Gratowanie jest kluczowym procesem w obróbce metali, drewna i tworzyw sztucznych, usuwającym powstałe w trakcie produkcji ostre krawędzie –tzw. graty lub zadziory. Graty, będące wynikiem różnorodnych metod obróbki takich jak tłoczenie, odlewanie czy frezowanie, objawiają się jako zgrubienia lub wypukłości na krawędziach obrabianych części i mogą zagrażać funkcjonalności oraz bezpieczeństwu finalnych produktów. Usunięcie tych niedoskonałości jest jednym z kluczowych elementów procesu obróbki, który wpływa na poprawę jakości gotowych produktów, zwiększając tym samym ich bezpieczeństwo oraz komfort użycia. W zależności od kształtu, materiału i wymiarów obrabianych przedmiotów, stosuje się różne metody gratowania. Alternatywną nazwą gratowania jest także stępianie krawędzi lub trowalizacja.
Jak powstaje grat?
Grat powstaje w wyniku różnorodnych procesów produkcyjnych. Objawia się on w postaci niepożądanych formacji na obrabianych częściach, przyjmując postać ostrych krawędzi. Ze względu na swoje położenie, grat stwarza duże ryzyko zniszczeń i obrażeń zarówno podczas obróbki, jak i podczas użytkowania.
Jeśli chodzi o procesy produkcyjne, rozróżnia się procesy bez zadziorów oraz procesy zawierające zadziory. Podczas gdy w procesach bez zadziorów formowanie materiału nie powoduje niepożądanych deformacji krawędzi, w wielu innych procesach nie można uniknąć ich powstawania. Procesy, w których efektem ubocznym jest grat, obejmują m.in.: odlewanie, spiekanie, kucie matrycowe, toczenie, tłoczenie, cięcie plazmowe, cięcie strumieniem wody, cięcie laserowe, szlifowanie, spawanie, wiercenie, frezowanie
Kształt i wielkośćgratu zależyprzede wszystkim od materiału, jego formy i parametrów obróbki. Z tego powodu należy starannie dobierać procesy, aby upewnić się, że prawdopodobieństwo powstania zadzioru zostanie zminimalizowane. Wpływ ma również ostrość narzędzia: tępe krawędzie tnące i zużyte narzędzia wykrawające wytwarzają więcej zadziorów, a tym samym powodują większe zużycie materiału.
Metody gratowania
W przemyśle stosuje się różne metody gratowania w zależności wielkości i kształtu obrabianych przedmiotów, stosowanego materiału oraz jakości powierzchni. Najpopularniejsze metody gratowania obejmują:
Gratowanie ręczne:
Gratowanie ręczne jest najpowszechniejszą metodą gratowania. Podczas ręcznego usuwania zadziorów doświadczeni technicy ręcznie zeskrobują lub zeszlifowują zadziory z obrabianych przedmiotów, używając prostych narzędzi, tzw. Gratowników, szlifierek. Gratowniki dostępne są w wielu różnych kształtach i rozmiarach. Chociaż proces ten jest łatwy, jest on bardzo czasochłonny i może radykalnie zmniejszyć efektywność produkcji.
Gratowanie mechaniczne:
Gratowanie mechaniczne wykorzystuje specjalną maszynę do gratowania w celu usunięcia zadziorów. Ta metoda jest droższa w porównaniu do gratowania ręcznego, ale znacznie wydajniejsza, dlatego jest bardzo popularnym rozwiązaniem. Najpopularniejszymi metodami mechanicznego gratowania są:
Szczotki:
Szczotki techniczne do gratowania krawędzi detali są często projektowane jako szczotki okrągłe z oprawą z drutu ze stali nierdzewnej. Są one prowadzone ruchem obrotowym po krawędzi obrabianych przedmiotów i usuwają zadziory.
Gratowanie wibrościerne, gratowanie bębnowe, gratowanie wibracyjne, trowalizacja:
Wyżej wymienione techniki obróbkowe tak naprawdę kryją jedną technologię gratowania mechanicznego. Podczas gratowania wibracyjnego, obrabiane przedmioty umieszcza się w obracającym się lub oscylującym bębnie zawierającym materiał ścierny w postaci kształtek ściernych o różnych kształtach, rozmiarach i gradacji. Ruch oscylacyjny wywołuje oddziaływanie na siebie obrabianych przedmiotów oraz materiału ściernego, powodując usunięcie zadziorów z przedmiotów obrabianych. Proces ten gwarantuje powtarzalność oraz wysoką wydajność..
Gratowanie termiczne:
Gratowanie termiczne wykorzystuje gazy palne do wytwarzania energii cieplnej i zasadniczo wypala zadziory z metalu. Proces ten jest często idealny do usuwania trudno dostępnych zadziorów – na przykład tych wewnątrz detalu lub w szczelinach – lub do usuwania zadziorów na wielu powierzchniach jednocześnie. Metoda ma zastosowanie głównie w przypadku cienkich, wystających zadziorów. Gratowanie termiczne nie powoduje jednak zatępienia krawędzi.
Gratowanie elektrochemiczne:
Gratowanie elektrochemiczne jest szczególnie przydatne w przypadku twardych materiałów. Zadziory są usuwane bez mechanicznego kontaktu narzędzia z przedmiotem obrabianym, poprzez wytwarzanie przepływu prądu przez zewnętrzne źródło napięcia. Proces ten jest najbardziej przydatny w przypadku pracy z niezwykle wymagającymi metalami, docierania do trudnych miejsc lub zapewnienia dużej precyzji usuwania zadziorów.
Maszyna do gratowania krawędzi – jak wybrać odpowiednią maszynę do swoich zastosowań?
Dobór odpowiedniego narzędzia do gratowania, niezależnie czy jest to maszyna do gratowania czy ręczny gratownik, będzie zależał od rodzaju części które najczęściej obrabiasz, od materiału, z którego wykonane są części oraz z położenia i wielkości gratu na przedmiotach obrabianych. Rozmiar części, rodzaj materiału, powłoki takie jak farba lub okładzina oraz pożądana jakość gotowego elementu określą wymagany poziom gratowania. W przypadku wyższych wymagań jakościowych – na przykład komponentów do zastosowań lotniczych lub medycznych – będziesz potrzebować bardziej zaawansowanej maszyny, która zapewni zaawansowane, powtarzalne i kompleksowe gratowanie. Odpowiednio dobrana maszyna do gratowania krawędzi znacząco wpłynie na jakość gotowych produktów oraz na ich trwałość i bezpieczeństwo użytkowania.
Dlaczego gratowanie jest konieczne?
Obrobiony przedmiot zawierający zadziory zazwyczaj nie nadaje się do użytku. Zadziory zagrażają funkcjonalności, trwałości i bezpieczeństwu gotowej części. Mogą powodować liczne problemy z jakością części, takie jak:
Pęknięcia i wady materiałowe
Problemy ze smarowaniem
Niepożądane tarcie i ciepło
Słabe osadzenie elementów złącznych
Uszkodzenie elementów złącznych
Zmniejszona odporność na pękanie
Zwiększone naprężenia miejscowe
Zwiększone zużycie powierzchniowe
Ogólnie zmniejszone bezpieczeństwo
Gratowanie minimalizuje lub całkowicie pozbawia produkty w/w defektów, tworząc bezpieczniejszą, bardziej funkcjonalną i estetyczną część. Mechaniczne gratowanie np. metodą wibrościerną może również eliminować konieczność szlifowania i polerowania detali w kolejnych cyklach produkcyjnych.
