Heb je je ooit afgevraagd hoe je een onberispelijke metalen afwerking krijgt? Dit artikel duikt in verschillende polijsttechnieken, van mechanische tot ultrasone methoden, en beschrijft hun toepassingen en voordelen. Je leert hoe elke techniek werkt en hoe je de juiste kunt kiezen voor je project, zodat je verzekerd bent van een optimale oppervlaktekwaliteit en efficiëntie. Ontdek de geheimen achter het bereiken van een spiegelglans en de wetenschap die dit mogelijk maakt.
Momenteel zijn de meest gebruikte polijstmethodes de volgende:
Mechanisch polijsten is gebaseerd op snijden en de plastische vervorming van het materiaaloppervlak om de uitsteeksels na het polijsten te verwijderen om een glad oppervlak te verkrijgen. Het maakt over het algemeen gebruik van oliestenen, wollen schijven, schuurpapier, enz. en wordt voornamelijk met de hand gedaan.
Voor speciale onderdelen, zoals roterende carrosserieoppervlakken, kunnen draaitafels en andere hulpgereedschappen gebruikt worden. Voor hoge oppervlaktekwaliteitseisen kunnen ultraprecisieslijp- en polijstmethodes gebruikt worden.
Bij ultraprecies slijpen en polijsten worden speciaal gemaakte slijpgereedschappen gebruikt. In een slijp- en polijstvloeistof die slijpmiddelen bevat, wordt deze strak op het oppervlak van het werkstuk gedrukt voor een roterende beweging met hoge snelheid. Deze techniek kan een oppervlakteruwheid van Ra0.008μm, de hoogste van alle polijstmethoden. Matrijzen voor optische lenzen maken vaak gebruik van deze methode.
Bij chemisch polijsten lost het materiaal de microscopische uitsteeksels op het oppervlak bij voorkeur op in een chemisch medium, waardoor een glad oppervlak ontstaat. Het belangrijkste voordeel van deze methode is dat er geen complexe apparatuur nodig is en dat er complex gevormde werkstukken mee gepolijst kunnen worden, en dat er veel werkstukken tegelijk gepolijst kunnen worden, waardoor het zeer efficiënt is.
De kern van chemisch polijsten is de bereiding van de polijstvloeistof. De oppervlakteruwheid die wordt verkregen door chemisch polijsten is over het algemeen enkele 10 µm.
Het basisprincipe van elektrolytisch polijsten is hetzelfde als chemisch polijsten, namelijk door selectief de kleine uitsteeksels op het materiaaloppervlak op te lossen om het oppervlak glad te maken. Vergeleken met chemisch polijsten kan het de invloed van kathode reacties elimineren en betere resultaten behalen.
De elektrochemische polijstproces is verdeeld in twee stappen:
(1) Macro-nivellering: De oplossingsproducten diffunderen in de elektrolyt en de geometrische ruwheid van het materiaaloppervlak neemt af, met Ra＞1μm.
(2) Micro-nivellering: Anodepolarisatie verhoogt de helderheid van het oppervlak, met Ra＜1μm.
Bij ultrasoon polijsten wordt het werkstuk in een slijpmiddelsuspensie geplaatst en in een ultrasoon veld gebracht. De oscillerende werking van het ultrageluid zorgt ervoor dat de slijpmiddelen het oppervlak van het werkstuk slijpen en polijsten.
Ultrasone bewerking oefent lage macrokrachten uit, die geen vervorming van het werkstuk veroorzaken. Het maken en installeren van het gereedschap kan echter een uitdaging zijn. Ultrasoon bewerken kan worden gecombineerd met chemische of elektrochemische methoden.
Op basis van oplossingscorrosie en elektrolyse worden ultrasone trillingen toegepast om de oplossing te roeren, waardoor de oplossingsproducten op het oppervlak van het werkstuk kunnen loskomen en uniforme corrosie of elektrolyt in de buurt van het oppervlak kan worden gehouden. Het cavitatie-effect van ultrageluid in de vloeistof kan ook het corrosieproces remmen, wat bevorderlijk is voor het ophelderen van het oppervlak.
Vloeistofpolijsten vertrouwt op de snelle vloeistofstroom en de meegevoerde slijpkorrels om het werkstukoppervlak te polijsten. Gangbare methoden zijn abrasieve straalbewerking, vloeistofstraalbewerking en vloeibaar elektrisch slijpen.
Fluid power slijpen wordt aangedreven door hydraulische druk, waardoor het vloeibare medium dat de slijpkorrels bevat snel heen en weer stroomt over het werkstukoppervlak. Het medium gebruikt voornamelijk speciale verbindingen (polymeerachtige substanties) met goede vloei-eigenschappen onder lage druk en gemengd met slijpmiddelen. De slijpmiddelen kunnen gemaakt zijn van siliciumcarbidepoeder.
Magnetisch slijpen maakt gebruik van magnetische slijpmiddelen om een slijpborstel te vormen onder invloed van een magnetisch veld, die het werkstuk slijpt. Deze methode heeft een hoge bewerkingsefficiëntie, goede kwaliteit, eenvoudig te controleren bewerkingsomstandigheden en goede werkomstandigheden.
Met de juiste slijpmiddelen kan de oppervlakteruwheid Ra0,1 μm bereiken.
Bij het bewerken van kunststof mallen verschilt het vereiste polijsten aanzienlijk van het vereiste polijsten van oppervlakken in andere industrieën. Strikt genomen moet naar het polijsten van matrijzen worden verwezen als het bewerken van spiegeloppervlakken.
Dit stelt niet alleen hoge eisen aan het polijsten zelf, maar ook aan de vlakheid, gladheid en geometrische nauwkeurigheid van het oppervlak. Oppervlaktepolijsten vereist over het algemeen alleen een glanzend oppervlak.
De normen voor de bewerking van spiegeloppervlakken zijn onderverdeeld in vier niveaus: AO=Ra0.008μm, A1=Ra0.016μm, A3=Ra0.032μm, A4=Ra0.063μm. Omdat het moeilijk is voor methodes als elektrolytisch polijsten en vloeibaar polijsten om de geometrische nauwkeurigheid van de onderdelen nauwkeurig te controleren, en de oppervlaktekwaliteit van methodes als chemisch polijsten, ultrasoon polijsten en magnetisch polijsten niet aan de eisen kunnen voldoen, mechanisch polijsten wordt voornamelijk gebruikt voor de spiegeloppervlaktebewerking van precisiemallen.
Om een polijsteffect van hoge kwaliteit te bereiken, is het cruciaal om polijstgereedschap en hulpstukken van hoge kwaliteit te hebben, zoals oliestenen, schuurpapier en diamantslijppasta.
De keuze van de polijstprocedure hangt af van de oppervlaktegesteldheid na eerdere bewerkingen, zoals mechanische bewerkingen, vonkverspaning, slijpen enzovoort.
De algemene procedure voor mechanisch polijsten is als volgt:
(1) Grof polijsten
Het oppervlak na het frezen, vonken, slijpen enz. kan worden gepolijst met een roterende oppervlaktepolijstmachine met een snelheid van 35000-40000 tpm of een ultrasone slijpmachine.
Gebruikelijke methoden zijn het gebruik van een wiel met een diameter van Φ 3 mm en WA#400 om de witte vonkenlaag te verwijderen. Dit wordt gevolgd door handmatig slijpen met oliestenen, waarbij stripoliestenen en kerosine als smeer- of koelmiddel dienen.
De algemene volgorde van gebruik is #180~#240~#320~#400~#600~#800~#1000. Om tijd te besparen kiezen veel matrijsfabrikanten ervoor om vanaf #400 te beginnen.
Bij semi-fijn polijsten wordt voornamelijk schuurpapier en kerosine gebruikt. De volgorde van de schuurkorrels is: #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500.
In feite is #1500 schuurpapier alleen geschikt voor gehard gietstaal (52HRC en hoger), en niet geschikt voor voorgehard staal, omdat dit brandwonden aan het oppervlak kan veroorzaken op voorgeharde stalen onderdelen.
Voor het fijnpolijsten wordt voornamelijk gebruik gemaakt van diamantslijppasta. Als een polijstdoekschijf gemengd met diamantslijppoeder of slijppasta wordt gebruikt voor het slijpen, dan is de gebruikelijke slijpvolgorde 9μm (#1800) ~ 6μm (#3000) ~ 3μm (#8000).
De 9μm diamantslijppasta en polijstdoekschijf kunnen gebruikt worden om de harige slijpsporen te verwijderen die achtergelaten zijn door #1200 en #1500 schuurpapier. Daarna wordt er gepolijst met kleefvilt en diamantslijppasta, in de volgorde 1μm (#14000) ~ 1/2μm (#60000) ~1/4μm (#100000).
Polijstprocessen met precisievereisten boven 1 μm (inclusief 1 μm) kunnen worden uitgevoerd in een schone polijstruimte in de werkplaats waar de matrijs wordt verwerkt. Voor preciezer polijsten is een absoluut schone ruimte nodig. Stof, rook, roos en speekseldruppels kunnen het zeer nauwkeurig gepolijste oppervlak dat na enkele uren werk is verkregen, ruïneren.
Let bij het polijsten met schuurpapier op de volgende punten:
(1) Polijsten met schuurpapier vereist het gebruik van zachte houten of bamboe stokken. Bij het polijsten van ronde of bolvormige oppervlakken kan het gebruik van zachte houten stokken de kromming van de ronde en bolvormige oppervlakken beter volgen.
Aan de andere kant is harder hout zoals kersenhout meer geschikt voor het polijsten van vlakke oppervlakken. De uiteinden van de houten stokjes moeten zo worden bijgesneden dat ze overeenkomen met de vorm van het oppervlak van de stalen onderdelen. Dit kan voorkomen dat de scherpe hoeken van de houten (of bamboe) stokjes krassen maken op het oppervlak van de stalen onderdelen.
(2) Bij het overschakelen naar verschillende soorten schuurpapier moet de polijstrichting 45° ~ 90° worden veranderd. Hierdoor kunnen de streepschaduwen die door het vorige type schuurpapier zijn achtergelaten na het polijsten worden onderscheiden. Voordat u overschakelt op een ander type schuurpapier, moet het polijstoppervlak voorzichtig worden afgeveegd met een reinigingsoplossing zoals alcohol met behulp van 100% puur katoen.
De reden hiervoor is dat zelfs een klein stukje grind op het oppervlak het hele polijstproces kan verpesten. Dit reinigingsproces is net zo belangrijk wanneer je overschakelt van het polijsten met schuurpapier naar het polijsten met diamantslijppasta. Alle deeltjes en kerosine moeten volledig worden gereinigd voordat je verder gaat met het polijstproces.
(3) Om krassen en verbranding van het werkstukoppervlak te voorkomen, moet speciale zorg besteed worden aan het polijsten met #1200 en #1500 schuurpapier. Daarom is het noodzakelijk om een lichte belasting toe te passen en een tweestaps polijstmethode te gebruiken voor het oppervlak. Voor elk type schuurpapier dat gebruikt wordt voor het polijsten, moeten twee polijstbeurten uitgevoerd worden in twee verschillende richtingen, met een rotatie van 45° ~ 90° tussen elke richting.
Aandachtspunten voor diamantslijpen en -polijsten zijn onder andere:
(1) Dit type polijsten moet gedaan worden onder zo licht mogelijke druk, vooral bij het polijsten van voorgeharde stalen onderdelen en het gebruik van fijne slijppasta. Bij het polijsten met #8000 slijppasta is de meest gebruikte belasting 100~200g/cm2, maar het is moeilijk om deze belasting precies aan te houden. Om dit makkelijker te maken kan er een dun en smal handvat aan de houten stok gemaakt worden, zoals het toevoegen van een stukje koper; of een deel van de bamboestok kan afgezaagd worden om het flexibeler te maken. Dit kan helpen om de polijstdruk te controleren zodat de druk op het oppervlak van de mal niet te hoog wordt.
(2) Bij het gebruik van diamantslijpen voor het polijsten moet niet alleen het werkoppervlak schoon zijn, maar moeten ook de handen van de werknemer zorgvuldig gereinigd worden.
(3) Elke polijstsessie mag niet te lang duren, hoe korter, hoe beter. Als het polijstproces te lang duurt, zal het "sinaasappelhuid" en "putjes" veroorzaken.
(4) Om een polijsteffect van hoge kwaliteit te bereiken, moeten polijstmethodes en -gereedschappen die gemakkelijk warmte genereren vermeden worden. Het polijsten met een wiel kan bijvoorbeeld hitte opwekken die gemakkelijk "sinaasappelhuid" kan veroorzaken.
(5) Wanneer het polijstproces is gestopt, is het erg belangrijk dat het werkstukoppervlak schoon is en dat alle schuurmiddelen en smeermiddelen zorgvuldig worden verwijderd. Vervolgens moet er een schimmel-roestwerende coating op het oppervlak worden gespoten.
Omdat mechanisch polijsten voornamelijk handmatig gebeurt, is de huidige polijsttechnologie de belangrijkste factor die de kwaliteit van het polijsten beïnvloedt. Daarnaast heeft het ook te maken met het materiaal van de mal, de toestand van het oppervlak voor het polijsten en het warmtebehandelingsproces.
Hoogwaardig staal is een eerste vereiste om een goede polijstkwaliteit te bereiken. Als de oppervlaktehardheid van het staal ongelijk is of de eigenschappen verschillen, treden er vaak problemen op bij het polijsten. Verschillende insluitsels en poriën in het staal zijn niet bevorderlijk voor het polijsten.
3.1 De invloed van verschillende hardheden op het polijstproces
Een toename in hardheid maakt het slijpen moeilijker, maar verlaagt de ruwheid na het polijsten. Met de toename in hardheid neemt de polijsttijd die nodig is om een lagere ruwheid te bereiken navenant toe. Tegelijkertijd neemt met het toenemen van de hardheid de mogelijkheid tot overpolijsten af.
3.2 De invloed van de toestand van het werkstukoppervlak op het polijstproces
De oppervlaktelaag van het staal raakt beschadigd door de hitte, inwendige spanningof andere factoren tijdens het breekproces van mechanische verwerking. Onjuiste snijparameters zullen het polijsteffect beïnvloeden. Het oppervlak na vonkverspaning is moeilijker te slijpen dan het oppervlak na gewone mechanische bewerking of warmtebehandeling.
Daarom moet voor het einde van de vonkbewerking precisievonkverspaning worden toegepast, anders vormt zich een geharde dunne laag op het oppervlak. Als de precisie-vonkvorming niet goed gekozen wordt, kan de diepte van de warmte-beïnvloede laag oplopen tot 0,4 mm. De hardheid van de geharde dunne laag is hoger dan de basishardheid en moet worden verwijderd.
Daarom is het het beste om een grof slijpproces toe te voegen, de beschadigde oppervlaktelaag grondig te verwijderen, een gemiddeld ruw metaaloppervlak te creëren en een goede basis te leggen voor het polijstproces.
Chemisch polijsten is voor gelegenheden waar de polijstvereisten niet hoog zijn en het moet verwarmd worden. Met de huidige technologie, als de bovenstaande drie soorten polijsten gebruikt kunnen worden, moet je geen chemisch polijsten gebruiken, omdat het effect van chemisch polijsten slecht is en de totale kosten hoog zijn.
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
PT 
RU