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Bestes Einsatzgebiet für das Superfinishing
Erfahren Sie, wo macht Superfinishing Sinn, für welche Anwendungen es eingesetzt werden sollte und warum Sie bei der Festlegung der Parameter für die Oberflächenbehandlung vorsichtig sein sollten.
Die Hersteller stehen unter ständigem Druck, sowohl die Effizienz der Fertigung als auch die Leistung der hergestellten Produkte zu verbessern, dies geschieht häufig durch Gewichtseinsparungen bei den Komponenten. Bei den Automobilherstellern geht dies mit dem Druck einher, die Emissionen zu reduzieren. Laut diverser Experten aus der Superfinishing Industrie, hat all dieser Druck zur Entwicklung des Superfinishing-Verfahrens beigetragen – ein Verfahren, das erstmals in den 1930er-Jahren in der Produktion eingesetzt wurde, um die Oberflächenbeschaffenheit eines Werkstücks zu verbessern und gleichzeitig die Oberflächengenauigkeit durch verbesserte Rundheit, Welligkeit und Zylindrizität usw. zu erhöhen.
Trotz seiner Nützlichkeit für Automobilteile ist das Anwendungspotenzial des Superfinishings weitreichend. Von Lohnfertigungsbetrieben bis hin zu großen Originalausrüstungsherstellern findet das Superfinishing Anwendung bei kleinen medizinischen Teilen wie Hüft- und Wirbelsäulenimplantaten sowie bei Teilen für die Luft- und Raumfahrt wie Turbinen- und Fahrwerkskomponenten. Das Superfinishing-Verfahren ist für jede Anwendung mit Außendurchmesser, die eine präzise Entfernung kleiner Materialmengen in der Größenordnung von 0,002-0,005 mm vom Durchmesser erfordert, denkbar. Während Stahl das gängigste Material für die Superfinish-Bearbeitung ist, kann das Verfahren auch auf exotische Legierungen, wie Titan, Aluminium und sogar Glas und Keramik angewandt werden.
Einer der Hauptvorteile des Superfinish-Verfahrens besteht darin, dass es sich um einen kalten Materialprozess handelt, d. h., dass die thermisch beschädigte Schicht, die von früheren Arbeitsgängen wie dem Schleifen zurückbleibt, entfernt wird. Dies hat einen entscheidenden Einfluss auf die Verlängerung der Lebensdauer von Bauteilen. Wären unter anderem die Lagerflächen einer Kurbel- oder Nockenwelle nicht gefinisht, könnten Belastung und Verschleiß der Bauteile dazu führen, dass der Motor alle 30’000 bis 50.000 Kilometern kaputtgeht, anstatt wie bei heutigen Motoren üblich alle 300.000 bis 500.000 Kilometern.
Wie wird also beim Superfinishing das Material ohne die für die abrasive Bearbeitung typische Hitze abgetragen? Die Antwort hat mit der Schnitttiefe zu tun. Beim Drehen oder Schleifen eines Teils kann die Schnitttiefe zwischen 50 und 100 Mikrometer oder mehr betragen. Um diese Menge an Material in kurzer Zeit abzutragen, wird viel Energie benötigt, und das Teil erwärmt sich. Beim Superfinishen werden 1 bis 3 Mikrometer Material im Radius abgetragen und es wird weniger Energie benötigt.
Auswahl eines Finishing-Verfahrens
Obwohl die Hersteller die Begriffe für die verschiedenen Schleifverfahren oft synonym verwenden, hat jedes Verfahren eine feine Nuance, die es für eine bestimmte Anwendung besser geeignet macht. Hier sind einige gängige Endbearbeitungsverfahren zum Vergleich:
Läppen
Endbearbeitung von ebenen Flächen mit losen Schleifmitteln. Hier geht die Verbesserung der Oberflächengüte mit einer Verbesserung der Ebenheit des Werkstücks einher.
Honen
Feinbearbeitung von Innendurchmessern mit festen Schleifmitteln. Es wird als kaltes Verfahren betrachtet, da bei diesem Vorgang keine Wärme erzeugt wird. Die Verbesserung der Oberflächengüte geht mit einer Verbesserung der Welligkeit einher.
Feinstbearbeiten/Superfinishen
Bearbeitung von Außendurchmessern und Flächen mit festen Schleifmitteln. Es gilt als Kaltverfahren und verbessert ebenfalls die Welligkeit.
Polieren
Endbearbeitung von Außenmerkmalen mit losen Schleifmitteln. Sowohl Bürsten als auch Gleitschleifen sind Beispiele für ein Polierverfahren. Es handelt sich hierbei nicht um ein kaltes Verfahren, und während des Poliervorgangs kann erhebliche Wärme erzeugt werden. Die Verbesserung der Oberflächengüte geht mit einem Verlust an Welligkeit einher.
Sowohl das Superfinishen als auch das Polieren werden eingesetzt, um eine feine Oberfläche an Außendurchmessern zu erzeugen. Das Polieren ist ein flexibleres Verfahren, da eine Bürste, eine Läppmasse oder ein Vibrationsverfahren wie das Taumeln verwendet werden können. Beim Taumeln können viele Teile auf einmal poliert werden. Im Gegensatz dazu wird beim Superfinishen ein festes Schleifmittel verwendet, um das Finish zu erzielen, und es wird jeweils nur ein Teil bearbeitet.
Resümee
Welches Endbearbeitungsverfahren eingesetzt werden soll, hängt von der Endanwendung des Teils ab. Polieren eignet sich am besten für Anwendungen, bei denen die Teilegeometrie nicht kritisch ist und die Ästhetik im Vordergrund steht; Superfinishing eignet sich am besten für das prozesssichere Bearbeiten von unternehmenskritischen Teilen.