FAQ

Häufig gestellte Fragen

Technologische Grundlagen

Beim Strömungsschleifen (auch: Abrasive Flow Machining, AFM, oder Druckfliessläppen) wird eine hochviskose, mit Schleifpartikeln versetzte Paste unter kontrolliertem Druck durch das Werkstück gepresst. Die Paste wirkt dabei als flexibles Schleifwerkzeug, das sich der Bauteilgeometrie anpasst. Das Verfahren bearbeitet gleichzeitig alle Flächen, die vom Medienstrom berührt werden – insbesondere innenliegende Bohrungen, Kanäle und komplexe Durchgänge, die für konventionelle Werkzeuge nicht erreichbar sind.

Strömungsschleifen, Abrasive Flow Machining (AFM) und Druckfliessläppen bezeichnen dasselbe Verfahren – lediglich in unterschiedlichen Sprach- und Markttraditionen. Im deutschsprachigen Industrieraum sind «Strömungsschleifen» und «Druckfliessläppen» gebräuchlich, international hat sich der Begriff «Abrasive Flow Machining (AFM)» etabliert. Die zugrundeliegende Technologie ist identisch.

Strömungsschleifen ist besonders dann die richtige Wahl, wenn konventionelle Verfahren – mechanisches Entgraten, an ihre Grenzen stossen. Das ist typischerweise der Fall bei: innenliegenden Flächen und Kanälen, die nicht direkt zugänglich sind; komplexen Kreuzbohrungen und Verschneidungen; Bauteilen, bei denen absolute Reproduzierbarkeit gefordert ist. Bei hochsensiblen Teilen, bei denen thermische oder chemische Einwirkung ausgeschlossen sein muss, kommt thermisches Entgraten (TEM) oder elektrochemisches Entgraten (ECM) nicht in Frage. Insbesondere in der Medizintechnik wird Strömungsschleifen dem TEM oder ECM bevorzugt.

Die Schleifpaste besteht aus einem viskoelastischen Trägermedium, dem Schleifpartikel in definierter Körnung und Konzentration beigemischt werden. Viskosität, Partikelgrösse und Partikelart werden spezifisch auf die Bearbeitungsaufgabe abgestimmt. Typische Schleifmittel sind Siliziumkarbid oder,Borcarbid bis hin zu Diamant– je nach geforderter Oberflächengüte und Werkstückwerkstoff. Die Rezeptur ist ein wesentlicher Faktor für das reproduzierbare Ergebnis.

Mit Strömungsschleifen sind je nach Ausgangszustand und Werkstückgeometrie Oberflächengüten in der Grössenordnung von Ra +- 0.1 µm erreichbar. Für Anwendungen im Bereich Hygienic Design – etwa in der Pharma-, Chemie- und Lebensmittelindustrie – wird regelmässig eine Oberflächenrauheit von Ra < 0.38 µm erzielt, was den einschlägigen Normen für hygienische Oberflächen, Rohrleitungen und Verbindungen entspricht.

Ja. Die Aufnahmevorrichtung wird für jedes Bauteil oder jede Bauteilfamilie individuell konstruiert und gefertigt. Sie steuert den Medienstrom gezielt durch die zu bearbeitenden Bereiche und schliesst Flächen aus, die nicht bearbeitet werden sollen. Diese massgeschneiderte Vorrichtung ist ein zentraler Qualitätsfaktor und trägt wesentlich zur Reproduzierbarkeit des Prozesses bei.

 In unserer Videogalerie können Sie alle Bearbeitungsschritte im Detail ansehen. Oder schauen Sie sich unsere Vorher/Nacher Beispiele an.

Medizintechnik und Implantate

Medizinische Implantate aus Titan stellen höchste Anforderungen an Oberflächenqualität und Reproduzierbarkeit. Strömungsschleifen (AFM) ist hier eine bewährte Methode, da es ohne thermische oder chemische Einwirkung arbeitet und auch komplexe Implantatgeometrien – Fadenbohrungen, Gewinde, Kanäle, Hinterschnitte – gleichmässig bearbeitet. Das Verfahren ist validierbar und lässt sich in regulierte Fertigungsprozesse nach ISO 13485 integrieren.

Verbliebene Grate oder Riefen auf Implantatoberflächen können im Körper zu erhöhtem Abrieb, Korrosion und Gewebeentzündungen führen. Bei Knochenschrauben, Hüftpfannen oder Wirbelsäulenimplantaten besteht zudem das Risiko, dass Grate die Osseointegration beeinträchtigen. Prozesssicheres Entgraten ist daher nicht nur eine Qualitäts-, sondern eine Patientensicherheitsfrage.

Die Anforderungen variieren je nach Implantattyp und Funktion. Gleitflächen in Gelenkimplantaten erfordern typischerweise Ra-Werte unter 0.05 µm. Für osseointegrierte Implantate – etwa Dentalimplantate – sind hingegen definierte Mikrorauheiten erwünscht, um die Zelladhäsion zu fördern.

Ja. Strömungsschleifen ist ein parametrisierbarer, reproduzierbarer Prozess. Druck, Zyklusanzahl, Pastenrezeptur und Vorrichtungsgeometrie sind vollständig dokumentierbar und qualifizierbar. Das macht das Verfahren kompatibel mit den Validierungsanforderungen nach ISO 13485 und FDA 21 CFR Part 820. staeheli.ch verfügt über langjährige Erfahrung in der Dokumentation von Bearbeitungsprozessen für regulierte Branchen.

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Chemie, Pharma und Lebensmittel

Schweissnähte in Rohrleitungen, Verteilern und Ventilen sind für Keimbildung und Produktablagerungen besonders anfällig. Mit Strömungsschleifen können Schweissnahtüberhöhungen und Anlauffarben im Innern von Rohren und Verbindungsstücken auf Rauheitswerte von Ra < 0.38 µm reduziert werden – entsprechend den Anforderungen des Hygienic Design nach EHEDG und 3-A Sanitary Standards. Das Verfahren erreicht auch Stellen, die für rotierende oder manuelle Werkzeuge nicht zugänglich sind.

Für produktberührende Flächen in der Pharma- und Lebensmittelindustrie gilt in der Regel Ra ≤ 0.8 µm, in kritischen Bereichen Ra ≤ 0.38 µm gemäss EHEDG-Richtlinien. Diese Werte reduzieren Totzonen, verhindern Biofilmbildung und ermöglichen eine zuverlässige CIP/SIP-Reinigung. Strömungsschleifen erzielt diese Werte auch an innenliegenden, schwer zugänglichen Flächen wie Kreuzungspunkten, Reduzierstücken oder Ventilsitzen.

Ja. Strömungsschleifen eignet sich sehr gut für das Innenpolieren von Rohren, Leitungen und Verbindungsstücken . Da das Schleifmedium den gesamten Innenquerschnitt gleichzeitig bearbeitet, entsteht ein homogenes, reproduzierbares Finish über die gesamte Länge – insbesondere von Vorteil bei Schweissnähten, Rohrradien und Querschnittsübergängen.

Verteiler und Mehrwegeventile haben innenliegende Verschneidungen und Kanten, die mit konventionellen Werkzeugen nicht erreichbar sind. AFM presst das Schleifmedium durch alle Durchgänge gleichzeitig und entgratet dabei auch Schnittstellenkanten zwischen zwei Bohrungen. Das Ergebnis ist ein gratfreies, glattes Innenleben – ohne Beschädigung der Aussengeometrie oder der Dichtflächen.

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Industrieteile und Maschinenbau

Kreuzbohrungen in Hydraulikblöcken erzeugen an den Schnittstellen scharfe Sekundärgrate, die mit mechanischen Methoden kaum vollständig entfernbar sind. AFM bearbeitet alle Kanalwände und Verschneidungen in einem einzigen Prozessschritt. Das Schleifmedium dringt in alle Kreuzungspunkte vor und entfernt Grate reproduzierbar – ohne das Risiko, Partikel im System zu hinterlassen.

Raue Kanalwände in Öldurchgängen erhöhen den Strömungswiderstand und können Ablagerungen begünstigen. Durch AFM wird die Rauheit der Kanalinnenflächen gezielt reduziert, was den Durchfluss verbessert, Druckverluste minimiert und die Gefahr von Partikelmitnahme durch Abrasion verringert. In Hochleistungsgetrieben und Hydrauliksystemen kann dies die Effizienz und Lebensdauer messbar erhöhen.

Nein. AFM arbeitet rein mechanisch-abrasiv ohne Wärmeentwicklung. Es entstehen keine Gefügeveränderungen, kein Verzug und keine Eigenspannungen. Der Materialabtrag ist selektiv und kontrolliert – er findet vorwiegend an Graten und Rauheitsspitzen statt, nicht an den Flächenbereichen. Enge Toleranzen und Passungen bleiben erhalten.

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Luft- und Raumfahrt sowie Rennsport

Kühlkanäle in Turbinenschaufeln und Brennkammerkomponenten sind extrem eng und komplex geformt – konventionelle Werkzeuge kommen hier nicht zum Einsatz. AFM ist eine der wenigen Methoden, die diese Kanäle reproduzierbar entgraten und glätten kann. Eine verbesserte Kanalinnenwand reduziert die thermische Belastung

Ja. AFM ist ein vollständig dokumentierbarer und qualifizierbarer Prozess mit definierten Eingangs- und Ausgangsparametern. Prozesskontrolle, Rückverfolgbarkeit und Wiederholgenauigkeit sind gewährleistet. Das Verfahren ist kompatibel mit den Qualitätsmanagementsystemen nach AS9100 und nadcap-relevanten Prozessanforderungen.

Im Rennsport werden AFM-bearbeitete Bauteile gezielt zur Strömungsoptimierung eingesetzt. Ölkanäle in Pleueln, Kurbelwellen und Motorblöcken werden geglättet, um den Strömungswiderstand zu minimieren und die Schmierfilmbildung zu verbessern. Gleichzeitig werden Oberflächen von hochbelasteten Teilen von Kerben und Mikrodefekten befreit, was die Ermüdungsfestigkeit erhöht. Jedes Gramm und jedes bar Druckverlust zählt – AFM adressiert beides.

Ja. Titan ist aufgrund seiner Härte und seiner Empfindlichkeit gegenüber Wärmeeinwirkung mit vielen konventionellen Entgratverfahren schwierig zu bearbeiten. AFM arbeitet ohne Wärme und passt die Schleifpastenrezeptur gezielt auf Titan an. Das Verfahren liefert auch bei Titan-Bauteilen mit engen Kanälen und komplexen Innengeometrien reproduzierbare Ergebnisse.

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Sensortechnik und Elektronik

Sensorgehäuse sind oft aus empfindlichen Werkstoffen gefertigt und haben Bohrungen mit engen Toleranzen. Mechanische Entgratverfahren bergen das Risiko, die Bohrungsgeometrie zu verändern. AFM entfernt Grate selektiv an den Kanten, ohne Massänderungen an den Passflächen zu verursachen.

Ja, abhängig von der Mindestquerschnittsgrösse. AFM kann Kanäle und Bohrungen ab ca. 0.5 mm Durchmesser bearbeiten, sofern die Viskosität und Partikelgrösse der Paste entsprechend angepasst werden. Bei noch feineren Strukturen werden spezielle niedrigviskose Medien eingesetzt. staeheli.ch berät im Einzelfall, ab welcher Geometrie AFM sinnvoll einsetzbar ist.

In elektronischen Bauteilen können Grate elektrische Kurzschlüsse verursachen, insbesondere wenn sich Metallpartikel lösen und in leitfähige Bereiche gelangen. Auch mechanische Fehlfunktionen durch blockierte Kanäle oder beschädigte Dichtflächen sind möglich. Gratfreiheit ist in der Sensortechnik und Elektronik daher eine funktionale Anforderung.

Ja. Hochvakuum Bauteile haben hohe Anforderungen an die Oberflächengüte und an die Partikelfreiheit. Durch die Paste welche speziell auf Polieranforderungen gemischt wird, können niedrige RA Werte <0.2 µm erreicht werden. Nachgelagerte Reinigungsprozesse mit Ultraschallwaschanlagen gewährleisten die erforderte Partikelfreiheit.

Mehr Informationen und Beispiele finden Sie hier. Zudem geht es hier zu unserer Success Story mit der Firma Kistler.

Metallteile aus dem 3D-Druck

Metallteile aus dem 3D-Druck (SLM, DMLS, EBM) weisen typischerweise eine raue, unregelmässige Oberfläche auf – insbesondere an innenliegenden Kanälen, Gitterstrukturen und Überhängen. Diese Bereiche sind für Fräser, Schleifkörper oder manuelle Werkzeuge nicht erreichbar. AFM ist eine der wenigen Methoden, die auch innenliegende Flächen von Additive-Manufacturing-Teilen reproduzierbar glätten kann.

Rohe SLM-Oberflächen haben je nach Material und Druckparametern Ra-Werte zwischen 5 und 20 µm. Durch AFM können diese auf Ra < 1 µm und bei mehrfacher Bearbeitung auf Ra < 0.5 µm reduziert werden – auch an innenliegenden Kühlkanälen oder Strömungskanälen. Dies ist besonders relevant für Aerospace- und Medizintechnikteile, bei denen 3D-Druck zunehmend eingesetzt wird.

Konturnahe Kühlkanäle (Conformal Cooling) in Spritzgiesswerkzeugen werden heute häufig durch 3D-Druck realisiert. Die raue Innenwand dieser Kanäle erhöht den Strömungswiderstand und vermindert die Kühlleistung. AFM glättet die Kanalinnenflächen gezielt und verbessert damit den Wärmeübergang und die Strömungseffizienz – ohne die komplexe Aussengeometrie des Werkzeugs zu beeinflussen.

3D-gedruckte Implantate aus Titan oder CoCr haben nach dem Druck eine raue, unregelmässige Oberfläche, die Proteinablagerungen und unerwünschte Zelladhäsion begünstigen kann. AFM glättet diese Oberflächen auf definierte Ra-Werte und entfernt lose Partikel und Oxidschichten. Das verbessert die Biokompatibilität und ermöglicht gleichzeitig die gezielte Einstellung der Oberflächenrauheit für osseointegrierte Bereiche.

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Technische Sauberkeit & Partikelfreiheit

Technische Sauberkeit bezeichnet den Zustand eines Bauteils hinsichtlich Partikelfreiheit und Restschmutz nach der Bearbeitung. Die massgeblichen Normen sind VDA 19 (Automobilindustrie) und ISO 16232 (internationaler Standard). Sie definieren Grenzwerte für Partikelgrösse, -anzahl und -material auf produktberührenden Flächen. Für sicherheitskritische Bauteile in Hydraulik-, Elektronik- und Medizintechniksystemen ist die Einhaltung dieser Normen eine grundlegende Qualitätsanforderung.

Nach der Bearbeitung wird das Schleifmedium aus dem Bauteil ausgeblasen, und das Bauteil wird anschliessend mit aufwendigen Ultraschallwaschprozessen gereinigt. Für Medizinalprodukte ist der Waschprozess validiert. Dies ist ebenfalls relevant für Hydrauliksysteme, Sensortechnik und Elektronikgehäuse, wo Restpartikel Fehlfunktionen oder Ausfälle verursachen können.

In elektronischen Bauteilen können sich ablösende Metallpartikel («Whisker») elektrische Kurzschlüsse verursachen und Kleinstgehäuse unbrauchbar machen. In Hydrauliksystemen führen Restpartikel zu Ventilverschleiss und Systemversagen. In der Medizintechnik sind Partikel auf Implantaten ein direktes Patientensicherheitsrisiko. AFM minimiert diese Risiken durch seinen prozessimmanent partikelarmen Ablauf – und staeheli.ch kann Bauteile nach der Bearbeitung auf Anfrage einer Sauberkeitsprüfung gemäss VDA 19 / ISO 16232 zuführen.

Normen, Zertifizierungen & Compliance

staeheli.ch bearbeitet Bauteile für regulierte Branchen wie Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt sowie Pharma. Die Bearbeitungsprozesse sind dokumentierbar und auf die Anforderungen von ISO 13485 und ISO9001 ausgerichtet. Für jeden Auftrag werden Prozessparameter, Vorrichtungsgeometrie und Qualitätsnachweise dokumentiert. Auf Anfrage werden Prüfberichte und Prozessdokumentationen bereitgestellt.

Für jeden Bearbeitungsauftrag sind die relevanten Prozessparameter vorgegeben: Druck, Zyklusanzahl, Pastenspezifikation, Vorrichtungsgeometrie sowie je nach Anforderungen Eingangs- und Ausgangsrauheit. Diese Dokumentation ermöglicht die vollständige Rückverfolgbarkeit und ist Grundlage für Prozessvalidierungen gemäss ISO 13485. staeheli.ch stellt auf Anfrage entsprechende Prüfberichte und Prozessprotokolle aus.

 In unserer Videogalerie können Sie alle Bearbeitungsschritte im Detail ansehen. Oder schauen Sie sich unsere Vorher/Nacher Beispiele an.