Die vielfältigen Möglichkeiten der Oberflächenbearbeitung von Schusswaffen mittels Gleitschlifftechnik
, Rüdiger Böhm, Patrick Doliwa - Zurück zur Übersicht
Die Bedeutung der Oberflächenbearbeitung bei der Schusswaffenherstellung
Die Oberflächenbearbeitung nimmt eine zentrale Position bei der Herstellung von Schusswaffen ein. Viele Komponenten wie Schlitten, Gehäuse, Läufe, Magazine oder Kleinteile werden aus Stahl oder Aluminium gefertigt, konkret meist gefräst, und weisen nach der Zerspanung Grate, Bearbeitungsspuren, Oberflächenrauheiten oder scharfe Kanten auf. Diese müssen entfernt beziehungsweise geglättet werden, ohne die engen Maß- und Formtoleranzen zu beeinträchtigen.
Neben dem Entgraten und der Kantenbearbeitung muss auch die gesamte Werkstück-Oberfläche verbessert werden. Insbesondere bei hochwertigen Jagd- und Sportwaffen werden makellose, gleichmäßige Oberflächen gefordert. Gleichzeitig müssen die Anforderungen an Präzision und Funktionalität verlässlich erfüllt werden.
Auch für nachgelagerte Prozesse wie das Brünieren auf Stahl- und Gusseisen-Werkstoffen sind perfekte, homogene Oberflächenstrukturen erforderlich, die eine gleichmäßige Färbung und damit eine hochwertige Optik ermöglichen. Auch dafür wird durch die Oberflächenbearbeitung im Gleitschleifen die Grundlage gelegt.
Leichtmetallteile müssen außerdem durch die spezifisch anzupassende, vorherige Oberflächenbearbeitung für das Eloxieren, oft auch Harteloxieren, oder andere Beschichtungen vorbereitet werden.
Die Anforderungen unterscheiden sich je nach Waffenhersteller, Material, Produktsegment und Verwendung erheblich. Während bei der Herstellung teils noch immer manuelle Bearbeitungsschritte erforderlich sind, wächst insbesondere bei höheren Fertigungsstückzahlen wie beispielsweise im Verteidigungs- und Behördenbereich der Wunsch, Fertigungsprozesse zu automatisieren und die Reproduzierbarkeit zu erhöhen. Generell kann festgestellt werden, dass viele Hersteller aktuell bemüht sind, ihre Fertigungen wirtschaftlich zu optimieren und den Output zu erhöhen.
Erste Bearbeitung durch chemisches Gleitschleifen in Rundvibratoren
Der Einstieg in die maschinelle Oberflächenbearbeitung von Waffenkomponenten erfolgte bei Rösler in den frühen 80er Jahren mit dem von Rösler entwickelten Chemofinish-Verfahren, einem chemisch beschleunigten Gleitschleifen. Dieses Verfahren, eingesetzt auf Stahlteilen, ermöglicht einen gezielten Materialabtrag und eine Oberflächenglättung, ohne kritische Kanten übermäßig zu verrunden oder wichtige Funktionsmaße zu verändern. Bis heute setzen zahlreiche Hersteller von Schusswaffen noch immer auf diese Möglichkeit.
Die Bearbeitung erfolgt häufig in Rund- oder Trogvibratoren, in denen auch größere Stückzahlen, teils geschützt durch Werkstückaufnahmen, gefinisht werden können. Typische Werkstücke sind Schlitten, Gehäuse, Läufe und weitere Stahlkomponenten. Alternativ können die Schlitten, Rahmen und andere Waffenbauteile aufgabenspezifisch auch vertikal in Werkstückhalterungen befestigt und in domlosen Rundvibratoren bearbeitet werden. Dazu werden die Teile außerhalb der Gleitschliffanlage auf einer Werkstückträgerplatte befestigt und anschließend in die Anlage eingesetzt. Die Werkstückträgerplatte kann mit dem Magnetspannsystem im Bodenbereich des Rundvibrators gekoppelt werden. Defekte durch Werkstückberührungen sind somit ausgeschlossen.
Diese Variante ist eine interessante Lösung, wenn der Prozess durch Manipulatoren oder Roboter, die das Be- und Entladen übernehmen, automatisiert werden soll.
Die individuell verwendeten Materialien, herstellerspezifischen Fertigungsmethoden und mannigfachen Werkstückgeometrien verlangen situativ angepasste Prozesslösungen. Diese entwickeln unsere erfahrenen Prozessexperten, unterstützt durch intensive Tests, in unseren Customer Experience Centern.
Berührungsloses Gleitschleifen in Schleppschleifanlagen
Generell können die in der Regel sehr komplex geformten, beschädigungsempfindlichen Präzisionsbauteile von Handfeuerwaffen je nach deren Größe und Formgebung nicht nur in Vibratoren, sondern auch in Schleppfinishern beschädigungsfrei bearbeitet werden.
Denn hochpräzise Teile wie beispielsweise das Waffengrundgehäuse, aber auch der Schlitten oder der Lauf, verlangen bei der vorbereitenden Oberflächenbearbeitung einen Gleitschliffprozess, der eine gegenseitige Berührung der Teile sicher ausschließt. Dies ist ganz besonders Voraussetzung für das spätere Veredeln durch Hartverchromen, Brünieren oder Nitrocarburieren.
Der Schlepp-Finish-Prozess ist in diesen Fällen besonders gut geeignet. Fest in die Werkstückaufnahme eingespannt lassen sich selbst empfindliche Oberflächen reproduzierbar bearbeiten und hochwertige Finishes erzielen.
Dazu kommt die hohe Anlagenintensität beim Schleppschleifen, die sehr häufig kurze Bearbeitungszeiten realisieren lässt. In Kombination mit exakt abgestimmten Präzisionswerkzeugen, den von Rösler selbst entwickelten und hergestellten Schleifkörpern, ist eine individuelle Bauteilanpassung möglich. In Schleppschleifanlagen werden häufig Kunststoffschleifkörper eingesetzt, um kontrollierte Glättungs- und Polierprozesse zu realisieren. Je nach Anforderung können Oberflächenqualitäten erreicht werden, wie sie auch aus der Medizintechnik bekannt sind. Besonders bei Premium- oder Jagdwaffen eröffnet dies die Möglichkeit, bislang manuell ausgeführte Polierarbeiten weitgehend zu automatisieren.
Die pH-neutralen Gleitschliffprozesse können zudem heutzutage nahezu immer über Prozesswasser-Kreislauf-Technik-Lösungen abgebildet werden. Das unterstützt die wirtschaftliche Bearbeitung und den Umwelt-/Nachhaltigkeitsgedanken enorm.
Der Nachteil dieser Technologie liegt in der begrenzten Stückzahl pro Bearbeitungszyklus sowie im notwendigen Aufspannaufwand. Dennoch bietet die Einzelteilbearbeitung erhebliche Vorteile, wenn höchste Oberflächenqualität und maximale Prozesssicherheit gefordert sind.
Bearbeitung in der Fliehkraftanlage
Fliehkraftanlagen kommen vor allem bei der Bearbeitung von kleineren Waffenkomponenten zum Einsatz. Dazu zählen beispielsweise Hämmer, Abzüge, Sicherungselemente oder weitere Präzisionsteile.
Diese Bauteile müssen ebenso hohe Anforderungen an die Oberflächenqualität erfüllen wie größere Komponenten, lassen sich aufgrund ihrer Geometrie jedoch wirtschaftlich oft nur in Fliehkraftanlagen bearbeiten. Durch die hohe Relativbewegung zwischen Werkstücken und Schleifkörpern werden kurze Bearbeitungszeiten und ein effizienter Materialabtrag erreicht.
Bearbeitung in Trogvibratoren
Trogvibratoren werden vor allem für längliche Komponenten wie Gewehrläufe eingesetzt. Aufgrund ihrer Geometrie lassen sich solche Bauteile nur eingeschränkt in anderen Gleitschliffanlagen bearbeiten.
Die Läufe werden meist auf speziellen Aufnahmen befestigt, die mehrere Werkstücke gleichzeitig halten können. Dadurch wird verhindert, dass sich die Bauteile gegenseitig beschädigen. Zum Einsatz kommen sowohl klassische Pastenschleifverfahren als auch chemisch unterstützte Prozesse.
Besondere Aufmerksamkeit erfordert die Bearbeitung bereits fertig gezogener Läufe. In diesen Fällen müssen die Innenbohrungen zuverlässig verschlossen beziehungsweise maskiert werden, damit keine Schleifkörper oder Prozessmedien in das Innere gelangen. Bereits geringfügige Beschädigungen der Präzisionsoberfläche könnten die ballistischen Eigenschaften der Waffe beeinträchtigen.
Gerade bei hochwertigen Jagdwaffen, die heute noch häufig manuell geschliffen und poliert werden, bietet die Bearbeitung in Gleitschliffanlagen wie beispielsweise den Trogvibratoren ein erhebliches Potenzial zur Automatisierung. Doch nicht nur bei der Oberflächenbearbeitung von Jagdwaffen, sondern auch beim Finishing von militärischen Gewehren ermöglicht die moderne Prozessentwicklung Oberflächenqualitäten, die vor wenigen Jahren noch ausschließlich durch Handarbeit erreichbar waren.
Fazit
Die Oberflächenbearbeitung von Schusswaffen umfasst ein breites Spektrum unterschiedlicher Verfahren und Anlagenkonzepte. Die eine, universelle Lösung existiert aber nicht, da jede Waffenkomponente eigene Anforderungen hinsichtlich Geometrie, Material, Oberflächenqualität und Stückzahl mitbringt.
Gleichzeitig bietet die Branche kein statisches Umfeld. Neue Werkstoffe, veränderte Fertigungsverfahren, steigende Qualitätsanforderungen oder neue regulatorische Rahmenbedingungen führen dazu, dass bestehende Prozesse kontinuierlich überprüft und weiterentwickelt werden müssen. Verfahren, die sich vor zwanzig Jahren bewährt haben, bilden zwar häufig noch die Grundlage moderner Bearbeitungskonzepte, werden jedoch laufend an neue Gegebenheiten angepasst, sei es durch veränderte Prozesschemie, neue Schleifmedien oder optimierte Anlagentechnik.
Deshalb verfolgt Rösler einen ganzheitlichen Ansatz, bei dem jede Anwendung regelmäßig neu bewertet wird. Unsere langjährige Erfahrung in der Gleitschlifftechnik bildet dabei die Basis, gleichzeitig ermöglichen unsere umfangreichen Versuchs- und Entwicklungskapazitäten die individuelle Umsetzung der spezifischen Kundenanforderungen.
So entstehen zukunftsorientierte Oberflächenbearbeitungsprozesse, die mit den stetigen Veränderungen der Waffenindustrie Schritt halten.
