Superfinish-Technologie

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Galt vor fünfzehn Jahren noch Steinschleifen als Maß aller Dinge bei der präzisen Oberflächenbearbeitung, so hat das Superfinish (= polierendes Bandschleifen) heute neue Maßstäbe gesetzt. Reduzierte Bearbeitungszeiten und präzise Oberflächen sind Ergebnisse des kostengünstigen Finishs.

Superfinish ergänzt Steinschleifen und Hartdrehen, es optimiert die Oberflächen und reduziert die Bearbeitungszeit. Somit können vorbearbeitete Oberflächen kostengünstig gefinisht werden.

Dieses Verfahren ermöglicht es dem Betreiber, reproduzierbar hohe Oberflächenqualitäten auf rotationssymmetrischen Teilen mit praktisch jeder Materialbeschaffenheit zu erzielen. Dabei wird die Struktur der Oberfläche im Mikrobereich verbessert - bis 0,004 µm Ra!

Vorteil des Verfahrens ist das gleichmäßige, ansatzfreie Finish über die gesamte Oberfläche. Superfinish erhöht den Traganteil und damit die Verschleißfestigkeit. Der Materialabtrag bewegt sich in der Größenordnung von wenigen Tausendstel Millimetern.

Beim Superfinish wird das amorphe Materialgefüge, die so genannte Weichhaut, abgetragen. Die 0,002 bis 0,008 mm starke Weichhautschicht entsteht durch hohe Zerspanungstemperaturen beim Steinschleifen. Ihr folgt bis in eine Tiefe von etwa 5 mm eine durch Temperatur- und Druckeinflüsse veränderte und damit geschwächte Gefügestruktur.

Das Superfinish-Verfahren erlaubt dem Anwender, praktisch jede Art von Oberflächengüte und -glättung zu erreichen, weil nur Rauigkeitsspitzen abgetragen werden. Dadurch erfolgen am Werkstück keine Geometrieveränderungen. Übermaße, zum Beispiel Schleifaufmaße, können nicht entfernt werden.

Die Oberflächenbearbeitung erfolgt mithilfe von Superfinish- Schleifbändern. Diese sind 15 bis 50 m lang und in Körnungen von 0,1 bis 100 µm erhältlich.

Das Abwickeln des Bandes erfolgt durch einen geschwindigkeitsgeregelten Motor. Der Vorschub ist stufenlos regulierbar. Das Band läuft über eine Andruckrolle aus Elastomer, welche sich oszillierend längs der Werkstückachse auf der Oberfläche des Werkstücks bewegt. Durch kontinuierliche Zufuhr neuer Schleifmittel wird ein über die gesamte Oberfläche gleichmäßiges und ansatzfreies Oberflächenfinish erreicht.

Das Zusammenspiel von eingestellter Oszillationsfrequenz, richtigem Vorschub des Superfinish-Geräts und der Drehzahl des zu bearbeitenden Werkstücks erzeugt das gewünschte Schliffbild. Das polierende Schleifen erfolgt mit Hilfe von Wasser oder durch Zugabe einer Spülemulsion. Alle Geräte sind als Maschinenaufsatz ausgelegt, so dass sich die Vorteile des Verfahrens auch bei herkömmlichen Drehmaschinen erzielen lassen.

Der bei Bearbeitung mit Schleif- oder Honsteinen immer wieder zu beobachtende Kornausbruch und die dadurch hervorgerufenen Schleifriefen werden beim Superfinishing vermieden. Ein weiterer Vorteil des Superfinishing ist die saubere Arbeitsweise während des Schleifvorganges, da nur mit Wasser oder Schleifemulsion als Kühlflüssigkeit gearbeitet wird, während beim Steinschleifen Honöle benutzt werden. Wiederaufbereitung und Entsorgung sind dadurch einfach und kostengünstig.

In Fällen, in denen die Oberflächenverdichtung nicht der Grund für die Wahl des Verfahrens ist, sondern die Oberflächenrauigkeit, bietet das Superfinish-Verfahren ebenfalls Vorteile. Das Glattwalzen bedingt enge verfahrenstechnische Grenzen und dafür ausgelegte Werkstücke. So ist zum Beispiel bei zu großen Rautiefen ein Umlegen der Rauigkeitsspitzen möglich, was zu der so genannten Fischschuppenbildung führt. Die beim Walzen entstehenden hohen Kräfte müssen abgefangen werden. Die Anlagen sind aus diesem Grund sehr schwer.

Aus Versuchen und Praxisanwendungen liegen umfangreiche Erfahrungen für die Bearbeitung folgender Materialien vor:

Hartchrom- und Wolframkarbidbeschichtungen, Hartmetall, Aluminium, Kupfer, Gummi, Keramik, Kunststoffe und Nickellegierungen.

Das Teilespektrum umfasst Tiefdruckwalzen, Folienwalzen, Gummiwalzen, Kipphebelwellen, Lagersitze, Dichtungsflächen, Kolbenstangen, Kopierwalzen, Pneumatikkolben, Kolben für Gasfedern, Ventilschieber, Schalthebelwellen, Kugelventile, Printerachsen und dergleichen mehr.

Um die gewünschten Ergebnisse zu erreichen, müssen die Bearbeitungsparameter optimal auf die jeweilige Anwendung angepasst werden. So stellen sich in der Praxis häufig folgende Fragen:

> Wie schnell muss das Werkstück rotieren

> Welcher Anpressdruck sollte verwendet werden?

> Welche Oszillationsfrequenz ist zu benutzen?

> Welche Bandvorschubgeschwindigkeit ist am günstigsten?

> Welche Schleifemulsion ist am besten zu verwenden?

> Welche Körnungsgröße ist erforderlich?

Um diese Fragen beantworten zu können, ist umfangreiches technologisches Wissen erforderlich, das die Firma Loeser aufgrund jahrelanger Anwendungserfahrungen besitzt. So können Einstellwerte für jede Anwendung und in wenigen Versuchen optimiert werden.

Superfinish ist das Schleifverfahren für Oberflächenanforderungen im Mikrometerbereich. Eine gleich bleibende, reproduzierbare Oberflächenqualität bis 0,004 µm kann erreicht werden. Es können die verschiedensten Werkstoffe und Werkstückformen bearbeitet werden. Die Bearbeitungszeiten werden reduziert, das Bearbeitungsergebnis optimiert.

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