicht und wie schnell das Profil durchläuft.

Manchmal haften die Späne nicht nur am Teil, sondern auch an Haube, Auflage und Gestell rund um die Säge. Dann geht es darum, einen Bereich zu ionisieren statt einer Stelle. Ein dokumentiertes Konzept für Profile nach Sägen, Bohren und Senken, das der Hauptbeitrag ausführlich beschreibt, sieht beides vor: einen Stab für Profile im Durchlauf und als Alternative zur Düse an der Säge einen Multi-Sensor Ionisator der Modellreihe SJ-F700, der den ganzen Sägebereich ionisiert. Ob an einer Säge die Düse oder die Ionisierung des ganzen Bereichs passt, entscheiden der Ablauf (stehendes oder durchlaufendes Teil) und die Fläche, über die sich die Späne verteilen.

Fenster- und Verbundprofile: Aluminium und Kunststoffanteile in einer Bearbeitung

Fensterprofile aus Aluminium oder aus Aluminium und Kunststoff im Verbund bringen beide Werkstoffe an dieselbe Säge. Der Kunststoffanteil ist ein Nichtleiter, den keine Erdung entlädt, und seine Reste verteilen sich zusammen mit den Metallspänen im Profil und in der Anlage. Der Anwendungsleitfaden für die Metallindustrie führt das Entfernen von Spänen beim Schneiden von Fensterrahmenprofilen als eigenes Beispiel.

Für die Station heißt das: Die Entladung muss die Kunststoffreste ebenso erreichen wie die Metallspäne, und sie sollte die Hohlkammern erreichen, in denen sich beides sammelt. Ob Düse, Stab oder Pistole, entscheidet wie beim reinen Aluminiumprofil die Frage, ob das Profil steht oder durchläuft. Reine Kunststoffprofile und Kunststoffplatten behandelt der Beitrag zu Kunststoff und Gummi.

Platten, Blöcke und Rohre: wenn die Nacharbeit mit Tuch und Luft wegfallen soll

Bei Platten, Blöcken und Rohren ist die Nacharbeit oft schon Teil des Ablaufs: Jemand bläst ab oder wischt mit einem Tuch, bevor das Teil weitergeht. Der Anwendungsleitfaden für die Metallindustrie beschreibt diese Situation am Zuschnitt von Aluminiumwerkstoffen auf feste Größe, wo vorher manuell mit Luftgebläse oder Tuch gereinigt wurde.

Nach dem Fräsen von Aluminiumplatten ist in einer dokumentierten Anwendung ein Testaufbau geplant; die Platten laufen dort langsam, und ein Abstand von rund 100 mm lässt sich einrichten. Bei einem langsamen Durchlauf und kurzem Abstand kommt neben dem Stab der Modellreihe SJ-E auch ein Präziser High-Speed Stabionisator der Modellreihe SJ-Q in Frage. Ein weiterer Fall betrifft den Zuschnitt von Aluminiumblöcken: Staub und Partikel bleiben am Bauteil, eine Druckluftleiste ohne Ionisierung ist vorhanden, und ein Test mit Musterteilen ist angedacht. Für eine Luftleiste ohne Ionisierung gilt dasselbe wie für die Blaspistole, sie bewegt den Staub, ohne seine Ladung abzubauen.

Gesägte Rohre werden in einer weiteren Anwendung von Hand abgewischt, weil Späne an ihnen haften; dort wurde eine Pistole mit Entladungsfunktion in der Produktion getestet. Bei Rohren ist vor der Auswahl zu klären, ob die Späne außen oder im Rohr sitzen, denn davon hängt ab, aus welcher Richtung die ionisierte Luft die Späne erreichen muss.

Die Pistole als erster Schritt: von der manuellen Reinigung zum festen Einbau

Wo heute von Hand gereinigt wird, ist die Druckluft-Ausblaspistole mit Entladungsfunktion der Modellreihe SJ-LG der naheliegende Einstieg. Sie ersetzt die bisherige Blaspistole am selben Arbeitsplatz, und der Bediener sieht sofort, ob sich die Späne mit ionisierter Luft leichter lösen als mit Druckluft allein. Für einen Fenster- und Türenbauer, der Profile aus Kunststoff und Aluminium bearbeitet und danach Kunststoffreste überall hängen sieht, stehen eine solche Pistole und ein Messgerät am Anfang.

Die Pistole ist damit auch ein Versuchswerkzeug. Was sie am Arbeitsplatz zeigt, beantwortet die Frage, ob Ladung die Ursache ist, und liefert die Stelle, an der später ein fester Ionisator sitzen soll. Ein Elektrostatik-Messgerät der Modellreihe SK-H ergänzt den Versuch: Es zeigt, wie stark das Teil vor und nach dem Abblasen geladen ist. Gegen statische Aufladung führt der Anwendungsleitfaden für die Metallverarbeitung die Modellreihen SJ-Q, SJ-F700, SJ-LM und SJ-LG sowie das Inline-Elektrostatik-Messgerät der Modellreihe SK auf.

Späne in der Absaugung: wenn eine Leitung an unbestimmter Stelle verstopft

Nicht jeder Span soll am Teil vorbei, manche sollen durch eine Leitung weg. In einer dokumentierten Anwendung saugt ein Schlauch kleine Kupferspäne hinter einer Stanze ab und setzt sich an einer Stelle zu, die sich nicht eingrenzen lässt; ob Ladung beteiligt ist, wird nur vermutet, und Ionisierung ist einer von mehreren Ansätzen. Ob Ladung die Späne an der Schlauchwand hält, lässt sich erst sagen, wenn gemessen ist, wo sie sich sammeln. Erst danach lohnt die Frage, an welcher Stelle der Leitung ionisierte Luft eingebracht werden könnte.

Häufige Fragen

Weiterführende Artikel

Übergeordnete Themenseite: Statische Aufladung in der Produktion: Ladung erkennen, messen und mit dem passenden Ionisator entladen

Hauptartikel zum Thema: Statische Aufladung in der Metallverarbeitung beseitigen: Späne, Blech, Schutzfolie und Pulverbeschichtung