Metalle gehören zu den widerstandsfähigsten und zuverlässigsten Materialien, die uns zur Verfügung stehen. Daher sind sie aufgrund ihrer Festigkeit in ihren industriellen und mechanischen Anwendungen vielseitig einsetzbar. Dies führt dazu, dass sie häufig mit schädigenden Elementen oder Bedingungen in Kontakt kommen, wie Luft, Hitze, hoher elektrischer Stromdichte. Metallteile benötigen eine undurchlässige Oberflächenbeschichtung, die ihre Widerstandsfähigkeit erhöht und sie vor Verfall schützt.
Da es wesentlich zur Korrosionsbeständigkeit von Metallteilen sowie zu ihrer ästhetischen Anziehungskraft, Funktionalität und engen Toleranzen beiträgt, ist eine Polieroberfläche ein Standard in der Fertigung in verschiedenen Branchen. Das Polieren kann auch die Kontamination von Metallteilen verhindern und Oxidation entfernen, wodurch der Prozess optimal für andere Anwendungen mit festen Komponenten ist. Obwohl Oberflächenpolitur seit vielen Jahrhunderten bei einer Vielzahl von Materialien angewendet wird, von Kupfer und Metallen bis hin zu Glas und Holz, konzentrieren sich die meisten industriellen Anwendungen dieses Verfahrens heute auf Metalle.
Der Prozess besteht darin, Reibung auf das Substrat auszuüben, um seine Oberfläche gleichmäßiger flach, glatt und konsistent zu machen. Es wendet das gleiche Prinzip wie Schleifen oder Läppen an, ist aber in vielerlei Hinsicht dennoch unterschiedlich. Je nach verwendetem Metall gibt es Polierfinishs in verschiedenen Varianten und mit unterschiedlichen Effekten. Polieren kann eine Oberfläche oft in ausgezeichnetem Zustand halten, erfordert jedoch spezifische Messungen und Konstruktionsrichtlinien, um sein volles Potenzial auszuschöpfen.
Wie funktioniert es
Der Oberflächenpolierprozess wird manchmal auch als Polieren bezeichnet, obwohl es einen kleinen Unterschied zwischen den beiden gibt. Polieren bezieht sich auf die Endphasen des Prozesses, bei denen kleine Unvollkommenheiten auf der Oberfläche, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind, geglättet werden. Der allgemeine Prozess oder das Prinzip des Polierens unterscheidet sich von neueren Methoden wie elektrolytischem Polieren oder chemischem Polieren.
Diese Methode beginnt in der Regel mit einer groben Schleifung mit einer Schleifkörnung höherer Körnung. Dies hängt weitgehend vom Ausgangszustand des Werkstücks ab. Ziel ist es, die größeren Unvollkommenheiten zu entfernen; Konvexitäten, Kratzer, Linien oder Vertiefungen. Bei dieser Methode werden Schleifmittel in einer ölhaltigen Mischung, Polierpads und Polierscheiben verwendet. Anschließend arbeitet man mit immer feineren Schleifkörnern, um die kleineren Täler und Spitzen zu verfeinern. Hersteller verwenden diese Technik oft, um eine reflektierende Oberfläche oder einen Spiegelglanz zu erzielen, wobei Hochgeschwindigkeits-Poliermaschinen zum Einsatz kommen.
Derzeit kann die Oberflächenpolitur auf mehr Materialien angewendet werden. Metall ist bei weitem am häufigsten, und jetzt umfasst es weiche Metalle wie Kupfer und Messing, Silber und Gold sowie Kunststoff. Obwohl das Material des Substrats und das gewünschte Finish die Wahl des Poliermittels (Schleifmittel) weitgehend bestimmen, ist der Prozess in drei Hauptphasen unterteilt. Grob-, Erst- und Endpolitur, wobei jede mit immer feinerem Schleifkorn arbeitet und das Polierergebnis erheblich beeinflusst.
Die Scheiben, oder Polierscheiben, sind vielfältig. Jeder Typ hat Verwendungszwecke für bestimmte Materialarten und Verarbeitungsschritte. Die gängigen umfassen Canton-Flanell, Schnur und Sisalfaser. Ebenso ist die Polierpaste ebenfalls für unterschiedliche Anwendungen vorgesehen und nach Farben kategorisiert.
Verschiedene Arten des Polierens
Der reguläre Oberflächenpolierprozess, auch als mechanisches Polieren bezeichnet, ist bei weitem der am häufigsten verwendete. Diese Methode ist weitgehend effektiv und kann durch den Einsatz von Präzisions- oder Hochgeschwindigkeits-Poliermaschinen individuell angepasst werden. Sie erzeugt auch verschiedene Arten von Polierfinishs. Moderne Entwicklungen in Technologie und Fertigung haben jedoch die Nutzung anderer Methoden erleichtert.
Neben mechanischen Methoden verzweigen sich Polierverfahren auch in elektrolytisches Polieren; die Verwendung von anodischen Reaktionen, um die Höhen und Täler der Oberfläche auszugleichen und die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen; und mechanisches Polieren; eine Methode, die regelmäßiges mechanisches Polieren mit der Verwendung chemischer Lösungen kombiniert, um die hervorstehende Fläche der Oberfläche aufzulösen.
Beim chemischen Polieren unterstützt die Auflösung der Oberfläche, oder Passivierung, die Bildung einer Schutzschicht. Diese Methode ist mit Werkstücken mit komplexen Formen kompatibel und wird häufiger für Metalle verwendet. Das chemische Polieren ist ziemlich effizient, da es eine hohe Präzision auf Mikro-Rauhigkeitsniveau erreicht, obwohl es oft gefährliche Abfälle freisetzen kann und schwer umkehrbar oder anpassbar ist.
Elektrolytisches Polieren, oder Elektro-Polieren, ähnelt eher dem Anodisieren in seiner Verwendung einer anodischen Reaktion. Im Vergleich zum chemischen Polieren ist diese Methode viel effektiver in Bezug auf Farbkonsistenz und Korrosionsbeständigkeit. Dennoch wird das elektrolytische Polieren komplex, da es auf umfangreiches Vorpolieren und Designmessungen angewiesen ist. Diese Methode wird am häufigsten für Rohre, Ventile und einige medizinische Geräte wie Skalpellklingen und Knochen-/Gelenkimplantate verwendet.
Unterschied zwischen Schleifen und Polieren
Obwohl sowohl Schleif- als auch Polierprozesse die gleichen Mechanismen verwenden, gibt es einen kleinen Unterschied zwischen beiden. Dieser zeigt sich hauptsächlich im Grad der Rauheit und im Detail, bezogen auf die Oberfläche des Substrats. In einem Herstellungsprozess erfolgt die Polierphase in der Regel nach dem Schleifen. In diesem Sinne bereiten Schleifen/Schleifen vor, indem sie die größeren Oberflächenfehler, Kratzer sowie Unterschiede zwischen Spitzen und Tälern und leichte Unvollkommenheiten entfernen. Polieren hingegen glättet die Oberfläche auf mikroskopischer Ebene.
Einige Arten von Oberflächenbeschichtungen erfordern nur Schleifen/Polieren, da diese Methode nun eine größere Bandbreite an Oberflächenfinishs ermöglicht. Polierfinish bleibt jedoch ein Standard in den meisten hochpräzisen industriellen Anforderungen.
Vorteile und Nachteile des Polierens
Obwohl Polieren weit verbreitet ist, für Mehrfachanwendungen und in verschiedenen Branchen, hat es seine Schwächen, die es für bestimmte Anwendungen unvereinbar machen. Dies gilt auch für die verschiedenen Arten von Polierprozessen.
Zum Beispiel kann eine regelmäßige mechanische Politur oft eine hochglänzende Oberfläche erzeugen, die jedoch in der Regel nicht lange anhält, aber diese Methode sorgt konsequent für eine sauberere Oberfläche und eine qualitativ hochwertige Oberflächenbearbeitung. Dennoch hängt diese Methode von geschulten Arbeitskräften ab. Sie ist nicht immer optimal für komplexe Formen und Werkstücke, und die erzeugte Oberflächenqualität ist nicht korrosionsbeständig.
Chemisches und elektrolytisches Polieren gleichen oft die Schwächen der mechanischen Methode aus. Trotz ihrer höheren Effizienz, verbesserten Oberflächenschutzes und niedrigen Kosten sind diese Prozesse anfällig für andere Faktoren. Chemisches Polieren führt beispielsweise nicht immer zu einer gleichmäßigen Helligkeit und ist mit Umweltgefahren verbunden, während elektrolytisches Polieren auf hohe Stromdichten angewiesen ist, was ziemlich volatil ist und ständige Überwachung sowie komplexe zusätzliche Ausrüstung erfordert.
Allgemeine Richtlinien
Das Polieren ist eine detailorientierte Aufgabe. Nicht nur die erforderliche Oberflächenbeschaffenheit bestimmt viele Entscheidungen während des gesamten Prozesses – Wahl des Schleifmitteltyps und der Polierscheibe –, sondern die Oberflächenbeschaffenheit ist auch anfällig für viele Feinheiten des Polierens. Was die Polierscheiben betrifft, so gewährleistet die Vielfalt der Materialien die Herstellung verschiedener Arten von Oberflächenbeschaffenheit, aber Schleifscheiben mit Polyesterfüllung werden bevorzugt, da sie eine gleichmäßigere und konsistentere Oberflächenbeschaffenheit erzielen können.
Jede Schleifpaste ist spezifisch für ein bestimmtes Material der Polierscheibe. Es ist jedoch möglich, dies zu vermeiden, indem man die Pastenreste vor dem Gebrauch gründlich von der Polierscheibe entfernt.
Wie die meisten Oberflächenveredelungsverfahren erfordert auch das Polieren eine Vorbehandlung. Die Oberfläche sollte gereinigt und von Lack befreit werden, um einen besseren Kontakt zwischen dem Substrat und der Polierscheibe zu gewährleisten.
Anwendungen und verschiedene Materialien
Die Poliertechnik wird bei einer Vielzahl von Geräten angewendet, die von Haushaltsgegenständen wie Küchengeräten, Spülen und elektronischen Geräten über architektonisches Metall, medizinische Geräte bis hin zu Industrieteilen wie Turbinenschaufeln, Rädern und Sicherheitsausrüstung reichen.
Es gibt im Allgemeinen sechs Arten von Schleifmitteln: Schwarz (Schmirgelpaste), Weiß (Aluminiumoxid), Rot (Juwelierrot), Braun (Polierrot), grüne Pasten (Chrom(III)-oxid) und Blau (trockenere rote Paste, die auf einer eigenen Scheibe verwendet wird). Jedes ist spezifisch für eine Phase oder eine Art von Material. Blaue Polierpaste wird beispielsweise hauptsächlich für Kunststoffe und den letzten Polierschritt einiger Metalle verwendet. Grüne Pasten sind mit Edelstahl kompatibel. Schwarze Polierpaste hingegen ist dem Grobpolieren härterer Metalle vorbehalten.
In ähnlicher Weise gibt es sechs Arten von Polierkörpern (Material der Polierscheibe), jede mit spezifischen Anwendungsrichtlinien. Zum Beispiel sind Edelstahl, Eisen, Verchromung und einige weiche Metalle wie Kupfer und Messing während der Grobpolierphase auf Sisalfasern angewiesen, während ein Material wie Schnur nur mit Kunststoff für alle Phasen verwendet wird.
Viele Metallteile werden poliert, um mit einer Hochgeschwindigkeits-Poliermaschine eine reflektierende Oberfläche oder einen Spiegelglanz zu erzielen. Dies ist hauptsächlich mit Eisen und Stahl kompatibel und verbessert deren Aussehen erheblich.
Fazit
Der Polierprozess ist der Schlüssel zu einer konsistenten, schützenden und funktionellen Oberflächenbeschaffenheit. Neben der Ästhetik, die das herausragendste Merkmal dieses Prozesses ist, ist das Polieren auch kostengünstig und vielseitig einsetzbar. Da es mehr Materialien abdeckt und neuere Methoden entwickelt, erweitert sich das Potenzial dieser Methode, um verschiedene Arten der Oberflächenveredelung zu erzeugen. Die quasi-reflektierende Oberfläche und die gleichmäßig glatte Textur, verbunden mit einer konsistenten Farbverteilung und Korrosionsbeständigkeit, sind Kennzeichen des Polierprozesses und machen ihn zu einem Standard in verschiedenen Branchen.
