Schwierigkeiten bei der Oberflächenbearbeitung von Aluminium

Die Bearbeitung von Aluminium wird vom mehreren Faktoren beeinflusst. Vor allem das Zerspanungsverhalten ist eine der problematischsten Eigenschaften von Aluminiumlegierungen. Bei der Bearbeitung von Aluminium ist seine Härte ausschlaggebend. Dabei kann das Material entweder zäh und damit schmierend sein, oder hart und damit spröde.

Was sollte man bei der Oberflächenbearbeitung berücksichtigen

Eine der unerwünschten Reaktionen des Materials ist auch Korrosion. Diese kann mit verschiedener Oberflächenbearbeitung in Kontrolle gehalten werden. Dabei kennt man einige Arten von Oberflächenbearbeitung: dabei kann man Das Material polieren, schleifen oder bürsten. Mit diesen Schritten kann das Korrosionsverhalten erheblich beeinflusst werden. Die Korrosion kann man mit allen Arten der Glättung bekämpfen, da sich dies negativ auf die Beständigkeit von Korrosion auswirkt.

Genauso kann das Eindrücken von verschiedenen Fremdkörpern in die Oberfläche die Korrosion beeinflussen. Da bei dem Verfahren des Polierens und Schleifens das Material dazu neigt zu schmieren, sollte man den ausgeübten Druck auf die Härte des Materials besonders berücksichtigen. Dabei ist auch die Möglichkeit groß, dass sich Schleifteile in die Oberfläche eindrücken können und damit der visuellen Optik des behandelten Werkstückes beeinträchtigen können.

Aluminium eloxiert

Aluminium eloxiert

Da Aluminium und alle Legierungen von Aluminium wegen dessen Eigenschaften nicht von unserer Erde weckzudenken sind, werden auch in der Zukunft unzählige Werkstoffe aus diesem Material entwickelt werden. Nicht ohne Grund wird Aluminium auch als das beste Material des Jahrhunderts bezeichnet.

Aluminium fräsen

Aluminium kann auf verschiedene Arten behandelt werden. Ein Verfahren wie man das Material behandeln kann ist wenn man Aluminium fräsen lässt. Falls man das nötige Wissen zu so einem Prozess besitzt hat man natürlich die Möglichkeit, dass man das Metall selbst bearbeitet.

Worauf soll man bei den Maschinen zum Aluminium fräsen beachten

Um so einen Vorgang zum Laufen zu bringen muss man als erstes das nötige Werkzeug bzw. die Ausrüstung bekommen. Es gibt einiges worauf man beim Kauf eines Fräsers  achten soll. Als erstes muss man darauf achten, wie viele Schneiden die Maschine hat.

Es ist von Vorteil, dass die Fräse umso mehr Schneiden hat, denn diese verlängern die Lebensdauer der Fräse. Ebenso läuft eine Fräse mit mehreren Schneiden runder als die mit nur einer Schneide. Eine Mehrzahl an Schneiden ist auch in der sich der Oberfläche des Materials von Vorteil, da mit diesen die Späne kleiner ausfallen und somit die Oberfläche glatter erscheint.

Oberflächenbearbeitung

Oberflächenbearbeitung

Auf der anderen Seite, kann es aber von Vorteil sein, wenn die Fräse weniger Schneiden besitzt. Dabei sollte die eine vorhandene Schneide sehr spitzt sein, denn nur so kann man leichter in die Oberfläche des Metalls eintauchen.

Diese Fräsen mit nur einer Schneide sind besonders gut beim Aluminium fräsen geeignet, aber nur wenn es sich dabei um einen weichen  Aluminium handelt. Bei einer härteren Art sollte man aber lieber eine Mehrschneidige Maschine zum Aluminium fräsen wählen.

Oberflächenbearbeitung von Metallen

Die Oberflächenbearbeitung von Metallen besteht aus verschiedenen Verfahren die jeweils unterschiedliche Oberflächengüten erzielen. Sehr genaue Oberflächen werden zum Beispiel bei Bauteilen benötigt, die eng toleriert gefügt werden sollen, wie Passungen, Welle-Nabeverbindungen, Führungen von Arbeitsmaschinen und Messwerkzeugen etc. Aber auch aufgrund von ästhetischen Gesichtspunkten und um die Optik eines Bauteils zu verbessern werden Oberflächen veredelt.

Oberflächenbearbeitung von Metallen

Oberflächenbearbeitung von Metallen

Die Oberflächengüte wird durch den arithmetischen Mittelwert Ra, die größte Höhe des Profils Rz und den Materialanteil des Profils Rmr angegeben. Je nach geforderter Rauhigkeit kommen Schleifen, Mattieren, Bürsten, Polieren, Entgraten, Honen, Läppen, Strahlen und Restaurieren zum Einsatz. Beim Schleifen an Schleifböcken oder Bandschleifmaschinen kann eine Genauigkeit von Rz = 0,1 µm erreicht werden. Das Mattieren und Bürsten entfernt groben Schmutz und kleine Unregelmäßigkeiten auf der zuvor bearbeiteten Oberfläche.

Polieren/Polierläppen erreicht eine Genauigkeit von ca. Rz = 0,04 µm und ist somit eines der genauesten Verfahren zur Oberflächenbehandlung. Beim Entgraten von Bauteilen werden fertigungsbedingte Grate entfernt, die zu Komplikationen beim Fügen führen könnten und potentielle Verletzungsrisiken darstellen. Honen wird sowohl für Innen- als auch Außenkonturen verwendet. Man unterscheidet in Langhub- und Kurzhubhonen. Kurzhubhonen, auch Superfinishverfahren genannt, dient der Bearbeitung der Mantelflächen von Wellen usw und erzielt eine Güte von Rz = 0,04 µm. Langhubhonen wird angewandt beim Bearbeiten von Bohrungen wie zum Beispiel beim PKW-Motor die Kolbenlaufflächen der Zylinder. Beim Honen können ebenfalls Rauhigkeiten von Rz = 0,04 µm erreicht werden. Das Läppen von Bauteilen wird meist bei sehr harten Materialien eingesetzt und erreicht eine Oberflächengüte von Rz = 0,25 µm. Beim Strahlen von Werkstücken oder Bauteilen zur letzten Bearbeitung der Oberfläche werden verschiedene Strahlmedien eingesetzt: Es gibt Sandstrahlen, Glasperlenstrahlen, Keramikstrahlen, Stahlkugelstrahlen, Wasserstrahlen und Trockeneisstrahlen. Je nach Material des Bauteils wird das jeweilige Strahlmedium ausgewählt um die Oberfläche nicht zu beschädigen, sondern sie zu veredeln.

Heutzutage spielt die Oberflächenbearbeitung eine große Rolle in der Wirtschaft, da die Optik meist den Preis bestimmt. Jede glänzende Edelstahloberfläche, sei es der Kühlschrank in der Küche, das Hifi-Regal im Wohnzimmer oder die Abfalltonne in der Fußgängerzone, wurde zuvor bearbeitet damit sie spiegelt oder besonders glatt und schön anzusehen ist.
Aber auch andere Materialien wie Holz, Kunststoff oder Stein lassen eine Oberflächenbearbeitung zu. Mit mehr oder weniger den gleichen Verfahren wie beim Metall wird hier das Aussehen verschönert, die Fügefähigkeit verbessert oder der Korrosionsschutz erhöht.

Ohne Oberflächenbehandlungen wären manche Maschinen und Konstruktionen überhaupt nicht möglich, wir würden zum Beispiel heute kein ruhiges Auto fahren und nicht in Flugzeugen fliegen.

Oberflächenbearbeitung

Es gibt verscheidene Arten von Öberflächenbearbeitungen. Es gibt sie für Metalle, für Holz und auch für Stein. Man unterscheidet Oberflächenbearbeitung im Metallbereich zwischen Strahlen und Schleifen.

Oberflächenbearbeitung

Oberflächenbearbeitung

Eine Unterkategorie des Strahlens ist das Sandstahlen. Dabei werden Sandkörner mit großem Druck auf das zu bearbeitende Teil geblasen. Dadurch werden Schmutz und Rost entfernt und es entsteht eine glatte und saubere Oberfläche.

Beim Beizen wird die Oberfläche mit einem flüssigen Beizmittel bearbeitet. Dadurch schützt man die Oberfläche vor Rost.

Eine Unterkategorie des Schleifens ist das Körperschleifen. Hierbei werden die Schweißnähte und verkratzten Oberflächen einfach und schnell nachbearbeitet.
Um scharfe Kanten und Blechteile abzurunden, setzt man Entgratungsmaschinen an. So entsteht ein gleichmäßiges Schleifbild.

Im Holzbereich verwendet man zur Oberflächenbearbeitung Holzbeize oder Holzlasur. Beide Verfahren haben den Vorteil, dass die natürliche Maserung des Holzes erhalten bleibt. Gleichzeitig wird das Holz gegen Umwelteinflüsse wie Wetter oder Kälte geschützt und beständig gemacht.

Beim Beizen wird das Holz mit einer entsprechenden Lasur bestrichen. Diese dringt dann direkt in die Holzfasern ein.

Unter Lasur versteht sich eine wesentlich dünnere Flüssigkeit, mit einer geringen Färbung. Die natürliche Holzmaserung kann dadurch weiter durchscheinen.

Beide Öberflächenbearbeitungs-Arten für Holz sind in verschiedenen Farben und Ausführungen erhältlich. Sie fügen sich so also überall problemlos ein.

Auch Steine werden oberflächenbearbeitet. Man unterscheidet hier zwischen groben Bearbeitungsmethoden, die eher im Außenbereich angewandt werden, wie spitzen (mit einem Spitzhammer werden Vertiefungen in den Stein geschlagen), flammen (mit einem Brenner wird die Oberfläche zum Platzen gebracht, um eine Struktur herzustellen) oder stocken (mit einem Stockhammer wird eine raue Oberfläche hergestellt).

Unter Feinbearbeitung versteht man das Polieren (eine Politur wird aufgebracht, um einen Glanz bei Lichtreflexion zu erzeugen), Schleifen (mit Maschinen werden Vertiefungen angeglichen) und Bürsten (mit Bürsten wird die Oberfläche geglättet).

Alle Oberflächenbearbeitungen sind dazu gedacht, den Werkstoff noch hochwertiger erscheinen zu lassen. Außerdem vereinfachen sie in der Regel auch ihre Handhabung.