Industrielles Aufrauen und Raustrahlen von OberflÀchen
Aufrauen fĂŒr eine bessere Haftung von Beschichtungen
MetalloberflĂ€chen weisen je nach Herstellungsverfahren eine mehr oder weniger raue, inhomogene OberflĂ€chenstruktur auf. Vor ihrer Weiterverarbeitung mĂŒssen sie gleichmĂ€Ăig aufgeraut werden, um die AdhĂ€sion von Beschichtungen, Verklebungen oder Lackierungen zu verbessern. Das geschieht in der Regel mithilfe der Strahltechnik. Dieser Prozess wird auch als Raustrahlen bezeichnet.
Durch das Aufrauen oder Raustrahlen (teils auch als Schleifstrahlen bezeichnet) wird die OberflĂ€che eines Bauteils und damit die KontaktflĂ€che fĂŒr die nachfolgenden OberflĂ€chenschichten (z. B. Lack oder Kleber) gezielt vergröĂert. Die KontaktflĂ€chen mĂŒssen fĂŒr eine optimale Haftung aber nicht nur rau, sondern auch sauber und frei von Verunreinigungen und Verschmutzungen sein . Nach dem Strahlen mĂŒssen deshalb alle RĂŒckstĂ€nde des Strahlprozesses wie Staub und Strahlmittel grĂŒndlich entfernt werden. Zur Reinigung der gestrahlten WerkstĂŒcke sind Strahlanlagen von Rösler daher mit Abblas-Einrichtungen oder speziellen BĂŒrsten ausgestattet.
Aufrauen als Endbearbeitungsschritt in verschiedenen Industriezweigen
Das Aufrauen ist zwar in erster Linie ein Vorprozess oder Zwischenschritt vor dem Auftrag der entsprechenden Schichten auf den Grundwerkstoff, es kann aber auch ganz am Ende der Produktionskette stehen. So werden im OrthopĂ€die-Bereich die Nicht-Gelenkseiten von Femur- und Tibia-Implantaten aufgeraut. Dieses Finish sorgt dafĂŒr, dass die Implantate gut im Körper festwachsen können.
Auch in anderen Branchen wie der Automobilindustrie kann das Aufrauen der letzte Schritt der OberflĂ€chenbearbeitung sein. Etwa, wenn die ReibbelĂ€ge von Kupplungen vor der Endmontage aufgeraut werden, um den Haftreibungskoeffizienten zwischen Reibebelag und GegenflĂ€che zu verbessern und so fĂŒr eine griffige OberflĂ€che zu sorgen.
Ein weiteres Ziel des Aufrauens kann die Beschleunigung von KĂŒhlprozessen sein: Im Werkzeug- oder Formenbau werden OberflĂ€chen in den KĂŒhlkanĂ€len oder auf FormeinsĂ€tzen aufgeraut, um den WĂ€rmeĂŒbergangskoeffizienten zu erhöhen und dadurch die WĂ€rmeabfuhr zu beschleunigen. In der WĂ€rmeaustauschtechnik sorgen gezielt aufgeraute InnenflĂ€chen fĂŒr einen verbesserten konvektiven WĂ€rmeĂŒbergang. Im Motoren- und Turbinenbau werden OberflĂ€chen durch gezieltes Aufrauen mikrostrukturiert, um die WĂ€rmeableitung in hochbelasteten Bereichen zu verbessern und eine stabilere thermische Balance zu erreichen.
Was mĂŒssen Sie ĂŒber das Aufrauen wissen?
Wichtige Fragen im Ăberblick
Was ist Sweepen, Sweep-Strahlen oder Feinstrahlen?
Das Sweepen bzw. Sweep-Strahlen oder Feinstaubstrahlen / Feinstrahlen ist eine besonders schonende Variante des Aufrauens und kommt besonders bei der Bearbeitung von empfindlichen Materialien wie Aluminium, Edelstahl oder feuerverzinktem Stahl zur Anwendung. Auch diese mĂŒssen vor dem Beschichten, Verkleben, SchweiĂen oder dem Auftragen einer Pulverbeschichtung sanft gereinigt und minimal aufgeraut werden. Durch den Einsatz von kantigem Strahlmittel und geringer Energie (Druckluft- oder Schleuderrad) wird gewĂ€hrleistet, dass das Grundmaterial bzw. die Verzinkung dabei nicht zerstört wird und die speziellen Eigenschaften der OberflĂ€che erhalten bleiben.
Was kann Mattierstrahlen oder Dekorstrahlen?
Auch das Mattierstrahlen ist eine Sonderform des Aufrauens oder Raustrahlens. Bei dieser Bearbeitungs-Methode wird feines Strahlmittel eingesetzt, um FunktionsflÀchen zu schaffen oder optische Effekte zu erzielen. Zum Beispiel chirurgisches Besteck, das im OP nicht spiegeln darf, wird mit Keramikperlen gestrahlt, um ein seidenmattes Finish zu erzielen.
Optimale OberflÀchenvorbereitung: Welche Rolle spielt das Aufrauen im Industriealltag?
OberflĂ€chen aus Metall und Kunststoff werden im Industriealltag aufgeraut, um einen besseren Grund fĂŒr die weitere Bearbeitung zu bieten. Unebenheiten werden entfernt, um so die besten Voraussetzungen fĂŒr ein optimales Verzahnen bzw. Verbinden von OberflĂ€che und Verbundstoff (Lack, Kleber) zu erreichen. Wichtig ist dabei auch eine gezielte Vorbereitung des WerkstĂŒcks durch das Reinigen und die Entfernung von RĂŒckstĂ€nden.
Welche MessgröĂen zur Beschreibung der OberflĂ€chenrauheit gibt es?
- Ra-Wert (arithmetischer Mittenrauwert): Beschreibt den durchschnittlichen Abstand aller gemessenen Punkte von einer mittleren Bezugslinie. Der Wert wird in Mikrometern (”m) angegeben.
- Rz-Wert (gemittelte Rautiefe): Gibt den durchschnittlichen Höhenunterschied zwischen den höchsten Spitzen und den tiefsten TĂ€lern ĂŒber mehrere Einzelmessstrecken hinweg an.
- Rt / Rmax (Gesamtrauheit bzw. maximale Rautiefe): Bezeichnet die gröĂte vertikale Differenz zwischen der höchsten Erhebung und der tiefsten Vertiefung innerhalb der gesamten Messstrecke.
- Rpk-Wert (reduzierte Spitzenhöhe): Bezeichnet die mittlere Höhe der tragenden OberflĂ€chenspitzen ĂŒber dem Kernprofil und gibt an, wie stark die obersten Rauheitsspitzen aus dem Materialkern herausragen.
Kleben, Lackieren, Beschichten: Welche Rauheitswerte sorgen fĂŒr die stabilste Verbindung von Metall und Kunststoffkomponenten?
FĂŒr diese Angabe eignet sich der Rz-Wert besonders gut, da er den Mittelwert aus den gemessenen Rautiefen einschlieĂlich der höchsten Spitzen und tiefsten Vertiefungen darstellt. AbhĂ€ngig vom gewĂ€hlten Verfahren, dem Werkstoff und der spĂ€teren Beanspruchung ist der entsprechende Rz-Wert zu bestimmen. In der Praxis kann dieser zwischen 10 und 100 ”m liegen, je nach geforderter Haftung.
Wie verÀndert sich die OberflÀchenenergie durch das Aufrauen?
Als OberflĂ€chenenergie bezeichnet man die energetische Spannung an der GrenzflĂ€che eines Materials. Sie gibt an, wie stark die MolekĂŒle an der OberflĂ€che miteinander verbunden sind. Durch jedes OberflĂ€chenbearbeitungsverfahren, wie das Schleifen, Strahlen oder SchweiĂen, wird die OberflĂ€chenenergie verĂ€ndert. Durch das Aufrauen einer OberflĂ€che erhöht sich ihre OberflĂ€chenenergie und damit auch die HaftfĂ€higkeit des Materials.
Welche Strahlmittel eignen sich fĂŒrs Raustrahlen?
Korund, Granatsand, Keramik, Edelstahlkörnergut, Kunststoffgranulat, Glasperlen oder Glasperlen-Bruch. Die Auswahl richtet sich, ebenso wie die passende KorngröĂe, nach dem zu bearbeitenden Material, dem Bearbeitungsziel bzw. gewĂŒnschten Rauheitswert, dem Ausgangszustand der OberflĂ€che und der Empfindlichkeit des WerkstĂŒcks. Generell sind aber kantige Strahlmittel eher geeignet.
Welche Anforderungen werden an die Strahlanlage gestellt?
Durch den Einsatz eines besonders aggressiven Strahlmittels beim Raustrahlen bzw. Aufrauen sind die Anlagen einem hohen VerschleiĂ ausgesetzt und mĂŒssen daher entsprechend robust konstruiert sein. Gleiches gilt fĂŒr Turbinen und Strahlantriebe, die durch den kontinuierlichen Kontakt mit dem Strahlmittel stark beansprucht werden und ohne geeignete Auslegung des Systems schnell ersetzt werden mĂŒssten.
Verwenden Sie den Solution Finder, um das richtige System fĂŒr Ihre Verarbeitungsmethode zu finden.