Arten von Oberflächenveredelungen bei CNC-Bearbeitungskomponenten

Wenn man vor der Entscheidung steht, das Passende auszuwählen Oberflächenfinishgreift die Branche typischerweise auf drei verschiedene Kategorien zurück. Diese Kategorien umfassen verschiedene Techniken und Prozesse, die auf spezifische Bedürfnisse und Anwendungen zugeschnitten sind.

1. Als maschinelle Endbearbeitung: Unter maschineller Endbearbeitung versteht man die Oberflächenbeschaffenheit, die direkt durch die Bearbeitung erreicht wird CNC-Maschine, ohne dass zusätzliche Nachbearbeitungsschritte erforderlich sind. Diese Oberfläche weist oft sichtbare Werkzeugspuren und ein strukturiertes Aussehen auf. Der entscheidende Faktor, der die Qualität dieser Oberfläche beeinflusst, ist die Oberflächenrauheit (Ra), die die durchschnittliche Abweichung der bearbeiteten Oberfläche vom Idealzustand beziffert.

   Industriestandards legen häufig spezifische Ra-Werte fest, um die Qualität bearbeiteter Oberflächen zu beurteilen, die je nach Anwendungsanforderungen variieren können. Es ist wichtig anzuerkennen, dass Ra zwar ein Schlüsselparameter ist, andere Faktoren wie Oberflächenintegrität, Welligkeit und Ebenheit jedoch zur Gesamtqualität der Oberfläche beitragen. Zu den allgemein angenommenen Ra-Werten gehören:

   • 3.2 μm Ra
   • 1.6 μm Ra
   • 0.8 μm Ra
   • 0.4 μm Ra

   Die Vorteile der maschinellen Endbearbeitung liegen in den Maßtoleranzen; Eine geringere Oberflächenrauheit führt zu engeren Maßtoleranzen. Darüber hinaus verursacht diese Methode keine zusätzlichen Kosten, was sie für budgetbewusste Projekte vorteilhaft macht. Dennoch ist das Vorhandensein sichtbarer Werkzeugspuren möglicherweise nicht für Projekte geeignet, bei denen die Ästhetik im Vordergrund steht, insbesondere bei hochwertigen Anwendungen. 

         

1. Chemische Veredelung: Die chemische Veredelung umfasst verschiedene Prozesse, bei denen Chemikalien eingesetzt werden, um Schutzschichten zu erzeugen und die Ästhetik der Oberfläche zu verbessern. Diese Beschichtungen verleihen dem Teil häufig Farbe, Glanz und andere wünschenswerte Eigenschaften. Zu den bemerkenswerten CNC-Oberflächenveredelungen auf chemischer Basis gehören:

   • Anodisieren: Beim Eloxieren wird ein Teil in eine Elektrolytlösung getaucht, um eine schützende Oxidschicht auf der Oberfläche zu bilden. Es gibt zwei Arten des Eloxierens: Typ II und Typ III. Typ II dient dekorativen Zwecken, während Typ III, der durch höhere Spannung und niedrigere Temperaturbedingungen erreicht wird, eine robuste Schicht erzeugt, die für anspruchsvolle Anwendungen geeignet ist. Bei der Wahl zwischen den beiden Methoden ist es wichtig, die Sprödigkeit zu berücksichtigen, die durch die dickere Schicht vom Typ III entsteht. Eloxieren bietet Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und eine große Auswahl an Farboptionen und verbessert sowohl die Funktionalität als auch die Ästhetik. Allerdings kann es teuer sein und eignet sich möglicherweise nicht für Anwendungen, die eine hohe Präzision erfordern.

   • Alodine-Beschichtung: Die Alodine-Beschichtung, auch Chromatumwandlung genannt, wird üblicherweise auf Nichteisenmetalle wie Aluminium aufgetragen. Durch diesen Prozess entsteht eine dünne Chromatschicht, die die Korrosionsbeständigkeit und Haftung erhöht. Teile mit Alodine-Beschichtung erhalten häufig eine zusätzliche Lackschicht für eine längere Haltbarkeit.
     
     

Jede Oberflächenveredelungsmethode dient bestimmten Zwecken in der CNC-Bearbeitungsbranche und berücksichtigt Anforderungen in Bezug auf Aussehen, Funktionalität und Kostenerwägungen.

Alodine-Beschichtung: Die Alodine-Beschichtung, auch Chromatumwandlung genannt, ist ein weit verbreitetes Verfahren, das bei Aluminium und anderen Nichteisenmetallen eingesetzt wird. Bei diesem Verfahren wird eine dünne Chromatschicht auf die Oberfläche des Bauteils aufgetragen. Diese Beschichtung dient der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit und Haftung. In vielen Fällen werden mit einer Alodine-Beschichtung behandelte Teile anschließend mit einer zusätzlichen Lackschicht versehen, um eine längere Haltbarkeit zu gewährleisten.

Es gibt jedoch erhebliche Bedenken im Zusammenhang mit der Alodine-Beschichtung. Erstens birgt es Gefahren für die Umwelt und erhebliche Sicherheitsrisiken für das Personal, das mit seiner Anwendung beschäftigt ist. Darüber hinaus ist der Prozess selbst kompliziert und erfordert außergewöhnliche Präzision, was möglicherweise zu höheren Kosten führt.

Schwarzoxidbeschichtung: Die Schwarzoxidbeschichtung ist mit Materialien wie Stahl, Kupfer und anderen Legierungen kompatibel, die positiv mit Sauerstoff reagieren. Es bildet eine robuste Oxidschicht auf der gesamten Oberfläche des Teils und bietet Schutz vor Verunreinigungen und physischen Schäden. Über die Korrosions- und Verschleißfestigkeit hinaus weisen schwarze Oxidbeschichtungen eine hohe Schmierfähigkeit auf und eignen sich daher für Anwendungen, bei denen Reibung ein Problem darstellt.

Dennoch bringt die schwarze Oxidveredelung auch Nachteile mit sich. Vor allem ist es anfällig für Abrieb, was es für Anwendungen mit hoher mechanischer Beanspruchung ungeeignet macht. Darüber hinaus ist die Korrosionsbeständigkeit bei längerer Einwirkung rauer Bedingungen möglicherweise nicht ausreichend.

Galvanisieren: Aufgrund seiner Vielseitigkeit und Vorteile gehört die Galvanisierung zu den am häufigsten eingesetzten Oberflächenveredelungstechniken bei CNC-Teilen. Bei dieser Methode wird eine dünne Metallschicht auf das Werkstück aufgetragen, die vor Korrosion und Verunreinigungen schützt und das Gesamterscheinungsbild verbessert.

Die Vorteile gehen über die Funktionalität hinaus; Galvanisieren wird für seine Fähigkeit gelobt, die Ästhetik von Oberflächen zu verbessern. Mit Optionen für dekorative und satinierte Oberflächen gilt die Galvanisierung als eine der optisch ansprechendsten Optionen in der Branche. Dies macht es ideal für Anwendungen, bei denen die Ästhetik einen hohen Stellenwert hat. Ganz gleich, ob Sie den optischen Reiz eines Produkts verstärken oder das Erscheinungsbild einer Komponente aufwerten möchten: Galvanisieren ist eine hervorragende Option.

Allerdings ist das Galvanisieren ein komplexer und präziser Prozess, der für eine erfolgreiche Umsetzung umfangreiches technisches Fachwissen erfordert. Darüber hinaus werden gefährliche Chemikalien eingesetzt und viel Energie verbraucht, was zu Umweltbedenken führt. Darüber hinaus ist seine Anwendung auf leitfähige Materialien beschränkt, was seinen Einsatz in bestimmten Branchen einschränkt.

Passivieren: Passivierung ist eine weit verbreitete Nachbearbeitungstechnik in der CNC-Bearbeitung, die die Oberflächenqualität und die Teileleistung verbessert. Nach dem Bearbeitungsprozess können Mikrorauheiten oder Oberflächenverunreinigungen vorhanden sein, die möglicherweise die Langzeitleistung beeinträchtigen. Passivierung mildert diese Probleme.

Die Passivierung wird typischerweise bei Edelstahlteilen eingesetzt und umfasst eine gründliche Reinigung, um Rückstände von Ölen, Kühlmitteln oder Metallabrieb zu entfernen. Anschließend werden die Teile in eine Passivierungslösung getaucht, die aus Salpetersäure, Zitronensäure oder einer Kombination davon bestehen kann.

Bei der Passivierung interagiert die Lösung chemisch mit der Oberfläche, beseitigt Verunreinigungen und erzeugt eine gleichmäßige Oxidschicht. Diese Schicht erhöht die Korrosionsbeständigkeit und schützt vor Umwelteinflüssen. Die Prozessdauer variiert je nach Teilegröße und Komplexität.

Mechanische Oberflächen: Eine weitere Klasse der Oberflächenveredelung sind mechanische Verfahren. In dieser Kategorie wird das Werkstück verschiedenen Belastungen und Abnutzungen ausgesetzt, um das gewünschte Endprodukt zu erhalten. Während viele mechanische Endbearbeitungen keine Nachbearbeitung erfordern, können zusätzliche Optionen wie Lackieren eingesetzt werden, um die Langlebigkeit und Haltbarkeit zu erhöhen.

Zu den gängigen Arten der mechanischen Endbearbeitung von CNC-Teilen gehören:

Perlstrahlen: Beim Perlenstrahlen werden Glas- oder Keramikperlen auf die Oberfläche geschleudert, um eine strukturierte, matte Oberfläche zu erzeugen. Dadurch werden Unebenheiten maskiert, ein einheitliches Erscheinungsbild erhalten und gleichzeitig effektiv entfernt

Verunreinigungen. Allerdings können Fehler zu Oberflächenschäden führen und der Prozess kann sich auf Maßhaltigkeit und Funktionalität auswirken, was bei Luxus- oder hochwertigen Artikeln oft höhere Kosten nach sich zieht.

Pulverbeschichtung: Pulverbeschichtung, die bei Metallteilen weit verbreitet ist, wird wegen ihrer Haltbarkeit und Vielseitigkeit geschätzt. Es widersteht Kratzern, Absplitterungen und Verblassen im Laufe der Zeit und bietet ein breites Farbspektrum für eine verbesserte Ästhetik. Seine Umweltfreundlichkeit trägt zusätzlich zu seiner Beliebtheit bei und macht es zu einer vielseitigen Wahl.

Allerdings sind die anfänglichen Kosten für Ausrüstung und Materialien relativ hoch, was es für kleine Produktionsserien oder Einzelstücke weniger rentabel macht. Erhöhte Aushärtetemperaturen schränken die Material- und Anwendungsmöglichkeiten ein.

Bürsten: Das Bürsten dient der Oberflächenbehandlung und reinigt das Werkstück für die anschließende Endbearbeitung. Bei diesem Verfahren werden Metalldrahtbürsten oder Schleifpads eingesetzt, um Verunreinigungen physisch zu entfernen. Das Bürsten zeichnet sich durch Einfachheit aus und erfordert keine besonderen Fähigkeiten oder Maschinen.

Dennoch kann das Bürsten die Oberfläche unbeabsichtigt beschädigen und ist auf eine manuelle, zeitaufwändige Arbeit beschränkt.

Polieren: Beim Polieren wird die Oberflächenglätte durch abrasive Wirkung erreicht, wobei von groben zu feinen Schleifmitteln übergegangen wird. Es erhöht die Haltbarkeit, indem es das Risiko von Rissen oder Absplitterungen verringert. Nachteilig sind jedoch der Zeitaufwand und die möglicherweise hohen Kosten, insbesondere bei komplexen Geometrien.

Malerei: Metallfarben bieten Schutz durch umfassende Flächendeckung. Lack und Polyurethan schützen vor Wasser und Verunreinigungen, nachteilig sind jedoch die Anfälligkeit für Abrieb und die Einwirkung von Chemikalien, die zum Abblättern führen.

Lackieren bietet vielfältige Farben und Oberflächen und eignet sich für zahlreiche CNC-Bearbeitungsanwendungen, obwohl bestimmte Fälle umweltschädlich sein können und längere Trocknungszeiten für die Haftung erfordern.