Die Oberflächenbehandlung ist eine Technik zur Erzeugung einer Oberflächenschicht mit mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften, die sich vom Grundmaterial unterscheiden.
Ziel der Oberflächenbehandlung ist es, die spezifischen funktionalen Anforderungen des Produkts hinsichtlich Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Optik und anderer Faktoren zu erfüllen. Mechanisches Schleifen, chemische Behandlung, Wärmebehandlung und Oberflächenspritzen gehören zu den am häufigsten angewandten Verfahren. Die Oberflächenbehandlung dient der Reinigung, dem Entgraten, Entfetten und Entzundern der Werkstückoberfläche. Wir werden uns heute mit dem Ablauf der Oberflächenbehandlung befassen.
Häufig werden Vakuumgalvanisierung, Galvanisierung, Anodisierung, elektrolytisches Polieren, Tampondruck, Verzinken, Pulverbeschichtung, Wassertransferdruck, Siebdruck, Elektrophorese und andere Oberflächenbehandlungstechniken eingesetzt.
Ein physikalisches Abscheidungsverfahren ist die Vakuumplattierung. Dabei wird das Zielmaterial in Moleküle zerlegt, die von leitfähigen Materialien absorbiert werden. So entsteht eine gleichmäßige und glatte, metallische Oberflächenschicht, wenn unter Vakuum Argongas auf das Zielmaterial trifft.
Anwendbare Materialien:
1. Eine Vielzahl von Materialien, darunter Metalle, weiche und harte Polymere, Verbundwerkstoffe, Keramik und Glas, können vakuumgalvanisiert werden. Aluminium ist das am häufigsten galvanisierte Material, gefolgt von Silber und Kupfer.
2. Da die Feuchtigkeit in natürlichen Materialien die Vakuumumgebung beeinflusst, sind natürliche Materialien für die Vakuumgalvanisierung nicht geeignet.
Prozesskosten: Die Arbeitskosten für die Vakuumgalvanisierung sind relativ hoch, da das Werkstück besprüht, eingelegt, entladen und erneut besprüht werden muss. Die Komplexität und die Menge des Werkstücks beeinflussen die Arbeitskosten jedoch ebenfalls.
Umweltbelastung: Die Vakuumgalvanisierung ist etwa so umweltschonend wie die Sprühgalvanisierung.
Mithilfe eines elektrischen Stroms werden Atome eines in einen Elektrolyten eingetauchten Werkstücks während des elektrochemischen Prozesses der „Galvanisierung“ in Ionen umgewandelt und von der Oberfläche entfernt. Dadurch werden kleine Grate beseitigt und die Oberfläche des Werkstücks aufgehellt.
Anwendbare Materialien:
1. Die meisten Metalle können elektrolytisch poliert werden, wobei die Oberflächenpolitur von Edelstahl die beliebteste Anwendung ist (insbesondere bei austenitischem Edelstahl in Nuklearqualität).
2. Es ist unmöglich, viele Materialien gleichzeitig oder auch nur in derselben Elektrolytlösung elektrozupolieren.
Betriebskosten: Da das elektrolytische Polieren im Wesentlichen ein vollautomatisierter Prozess ist, sind die Arbeitskosten relativ gering. Umweltverträglichkeit: Beim elektrolytischen Polieren werden weniger gefährliche Chemikalien verwendet. Es ist einfach anzuwenden und benötigt nur eine geringe Menge Wasser. Darüber hinaus kann es die Korrosion von Edelstahl verhindern und dessen Eigenschaften verlängern.
3. Tampondrucktechnik
Heute ist eine der wichtigsten Spezialdrucktechniken die Fähigkeit, Texte, Grafiken und Bilder auf die Oberfläche von Objekten mit unregelmäßigen Formen zu drucken.
Nahezu alle Materialien können für den Tampondruck verwendet werden, mit Ausnahme derjenigen, die weicher als Silikonpads sind, einschließlich PTFE.
Mit dem Verfahren sind niedrige Arbeits- und Formenkosten verbunden.
Umweltbelastung: Dieses Verfahren hat eine hohe Umweltbelastung, da es nur mit wasserlöslichen Tinten funktioniert, die aus gefährlichen Chemikalien hergestellt werden.
4. das Verzinkungsverfahren
Ein Verfahren zur Oberflächenmodifizierung, bei dem Stahllegierungen mit einer Zinkschicht überzogen werden, um ästhetische und rostschützende Eigenschaften zu erzielen. Die Zinkschicht bildet eine elektrochemische Schutzschicht und verhindert so die Korrosion des Metalls. Galvanisieren und Feuerverzinken sind die beiden gängigsten Verfahren.
Anwendbare Werkstoffe: Da das Verzinkungsverfahren auf metallurgischer Bindungstechnologie beruht, kann es nur zur Behandlung von Stahl- und Eisenoberflächen eingesetzt werden.
Prozesskosten: kurze Zykluszeit/mittlere Arbeitskosten, keine Werkzeugkosten. Dies liegt daran, dass die Oberflächenqualität des Werkstücks stark von der physikalischen Oberflächenvorbereitung vor dem Verzinken abhängt.
Umweltverträglichkeit: Das Verzinken hat positive Auswirkungen auf die Umwelt, da es die Lebensdauer von Stahlbauteilen um 40–100 Jahre verlängert und das Werkstück vor Rost und Korrosion schützt. Darüber hinaus entstehen durch die wiederholte Verwendung von flüssigem Zink keine chemischen oder physikalischen Abfälle, und das verzinkte Werkstück kann nach Ablauf seiner Nutzungsdauer wieder in das Verzinkungsbad gegeben werden.
Die elektrolytische Beschichtung von Bauteiloberflächen mit einem Metallfilm dient der Verbesserung von Verschleißfestigkeit, Leitfähigkeit, Lichtreflexion, Korrosionsbeständigkeit und Ästhetik. Auch zahlreiche Münzen weisen eine galvanische Beschichtung auf.
Anwendbare Materialien:
1. Die meisten Metalle lassen sich galvanisieren, allerdings variieren Reinheit und Wirksamkeit der Beschichtung je nach Metall. Zu den am häufigsten verwendeten Metallen zählen Zinn, Chrom, Nickel, Silber, Gold und Rhodium.
2. ABS ist das Material, das am häufigsten galvanisiert wird.
3. Da Nickel hautschädlich und reizend ist, kann es nicht zur galvanischen Beschichtung von Gegenständen verwendet werden, die mit der Haut in Berührung kommen.
Prozesskosten: Es fallen keine Formkosten an, jedoch werden Vorrichtungen zur Fixierung der Bauteile benötigt. Der Zeitaufwand variiert je nach Temperatur und Metallart. Die Arbeitskosten sind mittel bis hoch und hängen von der Art der einzelnen zu galvanisierenden Teile ab; beispielsweise ist die Galvanisierung von Besteck und Schmuck mit sehr hohen Arbeitskosten verbunden. Aufgrund der strengen Anforderungen an Haltbarkeit und Ästhetik wird der Prozess von hochqualifiziertem Personal durchgeführt.
Umweltbelastung: Da beim Galvanisierungsverfahren so viele schädliche Stoffe zum Einsatz kommen, sind eine fachkundige Umleitung und Extraktion erforderlich, um Umweltschäden auf ein Minimum zu reduzieren.
Veröffentlichungsdatum: 07.07.2023
