Polerowanie i matowanie metalu: Obróbka powierzchni metalowych

1. Czym jest obróbka powierzchniowa metalu?

Nawet po zakończeniu procesu odlewu, kucia lub formowania przedmiot wykonany ze stali nierdzewnej lub innego metalu jest nadal w stanie surowym. By mógł on przykładowo, płynnie przesuwać się jako łożysko kulkowe, napędzać silnik jako tłok lub błyszczeć jako uchwyt drzwi szafy konieczna jest dalsza obróbka. Istnieje wiele rodzajów obróbki powierzchni. W większości przypadków poprzez usuwanie większych lub mniejszych warstw. Szlifowaniem można odpowiednio wykończyć powierzchnię obrabianego przedmiotu: znikają zadziory, nierówności i zanieczyszczenia (takie jak rdza lub zgorzelina). Następnie jest on przygotowywany do użycia: poprzez polerowanie lub matowienie. W większości przypadków technologia obróbki strumieniowo-ściernej ma również działanie ścierne. Rozróżnia się systemy czyszczenia strumieniowo-ściernego sprężonym powietrzem, które są zwykle obsługiwane ręcznie, oraz automatyczne oczyszczarki wirnikowe. Ścierniwo, które składa się głównie z wielu metalowych kulek o wielkości milimetra, jest przyspieszane i napędzane w kierunku obrabianej powierzchni, dzięki czemu powstaje jednolita powierzchnia tarcia.

2. Jakie są najważniejsze powody polerowania lub matowienia metalu?

Obróbka powierzchni tych elementów jest odpowiednio dopasowywana, w zależności od przeznaczenia i końcowego zastosowania. Powierzchnia obrabianego przedmiotu jest często pokrywana farbą, dlatego musi być optymalnie przygotowana. Metal należy najpierw oczyścić lub ujednolicić jego powierzchnię. W wielu przypadkach odbywa się to za pomocą obróbki strumieniowo-ściernej. W innych przypadkach, np. elementów dekoracyjnych lub biżuterii, obróbka (wykańczanie wibracyjne, polerowanie i matowienie) ma na celu uzyskanie efektu estetycznego lub designerskiego.

3. Jakie są zalety polerowania i matowienia metalu?

Celem polerowania metalu jest uzyskanie jak najmniejszej chropowatości powierzchni przy jak najmniejszym usunięciu materiału. Gładkie powierzchnie prowadzą do mniejszego tarcia, a tym samym do mniejszego zużycia narzędzi. Dzięki polerowaniu powierzchnie są szczególnie gładkie co ułatwia optymalne przyleganie powłok galwanicznych lub farb. W obu przypadkach celem jest zapewnienie długiej żywotności i doskonałego funkcjonowania komponentów zainstalowanych w produkcie końcowym. Jest to nie tylko podstawą wymaganej wydajności komponentu lub części łączącej, ale często także kwestią bezpiecznego eksploatowania. Na przykład, komponenty pojazdów wykonane z aluminium należy chronić przed korozją. A optymalna powierzchnia jest podstawą skutecznej ochrony przed rdzą. Ponieważ wymagania dotyczące wydajności komponentów stale rosną, również wymagania dotyczące obróbki powierzchni stają się coraz bardziej złożone. Nawet najmniejsza chropowatość może mieć negatywny wpływ. Polerowanie na wysoki połysk sprawia, że powierzchnia spełnia te wymagania i tworzy podstawę dla dalszych procesów obróbki. Jednakże, podobnie jak matowienie, polerowanie metalu może również pełnić funkcję czysto dekoracyjną. Na przykład w projektowaniu uchwytów, wykończeń lub elementów dekoracyjnych, które mają podkreślić charakter mebla lub pojazdu. Wreszcie, branża jubilerska również tradycyjnie wykorzystuje różne opcje wykończenia powierzchni, aby nadać połysk złotu lub innym metalom szlachetnym. W produkcji masowej, podobnie jak w produkcji komponentów, odbywa się to przede wszystkim przy użyciu odpowiednich maszyn i narzędzi.

4. Metody polerowania i matowienia

Małe części metalowe można zazwyczaj polerować ręcznie, na przykład za pomocą specjalnych przystawek do wiertarek ręcznych. Jeśli jednak chcemy wypolerować lub zmatowić elementy na większą skalę, małe i średnie firmy korzystają ze specjalnych maszyn. Na skalę przemysłową, polerowanie i wygładzanie dużych ilości jest również przeprowadzane w niektórych przypadkach przy użyciu technologii strumieniowo-ściernej na większych systemach. W przypadku polerowania mechanicznego i w celu usunięcia wszelkich nierówności luźny materiał ścierny jest przeciągany z naciskiem po powierzchni elementu. Zastosowanie pasty polerskiej w połączeniu z użyciem wysokiej energii sprawia, że powierzchnia obrabianego przedmiotu jest jeszcze gładsza. W ten sposób uzyskuje się idealnie dopasowaną do potrzeb chropowatość. EPojedyncze elementy lub mniejsze powierzchnie obrabianych przedmiotów są polerowane ręcznie. Stacjonarne maszyny polerskie CNC, maszyny do polerowania kontaktowego lub do polerowania na wysoki połysk są używane do obróbki większych powierzchni metalu. Wykończenie liniowe (inline) polega na tym, że stacjonarne, drobnoziarniste pasy ścierne zawsze poruszają się w tym samym kierunku, szorstkując metal w jednym kierunku. Wykończenie liniowe pozostawia cienkie, równomiernie wyrównane linie na powierzchni elementu. Ten rodzaj obróbki powierzchni jest szczególnie popularny w przypadku blach, które pełnią funkcję dekoracyjną, na przykład jako panele. Z drugiej strony, jeśli element ma otrzymać wysoki połysk to wykończenie polerowania bezkierunkowego jest lepszym rozwiązaniem. Można to osiągnąć poprzez szlifowanie mimośrodowe lub orbitalne. Jeśli powierzchnie metalowe mają być matowe, a nie błyszczące, stosuje się satynowanie (znane również jako szczotkowanie). Obróbka końcowa jest przeprowadzana przy użyciu specjalnych szczotek obrotowych, które zapewniają matowe lub matowo-błyszczące wykończenie. Ziarnistość materiału ściernego określa, jak drobny będzie powstały efekt szlifowania. Szczotkowane powierzchnie zazwyczaj pełnią również funkcję dekoracyjną. Elementy produkowane na skale przemysłową obrabiane są zazwyczaj masowo w dużych ilościach. By osiągnąć pożądaną jakość potrzebną do dalszego przetwarzania, firmy stosują systemy obróbki strumieniowo-ściernej. Dostępne są różne urządzenia do obróbki strumieniowo-ściernej odpowiednio do realizacji różnych celów: śruby i nity są obrabiane w urządzeniach do obróbki strumieniowo-ściernej bębnowej lub w śrutownicach taśmowych, a duże części, takie jak konstrukcje spawane lub profile, w urządzeniach do obróbki strumieniowo-ściernej z przenośnikiem podwieszanym lub rolkowym. Wykończenie powierzchni musi być ekonomiczne i spełniać jednocześnie wysokie wymagania jakościowe. W tym przypadku to charakterystyka (okrągłe, kątowe, ziarniste) i rodzaj ścierniwa określają stopień chropowatości powierzchni. Przykładowo materiały ścierne w drobnym zakresie 0,4 mm są idealne do polerowania strumieniowo-ściernego. To, która obróbka będzie odpowiednia, zależy od kształtu i rozmiaru obrabianego przedmiotu, a także jego materiału.

Podsumowanie

Obrabiane elementy zawsze mają do spełnienia określony cel, który często wiąże się również z wymogami dotyczącymi kwestii bezpieczeństwa. Niezależnie od tego, czy to obróbka strumieniowo-ścierna, szlifowanie czy polerowanie metalu: odpowiednie wykończenie powierzchni jest niezbędne do możliwie najwyższej jakości i najdłuższej żywotności powierzchni. Doskonałe wykończenie powierzchni metalu jest również ważne ze względów estetyczno-optycznych. Wybór odpowiedniego sposobu obróbki zależy od wymagań samego przedmiotu obrabianego. Obróbka strumieniowo-ścierna gwarantuje optymalne wyniki również dużej liczby elementów o najwyższej jakości.