Abziehen von Schutzfolien auf Edelstahlblechen wird automatisiert

Trotz des hohen Automatisierungsgrads in der Blechbearbeitung werden Folien von Edelstahlblechen noch manuell abgezogen. Um das zu ändern, hat ein großer Hersteller von Kochautomaten den Anlagenhersteller Stark in Bobingen kontaktiert mit dem Ziel, diesen Prozess an bestimmten, lokal begrenzten Stellen zu automatisieren. Die Stark GmbH stellt kundenspezifische Anlagen für die Montage-automation und Fertigungstechnik her.

Großes Interesse am automatisierten Abziehen von Schutzfolien

Im Sommer vergangenen Jahres kam dieser Kontakt zustande, der laut dem Senior-Chef Ewald Stark der Startschuss für eine Bedarfsanalyse im Rahmen der Konzeptfindung war. Sie brachte an den Tag, dass an einer Automatisierung der Folienentfernung bei Edelstahlblechen generell großes Interesse besteht.

Grundlage der Analyse war die Befragung von Herstellern und Verarbeitern von Edelstahlblechen, wie Großküchenherstellern, Dienstleistern im Bereich der Laserbearbeitung, Anlagenherstellern in der Verpackungs- und Lebensmittelindustrie. Auch die Hersteller von Laser- und Stanzbiegeanlagen wurden in die Bedarfsfindung einbezogen.

Die Schutzfolien werden händisch mit einem Spezialmesser geschnitten

Das Abziehen der Folien von Edelstahlblechen läuft im Allgemeinen folgendermaßen ab: Nach den automatischen Bearbeitungsprozessen werden die Folien händisch mit einem Spezialmesser – ähnlich einem Teppichmesser – geschnitten und abgezogen.

Das Schneiden ist erforderlich, weil die Folien nicht ganz, sondern nur an begrenzter Stelle entfernt werden sollen. So bleibt auf der restlichen Oberfläche der Edelstahlbleche der Flächenschutz vorhanden.

In Abhängigkeit von der Bearbeitung und der Auftragslage werden zum Folienabziehen bis zu zwei oder drei Mitarbeiter für die nicht immer leichte Arbeit abgestellt. Die starke Folienhaftung und die schlechte Zugänglichkeit an bestimmten Stellen nach dem Umkanten stellen die Mitarbeiter immer wieder vor Schwierigkeiten.

Partielles Abziehen der Schutzfolien nach jedem Prozess erforderlich

Daraus resultiert ein Bedarf, der sich anhand der Anzahl installierter Blechbearbeitungslinien abschätzen lässt. „Nahezu nach jedem automatischen Prozess muss in der Folge für den nächsten ein Teil der Folie abgezogen werden“, erläutert Stark. „Und das geschieht händisch.“ So ist eine partielle Folienentfernung vor allem bei der Bearbeitung ebener Platinen erforderlich.

Bei Tiefziehteilen findet dagegen das Abziehen der Folien nach dem Umformprozess, aber vor dem Beschneiden der Ränder statt. Die Folien schützen die geschliffene oder auf Hochglanz polierte Oberfläche vor thermischer und mechanischer Beanspruchung.

Viele Arten von Edelstahl-Schutzfolien am Markt

Um diesen Oberflächenschutz zu optimieren, gibt es eine Vielzahl von Folien am Markt – für unterschiedliche Beanspruchungen. So sind für eine Laserbearbeitung andere Folien erforderlich als für das Stanzbiegen. Für das Tiefziehen ist die Folienbeschaffenheit wieder eine andere.

Die Edelstahlbleche werden beim Oberflächenveredler nach dem Schleifen oder Polieren mit Schutzfolien überzogen. Diese Folien bleiben in den Bearbeitungslinien der Blechbearbeiter so weit wie möglich auf den Oberflächen. Sie werden punktuell nur dort abgezogen, wo zum Beispiel Ecken, Kanten oder Oberflächenbereiche durch Schweißen miteinander verbunden werden.

Vergessene Schutzfolien können nicht mehr entfernt werden

Auch für den Auf- oder Einbau von Armaturen auf oder in die herstellten Blechkonstruktionen sind Oberflächenstellen freizulegen. Außerdem muss bei Blechverkleidungen die Folie an den seitlichen Einbauflächen vor der Montage weg. Wird das vergessen, kommt man später laut Stark an diese Flächen nicht mehr heran.

Anwendungsbasis für das Automatisierungskonzept des Anlagenherstellers sind ebene Platinen. Je nach Bearbeitungsprozess und Bauteilform wird die Folie komplett oder partiell vom Halbzeug entfernt. „Soll die Folie komplett abgezogen werden, funktioniert dies im Wesentlichen genauso wie beim partiellen Folienentfernen“, erläutert der Senior-Chef. „Berücksichtigt werden muss dabei aber, dass wesentlich breitere Folienstreifen oder sogar ganze Bahnen anfallen, die dann entsprechend gehandelt und entsorgt werden müssen.“

Die Einsparungen beim Schutzfolien-Entfernen lassen sich problemlos nachvollziehen

Beim partiellen Entfernen der Folien lassen sich die Abziehflächen anhand der bekannten Bauteilform festlegen. So werden auf den Platinen dort die Folien entfernt, wo das aufgrund der anstehenden Biegevorgänge und Hinterschneidungen erforderlich ist.

„Schneller als die händische Entfernung am gekanteten Teil sind wir in jeden Fall“, ist Stark zuversichtlich; „präziser sowieso.“ Die dadurch erzielbaren Einsparungen ließen sich problemlos nachvollziehen. So werde die Ausschussrate bei Laserprozessen reduziert.

Automatisiertes Abziehen von Edelstahl-Schutzfolien mit Einzelmaschine

Das erarbeitete Automatisierungskonzept wurde für den Hersteller von Kochautomaten als Einzelmaschine umgesetzt. Es ist mit einem Handlingsystem ausgestattet: einem Vakuumshuttle, das jede Edelstahlplatine mit Schutzfolie auf den Arbeitstisch legt und spannt.

Mit einem Schneidrad wird die Folie eingeritzt und mit einem Schaber von der Platine abgehoben. Das Einritzen kann als gerade, gekrümmte oder ovale Linie geschehen. Der Schaber hebt den abzuziehenden Folienbereich an, der von einem Aufwickler eingespannt und aufgerollt wird.

Zum Abziehen reiche 5 mm Höhe aus, schildert der Senior-Chef. Der Schaber sei nur zum Anheben der Folie erforderlich – sonst nicht. Danach werde die Folie automatisch abgestreift und aufgewickelt.

Werkzeuge ritzen die Schutzfolie ohne den Edelstahl zu beschädigen

In der CNC der Maschine sind dazu die Wege der Werkzeuge gespeichert. Beide Werkzeuge bestehen aus einer Hartmetalllegierung. Aufgrund der speziellen Lagerung der Werkzeuge werde dennoch eine Beschädigung der Edelstahloberfläche verhindert, erklärt Stark. Die Werkzeuge erzeugten keine Ritz- oder Kratzspuren.

Ende Oktober 2009 wurde der Prototyp zum ein- und beidseitigen Abziehen der Folien fertiggestellt. Diese Maschine lässt sich auch in Fertigungslinien integrieren. Dabei sei es unerheblich, resümiert der Senior-Chef, ob in Serie gearbeitet werde oder in Losgröße eins.