Einführung in die Poliermethode

Derzeit sind die gebräuchlichsten Poliermethoden wie folgt:

1.1 Mechanisches Polieren ist eine Poliermethode, die auf Schneiden und plastischer Verformung der Materialoberfläche beruht, um die polierten Konvexitäten zu entfernen und eine glatte Oberfläche zu erhalten. Im Allgemeinen werden Ölsteinstreifen, Wollräder, Schleifpapier usw. verwendet, und hauptsächlich werden Sonderteile wie rotierende Körper verwendet. Für die Oberfläche können Hilfswerkzeuge wie Drehteller eingesetzt werden, bei hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität kann die Methode des Ultrapräzisionspolierens eingesetzt werden. Beim Ultrapräzisionspolieren werden spezielle Schleifwerkzeuge verwendet, die in einer Polierflüssigkeit, die Schleifmittel enthält, fest auf die bearbeitete Oberfläche des Werkstücks gedrückt werden, um eine Hochgeschwindigkeitsrotation zu ermöglichen. Mit dieser Technologie kann eine Oberflächenrauheit von Ra0.008 μm erreicht werden, was die höchste unter verschiedenen Poliermethoden ist. Für optische Linsenformen wird häufig diese Methode verwendet.

1.2 Chemisches Polieren Beim chemischen Polieren wird der mikroskopisch kleine konvexe Teil des Materials im chemischen Medium bevorzugt aufgelöst als der konkave Teil, um eine glatte Oberfläche zu erhalten. Der Hauptvorteil dieser Methode besteht darin, dass sie keine komplexe Ausrüstung erfordert, Werkstücke mit komplexen Formen polieren kann und viele Werkstücke gleichzeitig mit hoher Effizienz polieren kann. Das Kernproblem des chemischen Polierens ist die Aufbereitung der Polierflüssigkeit. Die durch chemisches Polieren erzielte Oberflächenrauheit beträgt in der Regel mehrere 10 µm.

1.3 Elektrolytisches Polieren Das Grundprinzip des elektrolytischen Polierens ist das gleiche wie das des chemischen Polierens, das heißt, es beruht auf der selektiven Auflösung kleiner Vorsprünge auf der Oberfläche des Materials, um die Oberfläche zu glätten. Im Vergleich zum chemischen Polieren kann der Effekt der Kathodenreaktion eliminiert werden und der Effekt ist besser.

Der elektrochemische Polierprozess gliedert sich in zwei Schritte:

„(1) Makroskopischer Verlauf“ Das gelöste Produkt diffundiert in den Elektrolyten und die geometrische Rauheit der Materialoberfläche nimmt ab, Ra>1μm.

(2) Nivellierung bei schwachem Licht, anodische Polarisation, verbesserte Oberflächenhelligkeit, Ra<1μm.

„1.4 Ultraschallpolieren“ Legen Sie das Werkstück in die Schleifmittelsuspension und fügen Sie es im Ultraschallfeld zusammen. Dabei nutzen Sie die Schwingungswirkung des Ultraschalls, sodass das Schleifmittel auf der Oberfläche des Werkstücks geschliffen und poliert wird. Die Ultraschallbearbeitung hat eine geringe makroskopische Kraft und führt nicht zu einer Verformung des Werkstücks, es ist jedoch schwierig, Werkzeuge herzustellen und zu installieren. Die Ultraschallbearbeitung kann mit chemischen oder elektrochemischen Verfahren kombiniert werden. Auf der Grundlage von Lösungskorrosion und Elektrolyse wird die Lösung durch Ultraschallvibrationen gerührt, sodass die gelösten Produkte auf der Oberfläche des Werkstücks getrennt werden und die Korrosion oder der Elektrolyt in der Nähe der Oberfläche gleichmäßig ist. Der Kavitationseffekt von Ultraschall in der Flüssigkeit kann außerdem den Korrosionsprozess hemmen und die Oberflächenaufhellung erleichtern.

1.5 Flüssigkeitspolieren Flüssigkeitspolieren beruht auf dem Hochgeschwindigkeitsfluss von Flüssigkeit und Schleifpartikeln, die durch das Scheuern der Oberfläche des Werkstücks getragen werden, um den Zweck des Polierens zu erreichen. Häufig verwendete Methoden sind die Schleifstrahlbearbeitung, die Flüssigkeitsstrahlbearbeitung, das hydrodynamische Schleifen usw. Hydrodynamisches Schleifen wird durch hydraulischen Druck angetrieben, sodass das flüssige Medium, das die Schleifpartikel trägt, mit hoher Geschwindigkeit über die Oberfläche des Werkstücks hin und her strömt. Das Medium besteht hauptsächlich aus speziellen Verbindungen (polymerähnlichen Stoffen) mit guter Fließfähigkeit bei geringerem Druck und gemischt mit Schleifmitteln. Die Schleifmittel können aus Siliziumkarbidpulver bestehen.

1.6 Magnetisches Schleifpolieren Beim magnetischen Schleifpolieren werden magnetische Schleifmittel verwendet, um unter der Wirkung eines Magnetfelds Schleifbürsten zu bilden, um das Werkstück zu schleifen. Diese Methode zeichnet sich durch eine hohe Verarbeitungseffizienz, gute Qualität, einfache Kontrolle der Verarbeitungsbedingungen und gute Arbeitsbedingungen aus. Mit geeigneten Schleifmitteln kann die Oberflächenrauheit Ra0.1μm erreichen.

2 Grundmethode des mechanischen Polierens Das in der Kunststoffformverarbeitung erwähnte Polieren unterscheidet sich stark vom Oberflächenpolieren, das in anderen Branchen erforderlich ist. Streng genommen sollte das Polieren der Form als Spiegelbearbeitung bezeichnet werden. Es stellt nicht nur hohe Anforderungen an das Polieren selbst, sondern auch hohe Ansprüche an die Ebenheit, Glätte und geometrische Genauigkeit der Oberfläche. Beim Oberflächenpolieren ist in der Regel nur eine blanke Oberfläche erforderlich.

Der Standard der Spiegeloberflächenbearbeitung ist in vier Stufen unterteilt: AO=Ra0.008μm, A1=Ra0.016μm, A3=Ra0.032μm, A4=Ra0.063μm. Aufgrund von Verfahren wie elektrolytischem Polieren und Flüssigkeitspolieren ist es schwierig, die geometrische Genauigkeit von Teilen genau zu kontrollieren. Die Oberflächenqualität des chemischen Polierens, Ultraschallpolierens, Magnetschleifpolierens und anderer Verfahren entspricht jedoch nicht den Anforderungen, so dass die Spiegelbearbeitung von Präzisionsformen immer noch hauptsächlich mechanisches Polieren ist.

2.1 Grundverfahren des mechanischen Polierens Um qualitativ hochwertige Polierergebnisse zu erzielen, ist es am wichtigsten, über hochwertige Polierwerkzeuge und Hilfsprodukte wie Ölstein, Schleifpapier und Diamant-Läpppaste zu verfügen. Die Wahl des Polierverfahrens hängt von der Oberflächenbeschaffenheit nach der Vorbearbeitung ab, wie z. B. maschineller Bearbeitung, Erodieren, Schleifen usw.

Der allgemeine Prozess des mechanischen Polierens ist wie folgt:

(1) Grobes Polieren. Die Oberfläche kann nach dem Fräsen, Erodieren, Schleifen usw. mit einer rotierenden Oberflächenpoliermaschine oder einem Ultraschallschleifer mit einer Geschwindigkeit von 35–000 U/min poliert werden. Die am häufigsten verwendete Methode besteht darin, Räder mit einem Durchmesser von Φ40 mm und WA Nr. 000 zu verwenden, um die weiße Funkenschicht zu entfernen. Anschließend wird der Schleifstein manuell geschliffen und dem Streifenschleifstein wird Kerosin als Schmier- oder Kühlmittel zugesetzt. Die allgemeine Verwendungsreihenfolge ist #3 ~ #400 ~ #180 ~ #240 ~ #320 ~ #400 ~ #600. Um Zeit zu sparen, entscheiden sich viele Formenhersteller dafür, mit Nr. 800 zu beginnen.

(2) Halbpräzisionspolieren. Beim Halbpräzisionspolieren werden hauptsächlich Sandpapier und Kerosin verwendet. Die Anzahl der Schleifpapiere beträgt #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500. Tatsächlich wird für Schleifpapier Nr. 1500 nur Matrizenstahl verwendet, der zum Härten geeignet ist (über 52 HRC), kein vorgehärteter Stahl, da dieser zu Verbrennungen auf der Oberfläche des vorgehärteten Stahls führen kann.

(3) Feinpolieren Beim Feinpolieren wird hauptsächlich Diamantschleifpaste verwendet. Wenn das Poliertuchrad zum Polieren mit Diamantschleifpulver oder Schleifpaste gemischt wird, beträgt die übliche Polierreihenfolge 9 μm (#1800) ~ 6 μm (#3000) ~ 3 μm (#8000). Mit 9 μm Diamant-Schleifpaste und Poliertuch können die haarähnlichen Abnutzungsspuren entfernt werden, die durch Schleifpapier Nr. 1200 und Nr. 1500 entstehen. Verwenden Sie dann zum Polieren klebrigen Filz und Diamantpaste, die Reihenfolge beträgt 1 μm (#14000) ~ 1/2 μm (#60000) ~ 1/4 μm (#100000).

Der Polierprozess mit Präzisionsanforderungen über 1μm (einschließlich 1μm) kann in einem sauberen Polierraum in der Formenbearbeitungswerkstatt durchgeführt werden. Für präziseres Polieren ist ein absolut sauberer Raum notwendig. Staub, Rauch, Schuppen und Speichel können die hochpräzise polierte Oberfläche, die nach stundenlanger Arbeit entsteht, abtragen.

2.2 Zu beachtende Probleme beim maschinellen Polieren Beim Polieren mit Schleifpapier sind folgende Punkte zu beachten:

(1) Das Polieren mit Schleifpapier erfordert die Verwendung von Weichholz- oder Bambusstäben. Beim Polieren von runden oder kugelförmigen Oberflächen kann durch den Einsatz von Korkstäben die Krümmung der runden und kugelförmigen Oberflächen besser angepasst werden. Die härteren Holzleisten, wie Kirschholz, eignen sich eher zum Polieren von ebenen Flächen. Schneiden Sie die Enden der Holzleisten so ab, dass sie mit der Oberflächenform der Stahlteile übereinstimmen, um zu verhindern, dass die scharfen Winkel der Holzleisten (oder Bambusleisten) die Oberfläche der Stahlteile berühren und tiefe Kratzer verursachen .

(2) Beim Wechsel zu einem anderen Schleifpapiertyp sollte die Polierrichtung von 45° auf 90° geändert werden, damit die Streifen und Schatten, die der vorherige Schleifpapiertyp nach dem Polieren hinterlassen hat, unterschieden werden können. Bevor Sie auf ein anderes Schleifpapier wechseln, müssen Sie die Polierfläche vorsichtig mit einer mit einer Reinigungslösung wie Alkohol angefeuchteten 100% reinen Baumwolle abwischen, da ein kleiner Körnchen auf der Oberfläche die gesamte anschließende Polierarbeit zerstört. Ebenso wichtig ist dieser Reinigungsprozess beim Wechsel vom Schleifpapierpolieren zum Diamantpastenpolieren. Bevor das Polieren fortgesetzt werden kann, müssen alle Partikel und Kerosin vollständig gereinigt werden.

(3) Um Kratzer und Verbrennungen auf der Werkstückoberfläche zu vermeiden, ist beim Polieren mit Schleifpapier Nr. 1200 und Nr. 1500 besondere Vorsicht geboten. Daher ist es notwendig, eine leichte Last aufzubringen und ein zweistufiges Polierverfahren zum Polieren der Oberfläche zu verwenden. Beim Polieren mit jedem Schleifpapiertyp sollte zweimal in zwei verschiedene Richtungen poliert werden, und jede Drehung zwischen den beiden Richtungen beträgt 45°~90°.

3 Faktoren, die die Polierqualität von Formen beeinflussen

3.1 Der Einfluss unterschiedlicher Härte auf den Polierprozess. Mit zunehmender Härte wird das Polieren schwieriger, die Rauheit nach dem Polieren nimmt jedoch ab. Mit zunehmender Härte nimmt die Polierzeit zur Erzielung einer geringeren Rauheit entsprechend zu. Gleichzeitig erhöht sich die Härte und die Möglichkeit einer Überpolitur verringert sich entsprechend.

3.2 Der Einfluss der Oberflächenbeschaffenheit des Werkstücks auf den Polierprozess. Während des Zerkleinerungsprozesses der Schneidmaschine wird die Oberflächenschicht durch Hitze, innere Spannung oder andere Faktoren beschädigt und falsche Schneidparameter beeinträchtigen den Poliereffekt. Die Oberfläche nach dem Erodieren ist schwieriger zu schleifen als die Oberfläche nach einer normalen Bearbeitung oder Wärmebehandlung. Daher sollte vor dem Ende des Erodiervorgangs eine Präzisionserodierbearbeitung durchgeführt werden, da sonst eine dünne, gehärtete Schicht auf der Oberfläche entsteht.