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Prozesssichere Lösungen für den Werkzeug- und Formenbau
Ein zunehmender Preisdruck, kürzer werdende Time-to-Market Zeiten und eine parallele Digitalisierung - das ist nur ein kleiner Teil der Veränderungen, vor denen Sie als Werkzeug- und Formenbauer wahrscheinlich stehen. Besonders in der Arbeitsvorbereitung sind immer neue Herausforderungen an der Tagesordnung.
Damit Sie ihre Kunden zufrieden stellen können und noch mehr gelingt, brauchen Sie drei Dinge: Die richtigen Werkzeuge zur richtigen Zeit, eingesetzt mit der richtigen Strategie.
Wenn Sie mit diesem Wissen in die Arbeitsvorbereitung für den Formenbau gehen und Ihre Programmierung entsprechend auslegen, wird aus einem simplen Rohteil durch kluges Fräsen, Bohren, Spannen und Schleifen eine unvergleichliche, geometrisch komplexe Bauteilform. Und nur dank Ihres Meisterstückes lassen sich später Bauteile in Millionenauflage reproduzierbar fertigen – und wahlweise wieder und wieder anpassen.
Herausforderungen sind auch Chancen – wir geben einen Überblick!
Die perfekte Form im Mittelpunkt
Um in Ihrer Arbeitsvorbereitung produktiver zu werden, brauchen Sie bestenfalls drei Dinge: beste Werkzeuge & Tools, Wissen und unternehmerischen Weitblick.
Wir geben Ihnen einerseits einfache Tools und prozesssichere Lösungen an die Hand - andererseits möchten wir Sie mit unserer Erfahrung aus Zerspanung und begleitenden Prozessen auch mit hilfreichen Tipps & Tricks unterstützen.
- Qualität erhöhen, Fertigungszeiten reduzieren
Schnell und sicher mit der richtigen Werkzeugauswahl aus der Zerspanung, Spanntechnik sowie Schleiftechnik bessere Fertigungsergebnisse erzielen. - Prozesssicherheit durch optimale Werkzeugnutzung
Mit der richtigen Fertigungsstrategie schonen Sie Maschine, Werkzeug und Umwelt – und Ihr Konto. - Strategische Weichen für Morgen stellen
Die Zukunft wird digitaler, das Arbeiten mobiler und die Welt transparenter. Seien Sie dabei und machen Sie Ihre Fertigung fit for future.
Wie kommt das Rohteil in Form?
Die beste Zerspanungs-Strategie trägt erheblich zu Ihrem unternehmerischen Erfolg bei. Aber wenn das so leicht wäre … Viele Faktoren spielen dabei ein Rolle. In Abhängigkeit von Werkstoff und des Anwendungsfalles haben Sie die Wahl über schnelle, prozesssichere, einfache oder komplexe Bearbeitungs-Verfahren, ans Ziel zu kommen. Sicher ist dabei nur Eines: Ohne verlässliches Werkzeug können Sie das Potenzial Ihrer CAD-/ CAM-Programmierer und Maschinenführer gar nicht erst voll ausschöpfen.
Strategisch richtig Schruppen
Hochschubfräsen bedeutet weniger Querkräfte und noch mehr Vorteile.
Schruppen spant richtig Masse weg, schnell und effizient. Dabei plant die Arbeitsvorbereitung aber mit 3 klaren Zielen:
- Möglichst wenig Programmieraufwand
- Höchste Kosten-Effizienz.
- Maximale Prozesssicherheit
Die beste Frässtrategie? Hochvorschubfräsen – effektiver als konventionelles Eckfräsen.
Hochvorschubfräsen ist äußerst prozesssicher, effektiv und flexibel! Denn verglichen mit einer konventionellen 90°-Eckfräsoperation kann der Zahnvorschub beim Hochvorschubfräsen für eine gleiche Spanungsdicke um das 4-fache gesteigert werden!
Durch den flachen Anstellwinkel der Wendeschneidplatten werden relativ dünne aber breite Späne erzeugt. Vergleicht man die effektive Spandicke eines 90°-Eckfrässystems mit der eines Hochvorschubfräsers, so wird der wirtschaftliche Vorteil schnell sichtbar: Während die maximale Spanungsdicke beim 90°-Eckfräsen dem Zahnvorschub entspricht, so beträgt diese bei z.B. einem 15°-Hochvorschubfräser lediglich 25% des Zahnvorschubes. In vielen Fällen ist es so möglich das Zeitspanvolumen im Vergleich zum konventionellen 90°-Eckfräsen, um das Zwei- bis Dreifache zu erhöhen (siehe Berechnungsbeispiel).
Experten Tipp:
Verwenden Sie gerade bei tiefen Kavitäten Messerkopfaufnahmen mit Schwingungsdämpfung. Das reduziert in Verbindung mit dem Hochvorschubfräsen bei deutlich geringeren Radialkräften störende Vibrationen und liefert ein perfektes Oberflächenbild an Ihrem Werkstück!
Optimiertes Schruppen mit maximalem Q: Die GARANT Power Q-Familie.
Schneidkantenausführung für stabilen Arbeitsprozess.
1. Hauptschneide
- ermöglicht die Bearbeitung mit hohem Vorschub bis zur maximalen Schnitttiefe.
- ermöglicht gute Obeflächengüten bei der Schruppbearbeitung.
- ermöglicht auch beim Rampen eine stabile Spanführung.
Die leicht geneigte Anstellung der Wendeschneidplatte im Trägerwerkzeug minimiert die radialen Schnittkräfte bei gleichzeitiger Verstärkung der (gewollten) axialen Wirkung. Auftretende Schnittkräfte werden beim Hochvorschubfräsen überwiegend axial in Richtung der Spindel ausgeleitet, was die Vibrationen weitgehend minimiert und insbesondere bei lang auskragenden Werkzeugen deutlich stabilere Verhältnisse im Bearbeitungsprozess ermöglicht. Ein weiterer Vorteil von Hochvorschubfräsern liegt im schälenden Schneideneintritt, der die Belastung der Schneidkanten minimiert und somit zu deutlich verbesserten Standzeiten beiträgt.
Semischlichten mit Rundwendeplatten
Die Kopier- und Planfräser der neuesten Generation.
Indexierte Rundwendeplatten sorgen für stabile Bedingungen und sichern die Platte gegen ungewolltes Verdrehen während des Einsatzes. Dieser optimierte Formschluss zwischen Wendeschneidplatte und Plattensitz gewährt höchste Prozesssicherheit.
Rundplatten bieten im Werkzeug- und Formenbau einen guten Kompromiss aus Zeitspanvolumen, Kopier- und Konturfräsanwendungen und maschinenschonender Kraftausleitung.
Semi-Schlichten
Trivial? Trochoidal!
TPC – klingt trivial, meint aber trochoidal. Konkret: Trochoidal Performance Cutting.
Sie kennen das: Fährt ein Fräser nach einer geraden Bahn eine gekrümmte Kontur ab, müssen Sie vom Gas. Es sei denn Sie haben einen trochoidalen Fräser und können Taumelfräsen. Denn nur wenn normaler Vorschub und Zirkularbewegung kombiniert werden, erfolgt die Zustellung in Schleifen. Eingriffswinkel und Kraft des Fräsers bleiben konstant.
Dass solche Aufgaben für uns als Partner für Industrial Work Equipment zu unserem Alltag gehören, erkennen Sie spätestens dann, wenn Sie mit unseren Werkzeugen schneller und prozesssicherer fräsen – statisch und dynamisch trochoidal. Sind maximale radiale Zustellung und Vorschubgeschwindigkeit konstant, bedarf es für eine statische Frässtrategie lediglich einer klassischen CNC-Fräsmaschine. Hier ist die mittlere Spanungsdicke zwar nicht konstant, aber das Zeitspanvolumen höher. Wenn Sie die gesamte Schneidelänge nutzen, garantieren wir höhere Standzeiten. Versprochen! Beim dynamischen trochoidalen Fräsen liegt der Fokus auf dem Werkstoff und dem maximalen Eingriffswinkel bzw. der maximalen Spanungsdicke.
Wir versichern: gleichmäßige Späne. Mit dem richtigen CAM-System generieren Sie dank effektivem Bahnvorschub optimale Ergebnisse bei geringer Wärmeentwicklung und langen Standzeiten.
Trochoidales Fräsen – dynamisch
Der optimale Zerspanungsprozess wird von der dynamisch trochoidalen Strategie beschrieben. Abhängig vom Werkstoff werden der maximale Schnittbogenwinkel und die entsprechende maximale Spanungsdicke definiert.
Der Schnittbogenwinkel φS ist je nach Werkstoff begrenzt. Die Vorschubgeschwindigkeit wird vom CAM-System ständig neu errechnet und angepasst.
Die maximale Spanungsdicke hmax ist nahezu konstant. Es werden gleichmäßige Späne erzeugt.
Fazit
Das CAM-System ermöglicht mit dynamischer Vorschubgeschwindigkeit (effektiver Bahnvorschub) und variabler Eingriffsbreite die maximale Effizienz der GARANT TPC-Werkzeuge! Gleichbleibende maximale Spanungsdicke (hmax) bedeutet für Sie deutliche Vorteile gegenüber anderen Verfahren.
Fräsen / PPC
Schneller Fräsen bei besseren Oberflächen - Her mit dem PPC!
P wie Präzision und Parabolic Performance Cutting – kurz PPC-Fräsen. Moderner Formenbau kommt heute nicht mehr ohne aus! PPC wurde entwickelt, um die Produktivität bei der Bearbeitung von Freiformflächen signifikant zu erhöhen. PPC-Fräser haben ein angeschliffenes Kreissegment, was auch den alternativen Namen Tonnen- und Kreissegmentfräser erklärt. Ob Schruppen oder Schlichten, ob tiefe, schlecht zugängliche Kavitäten, Bodenflächen mit aufwändigen Störkonturen – wer die Kennwerte im Griff hat, schafft Freiformen komplexester Art. Möglich machen es VHM-Tonnenfräser in tangentialer, konischer oder stumpf-konischer Form – und das mit vielen Vorteilen!
Im Wesentlichen gilt mit PPC: schneller fertigen bei höherer Oberflächengüte.
VHM-Vollradiusfräser – konventionelle Bearbeitungsstrategie:
Kleine Zeilensprünge -> Lange Bearbeitungszeiten für hochwertige Oberflächen.
VHM-Tonnenfräser, konische Form – neuartige Bearbeitungsstrategie:
Große Zeilensprünge -> Kurze Bearbeitungszeiten. Oberflächengüten steigen.
Das PPC-Prinzip: Ein großes „Kreissegment“ als Fräserradius und dynamisches 5-Achs-Fräsen machen es möglich!
Fazit
Beim Einsatz eines 3+2-achsigen Bearbeitungssystems bzw. einer 5-Achs-Fräsmaschine können nahezu alle Branchen von den Vorteilen der neuen PPC-Technologie profitieren. Die eingesetzte Software muß über die nötige Fräs-Option bzw. über eine entsprechend ausgestattete Datenbank verfügen. Bis zu 80% Zeitersparnis, deutlich verlängerte Standzeiten und signifikant bessere Oberflächengüten prägen diese zukunftsorientierte Frässtrategie.
Bohren
Dass das Tieflochbohren nicht nur im Werkzeug- und Formenbau zur Königsklasse zählt, brauchen wir Ihnen nicht extra erklären. Auf den nächsten Seiten geben wir Ihnen jedoch einige Tipps und Tricks an die Hand, wie Sie zum Beispiel:
- Beim Tieflochbohren die Wärmeableitung verbessern.
- Die Spanabfuhr in den Griff bekommen.
- Mit der geringen Steifigkeit des sehr langen Bohrers umgehen und mögliche Biegungen und Vibrationen vermeiden.
Bohren mit perfektem Tiefgang
Wir gehen den Dingen vollständig auf den Grund
In unserem Metier geht es doch immer nur um eins: Unabhängig von Material und Lochtiefe bei höchster Prozesssicherheit ein Maximum an Produktivität zu gewährleisten. Wir haben mit unseren Tieflochbohrern alles richtig gemacht, wenn Sie an Ihrem Rohteil …
… in allen Bereichen der Bohrung einen kontinuierlichen und sauberen Schnitt verzeichnen.
… keine Späne nachträglich entfernen müssen. … eine 1A Oberflächengüte erzielen.
… enge Toleranzen erreichen möchten und die Zylindrizität des Bohrlochs exakt ausgeführt ist
Viele Wege. Eine Lösung.
Sie haben die Qual der Wahl – aber wie Sie sich auch entscheiden – wir haben das passende Bohrwerkzeug. Welches Werkzeug Sie genau benötigen, hängt vom Nenndurchmesser, dem Längen-zu-Durchmesser-Verhältnis, der Toleranz sowie der Oberflächengüte ab.
Einlippenbohrer
Einlippenbohrer machen eine gute Figur, wenn das Zeitspanvolumen nicht die höchste Priorität ist und langspanende Werkstoffe eine Bohrung mit Tiefgang erfordern. Bei Bohrungen von bis zu 3 Metern Tiefe greifen Sie am besten gleich zu diesen Werkzeugen und lassen sich von Ihrem Hoffmann-Anwendungstechniker beraten.
Zweilippenbohrer
Bei Guss und Aluminium nutzen wir gerne eine Lippe mehr und haben zudem ein Auge aufs Budget: Mit Zweilippenbohrern erreichen wir mehr als 50×D Bohrtiefe und realisieren Bohrungen bei kurzspanenden Materialien extrem wirtschaftlich. Stütz- und Führungsmechanismen sorgen hier für Präzision.
HSS-Bohrer
Wenn budgetäre Faktoren unterm Strich wichtiger sind, als die höchste erreichbare Präzision, greifen Sie am besten zu HSS-Bohrern.
VHM-Tieflochbohrer
Wenn Sie mit besten Ergebnissen glänzen möchten, und die Preisstellung der Werkzeuge nicht das allein ausschlaggebende Kriterium darstellt, entscheiden Sie sich mit VHM-Bohrern für den Sportwagen unter den Werkzeugen – ein hohes Zerspanvolumen und neidische Kollegenblicke sind Ihnen sicher.
Höchste Produktivität ist keine Hexerei – vorausgesetzt Sie benutzen VHM-Bohrer.
VHM-Bohrer bringen Sie auch bei Bohrungen mit Tiefen von bis zu 50×D garantiert über die Ziellinie und sind dabei sogar noch wirtschaftlich! Werfen Sie einfach einen Blick auf unsere Testergebnisse unter http://ho7.eu/gms-deep
Schließlich können Sie mit den Vollhartmetall-Bohrern derart hohe Zeitspanvolumen realisieren, dass die Produktionskosten mit einer entsprechend hohen Bohrungsanzahl nur eine Richtung kennen – nämlich nach unten. Doch Vorsicht: Minimalmengenschmierung (MMS) oder Emulsion sind Pflicht, wenn Sie Ihre Produktions-PS ohne Verluste direkt auf die Straße bringen möchten.
Tieflochbohren
Durch eine korrekte Vorbereitung sowie die Nutzung eines geeigneten Tieflochbohrwerkzeugs kann der Bohrprozess einwandfrei durchgeführt werden.
Schematische Darstellung des Tieflochbohrprozesses.
1. Zentrierung / Anbohrung
Die Zentrierung sowie die Anbohrung ermöglichen die exakte Positionierung des Folgewerkzeugs. Dies vermindert Querkräfte durch Auslenkung.
2. Pilotbohrung
Der Pilotbohrer erzeugt die Führung und die Richtung für das nachfolgende Werkzeug. Spitzenwinkel und Schneidentoleranz sind abgestimmt und minimal größer als die des Tieflochbohrers.
3. und 4. Paketbohrung
Pakete aus verschiedenen Materialien – gegebenenfalls mit Abständen zwischen den Einzelkomponenten, stellen häufig kritische und komplexe Herausforderungen an das Werkzeug sowie die Gestaltung des Bearbeitungsprozesses.
5. Bohrungstoleranzen
Exakte Bohrungsqualität und Einhaltung der Toleranzvorgaben.
6. Querbohrung
Querbohrungen erfordern einen zusätzlichen Materialaus?und -eintritt des Werkzeugs während der Bearbeitung. Tipp: Reduzierung des Vorschubs um die Hälfte. Auf Spänefreiheit achten.
7. Späneabtransport
Der Späneabtransport gestaltet sich mit zunehmender Bohrtiefe herausfordernder. Er ist jedoch essenziell für ein einwandfreies Bohrergebnis und verhindert das Verklemmen des Werkzeugs sowie Werkzeugbruch.
8. Kühlung
Die Sicherstellung ausreichender Kühlung in der Bearbeitungszone gestaltet sich mit zunehmender Bohrungstiefe herausfordernder. Ein zu geringer Volumenstrom des Kühlmittels führt dazu, dass Reibungshitze nicht mehr ausreichend abgeführt wird.
9. Bohreraustritt
Der Bohreraustritt stellt eine Belastung für das Bohrwerkzeug dar. Zudem tritt häufig Gratbildung auf, die zusätzliche Nachbearbeitungsoperationen erforderlich macht. Tipp: Reduzierung des Vorschubs um die Hälfte. Auf Spänefreiheit achten.
Bohrungsverlauf
Positiv beeinflusst wird der Bohrungsmittenverlauf durch eine passgenaue Anbohrung. Besonders zu beachten sind die Durchmesser-Qualität der Pilotbohrung oder Bohrbuchse sowie die Achsenposition der Führungsbohrung zur gewünschten Bohrung.
1. Zentrierung
NC-Anbohrer mit 142° Spitzenwinkel für exakte Stichmaßhaltigkeit.
2. Pilotbohrung
Mindestbohrtiefe (abhängig von der gewünschten Tieflochbohrung) gemäß Tiefentabelle. Jede Pilotbohrung schont den folgenden Tieflochbohrer hinsichtlich Standzeit. Das Setzen einer Pilotbohrung ist fertigungstechnisch prozesssicher und reduziert die Kosten.
- Für Tieflochbohrung 16 − 30×D:
Pilotbohrung bis 6×D - Für Tieflochbohrung 40 − 50×D:
Schritt 1: Pilotbohrung bis 6×D
Schritt 2: Co-Pilotbohrung bis 20×D
Oberflächenqualität
Wird bei Werkstücken, besonderer Wert auf die Bohrungsoberflächenqualität gelegt, kann die Variation der Schnittgeschwindigkeit ein gutes Mittel sein. Bei der niedrigsten Schnittgeschwindigkeit, wurde auch die schlechteste Oberfläche erzielt.
Prozesssicherheit
Wichtig für höchste Prozesssicherheit ist neben der Pilotbohrung auch eine optimale Kühlung (Kühlmitteldruck ) sowie eine reibungslose Späne?abfuhr über den gesamten Verlauf und in allen Bereichen der Bohrung.
Spannen/Werkstückspannung
Ob kraftvolle Schruppbearbeitung oder das Finishen von tiefen Kavitäten - für jede Anwendung stehen viele Aufspann-Lösungen offen. Wir helfen bei der richtigen Auswahl.
Nur Spannwerkzeuge, die präzise, kraftvoll und schnell sind, sichern Ihnen auch in Zeiten steigen?den Kostendrucks die Qualität, die darüber entscheidet, wie gut Sie als Werkzeug- und Formen?bauer am Markt bestehen. Besonders bei großen Formen drehen sich die Fragen um „wie bekomme ich das Werkstück-Gewicht in der Maschine stabil gespannt?“ und „wie kann ich dabei präzise Wiederholgenauigkeit gewährleisten?“. Dass dabei natürlich auch der „Faktor Zeit“ eine wesentlich Rolle spielt, ist angesichts der Kosten der Werkzeugform aber auch des Maschinenstundensatzes selbstverständlich. Gehen Sie daher bei der Entscheidung für Ihre Werkstückaufspannung nach folgender Priorisierung vor:
1. Größe des Bauteils und Bearbeitungs-Zugänglichkeit
Störkonturen können auch von der Spanntechnik herrühren – ein No-Go! Auch können zu hohe Spann-Aufbauten die Z-Achse einschränken.
2. Prozesssicherheit und präzise Wiederholgenauigkeit
Der Wechsel von Vermessung zur Weiterbearbeitung muss schnell gehen und aufs μm genau da ansetzen, wo sie zuvor aufgehört hat.
3. Werkstück-Material
Last but not least: Ob Aluminium oder Stahl, Kupfer oder Edelstahl und deren 6. Fläche – der Werkstoff und deren Geometrien entscheiden über die Art wie gespannt wird (z.B. Magnetspanntechnik)
Werkzeugspannung ist mehr als maximal festhalten. Schwingungsdämpfung, Rundlauf und Prozesssicherheit snd hier die Themen:
Maßhaltigkeit im Formenbau steht und fällt mit der Fixierung – soviel ist klar. Doch wer mitten in der fordernden TPC-Bearbeitung nicht sein Bauteil durch einen verlorenen Fräser zerstören will, setzt verstärkt auf Werkzeug Prozesssicherheit. Deshalb müssen Spannwerkzeuge klug gewählt und unkompliziert anwendbar sein. Nur wer die Kräfte bei der Zerspanung beherrscht, beherrscht den Prozess. Und wer alles im Griff hat, ist dem Wettbewerb voraus. Denn grundsätzlich gilt: Werkzeugspannung mit Polygonkegel, Hohlschaft- oder Steilkegel mit Plananlage – je kleiner die Toleranzen an Ihrer Werkzeugaufnahme sind, desto exakter und sicherer das Ergebnis. Und bei den Zerspanungsprozessen, die für Sie Zeit sparen und die Prozesssicherheit heben, spielen auch die richtigen Spannmittel eine zentrale Rolle!
Hochvorschubfräsen – Schwerschruppen
Großes Volumen auskoffern und somit vorbereiten für die Feinbearbeitung (z.B. mit der PPC-Strategie), gelingt am besten vibrationsarm mit der schwingungsgedämpften Messerkopfaufnahme: Hochvorschubfräsen mit höchster Prozesssicherheit auch bei tiefen Kavitäten, Maschinenspindel-Schonung und längerer Werkzeugstandzeit.
- Zeitersparnis durch maximale Zerspanungsparameter
- Ruhiger Lauf und somit perfekte Oberflächenresultate
TPC – Semischruppen
Durch die extremen radialen Belastungen durch das TPC-Fräsen über die gesamte Fräserlänge ergeben sich neben den Herausforderungen an den Kern auch extreme Hebel auf das Futter. Ideal sind hier Doppelkontaktfutter mit ihrer Abstützfunktion am Bund. Die Aufnahme selbst muss den massiven Drehmomenten standhalten – hier sind die präzisen GARANT Flächenspannfutter (Weldon) ideal.
- Die Spannschraube wirkt den hohen Auszugskräften entgegen, wodurch eine hohe Prozesssicherheit gewährleistet wird
- Einfache Bedienung
- Stabilität durch kurze und kompakte Baumaße
PPC – Feinbearbeitung
Das parabolische Fräsen wird auch „Tonnenfräsen“ genannt, da durch die besondere „Kreissegment“- Geometrie mehr Kontaktfläche zum Werkstück besteht. So sind größere Zeilensprünge möglich , aber auch größere Schnittkräfte nötig – Anstrengung für das Spannfutter! Durch den variierenden Anstellwinkel ergeben sich Kollisionsgefahren bei Weldon- oder Spannzangen-Futtern. Die Kollisionsgefahr kann durch schlanke Aufnahmen, wie z.B. Schrumpffutter stark minimiert bzw. fast ausgeschlossen werden!
- Mit schlankem Futter spitze Anstellwinkel bei der PPC-Bearbeitung möglich, v.a. in der 5-Achs-Bearbeitung
- Hydrodehnfutter ergeben hohe Oberflächengüten – ideal für nachgelagerte Schleif- bzw. Polierprozesse
- Grundsätzlich: Höchste Zugänglichkeiten mit Einschraub-, Schrumpf- oder VHM-Verlängerungen erzielbar
Der Anstellwinkel bei PPC-Fräsen hängt im Wesentlichen von folgenden Faktoren ab:
1. Wie gut oder wie schwer zugänglich sind die zu bearbeitenden Flächen.
2. Wie stabil die Spannung des Werkzeuges sein kann – mit einem anderen Anstellwinkel kann eventuell eine kürzere Spannung gewählt werden.
TLB – Tieflochbohren
Für die rein axiale Belastung beim Tieflochbohren eignen sich dämpfende, präzise Futter mit höchster Wuchtgüte – HD-Futter sind somit die beste Wahl:
- Präzise Führung über die maximal Länge
- Zuverlässige Spannwirkung
- Höchste Wuchtgüte
- Einfachste Bedienung
- Schwingungsdämpfend
Schleifen und Polieren
Nach dem Fräsen ist vor der Schleif- und Polier-Bearbeitung. Neben einer guten und möglichst ebenen Vorarbeit ist auch bei der Finish-Bearbeitung einiges zu beachten. Erfahren Sie auf den folgenden Seiten mehr darüber.
Nach Fertigstellung eines Bauteils bestimmt dessen Oberfläche einzelne Eigenschaften wie etwa Korrosionsbeständigkeit, Verschleißverhalten, elektrischen Kontaktwiderstand, katalytische Wirkung und nicht zu vergessen auch optische Aspekte wie etwa Reflexion, Glanz oder Farbe. So müssen beispielsweise industrielle Fertiger aus der Mikroelektronik /Mikrosystemtechnik, aus dem Bereich Optik und aus der Medizintechnik den hohen Anforderungen an perfekte Oberflächen gerecht werden. Ebenso wie Maschinen- und Anlagenbauer, die Pharmaunternehmen beliefern oder Zulieferer der Automotive-Industrie, um nur einige zu nennen. Für sie alle existieren auch zum Thema „Oberflächen“ branchenspezifische Normen- und Regelwerke, deren Einhaltung verpflichtend ist.
Ein zentraler Aspekt aller Vorschriften, der direkten Bezug zu den Oberflächeneigenschaften nimmt, ist die Rauheit. Sie wird wiederum über die Messgrößen Rautiefe, gemittelte Rautiefe und den so genannten Mittelrauwert spezifiziert. Das Standardmaß aller Rauheitsmessgrößen ist der Mikrometer (μm). Die Rautiefe ist der Maximalwert, gemessen aus einem Bezugsprofil und einem Grundprofil.
Die gemittelte Rautiefe ist nach ISO 1302 ein Mittelwert, der mit Hilfe von arithmetischen Verfahren aus fünf ausgewählten, einzelnen Rautiefen ermittelt wird.
Von rau bis spiegelglatt – Die wesentlichen Formen-Werkstoffe und Veredelungs-Verfahren:
Experten Tipp:
Viel hilft nicht gleich viel. Wer sein Werkstück zu lange poliert, riskiert eine Verschlechterung des Polierergebnisses. Um eine Überpolitur zu vermeiden, sollte man die Oberfläche des Werkstücks stets im Blick haben.
Polierfehler vermeiden
Unter dem Mikroskop werden folgende Oberflächenunebenheiten deutlich:
1. Der klassische Kratzer zählt zu den Flächendefekten. Verursacht wird diese flache Vertiefung meist durch Fremdpartikel, Schneidkanten oder Polierpartikel.
Tipp: Achten Sie auf Sauberkeit am Arbeitsplatz. Mit viel Glück stört ein Kratzer an einer Oberfläche nicht, sollte aber dennoch vermieden werden.
2. Orangenhaut bezeichnet eine – unter dem Mikroskop – hügelig aussehende Materialoberfläche. Sie entsteht durch zu hohen Druck oder eine zu lange Polierdauer.
Tipp: Polieren Sie eher kurz und arbeiten Sie mit gemäßigtem Anpressdruck.
3. Von einem Relief ist die Rede, wenn weiche und harte Materialphasen unterschiedlich stark abgetragen werden.
Tipp: Wählen Sie für die Politur ein möglichst hartes Trägermaterial. Das hilft beim gleichmäßigen Abtragen der unterschiedlichen Materialphasen. Achten Sie bereits bei der Materialauswahl auf ein möglichst homogenes Gefüge.
4. Vom sogenannten Pitting sprechen Experten, wenn sich kleine Löcher über die gesamte Oberfläche verteilen.
Tipp: Mit möglichst kurz gehaltenen Polierschritten ist ein Pitting zu vermeiden. Zudem sollten Sie das Werkstück im Vorfeld gut reinigen und trocknen, um Korrosion vorzubeugen. Achten Sie auch auf konstanten Druck beim Polieren
5. Bei der Kantenverrundung kommt es – wie der Name schon sagt – zu einem verstärkten Materialabtrag an den Werkstückkanten.
Tipp: Vermeiden Sie zuviel Druck beim Polieren oder/und wechseln Sie zu härterem Trägermaterial.
6. Tiefe, längliche Vertiefungen oder Riefen entstehen durch eine mangelhafte Reinigung nach dem vorherigen Bearbeitungsschritt.
Tipp: Widmen Sie jedem Bearbeitungsschritt ausreichend Zeit. Beseitigen Sie sorgfältig die Spuren, bevor Sie zum nächsten Schritt übergehen.
7. Ein Peak beschreibt Polierpartikel, die sich während der Politur in die Werkstückoberfläche eingedrückt haben. Sie erzeugen eine Erhebung – einen Peak.
8. Das Phänomen der Welligkeit zählt wie die Kantenverrundung auch zu den Formabweichungen. Diese Abweichung der gewünschten Geometrie wird häufig durch manuelles Polieren erzeugt.
Tipp: Achten Sie auf gleichmäßige Polierbewegungen über das Werkstück, bleiben Sie nicht stehen und arbeiten Sie mit konstantem Druck.