Die Oberflächenbearbeitung ist der letzte Schritt bei der CNC-Bearbeitung und dient der Verbesserung der Produktqualität. Durch die Oberflächenbearbeitung lassen sich optische Mängel beseitigen, die Optik des Produkts verbessern und die mechanische Festigkeit oder die elektrischen Eigenschaften erhöhen.
Wie wählen Produktmanager und Designer angesichts der vielfältigen Oberflächenbehandlungsmethoden die optimale Lösung? Keine Sorge, die folgenden gängigen Verfahren bieten jeweils ihre Vorteile. Sobald Sie die Eigenschaften der einzelnen Methoden kennen, können Sie Ihrem Produkt einen Mehrwert verleihen.
GemeinsamOberflächenbehandlungenfür CNC-bearbeitete Teile
Verarbeitungsstatus
Die Oberfläche von CNC-bearbeiteten Teilen wird als „bearbeitete Oberfläche“ bezeichnet. Sie ist zwar rau, weist aber enge Maßtoleranzen auf, was für manche technische Anwendungen ausreichend ist. Die mittlere Rauheit beträgt etwa 3,2 μm, und es ist keine Nachbearbeitung erforderlich, wodurch die Produktionseffizienz hoch ist.
Für Anwendungen, bei denen Maßgenauigkeit wichtiger ist als das Aussehen, ist diese Bearbeitungsoberfläche ausreichend. Aufgrund ihrer Rauheit und des Fehlens einer Schutzbeschichtung bietet sie jedoch nur geringe Schutzeigenschaften und ist anfällig für Kratzer und Verschleiß. Insgesamt ist das Preis-Leistungs-Verhältnis in manchen Fällen zufriedenstellend, während zusätzliche Oberflächenbehandlungen erforderlich sein können, wenn ein hoher Schutz gefordert ist.
Anodisieren ist ein elektrochemischer Prozess, der einen dickeren und dichteren Oxidfilm auf der Oberfläche von CNC-bearbeiteten Teilen erzeugen und dadurch die Schutzwirkung verbessern kann.
Dieses Verfahren eignet sich nur für Aluminium- oder Titanlegierungen, da diese eine hohe Leitfähigkeit aufweisen. Dabei wird die Legierung in ein säurehaltiges Elektrolytbad gegeben und dient als Anode. Durch Stromfluss verbinden sich die Sauerstoffionen der Säure mit den Legierungsatomen an der Oberfläche zu einer Oxidschicht.
Es gibt zwei Hauptarten der Anodisierung. Das Gesamtverfahren ist dasselbe, jedoch müssen die Werkstücke in Schwefelsäurelösungen unterschiedlicher Konzentration eingetaucht werden. Typ II wird als „dekorative Anodisierung“ bezeichnet und erzeugt eine transparente oder farbige Beschichtung mit einer Dicke von 4–25 µm. Typ III wird als „Hartanodisierung“ bezeichnet, weist eine Beschichtungsdicke von 125 µm auf und ist verschleißfester.
Insgesamt sind eloxierte Oberflächen langlebig und formstabil und eignen sich daher ideal für Hohlräume und Kleinteile mit hohen Leistungsanforderungen. Sie zählen zu den optisch ansprechendsten CNC-gefrästen Oberflächen, sind aber vergleichsweise teuer.
Pulverbeschichtung
Die Pulverbeschichtung ähnelt dem Sprühlackieren. Zunächst wird die Oberfläche des Bauteils durch Phosphatierung oder Chromatierung vor Korrosion geschützt. Anschließend wird das Bauteil mit einer elektrostatischen Spritzpistole trocken pulverbeschichtet und in einem Ofen bei über 200 °C ausgehärtet. Durch mehrlagiges Auftragen kann eine Schichtdicke von bis zu 72 µm erreicht werden.
Diese Behandlung bildet einen Schutzfilm für CNC-Teile, der hart, verschleißfest und optisch ansprechend ist. In Kombination mit Sandstrahlen lassen sich die Korrosionsbeständigkeit und die Oberflächengleichmäßigkeit der Teile weiter verbessern.
Im Gegensatz zur Anodisierung ist die Pulverbeschichtung mit allen Metallen kompatibel, weist eine hohe Zähigkeit und Schlagfestigkeit auf und eignet sich daher für eine Vielzahl funktionaler Anwendungen, insbesondere für militärische Zwecke.
Die Pulverbeschichtung bietet jedoch eine ungenaue Maßgenauigkeit und ist für Kleinteile oder Innenflächen ungeeignet. Zudem können die höheren Kosten den Einsatz in der Großserienfertigung einschränken.
Das Kugelstrahlen dient dazu, CNC-gefrästen Teilen eine matte oder seidenmatte Oberflächenveredelung zu verleihen. Dabei werden Millionen von Glasperlen mit Druckluft auf das Werkstück geschossen, wodurch Werkzeugspuren und Unebenheiten effektiv entfernt und eine gleichmäßige, körnige Textur erzeugt wird. Im Gegensatz zu anderen Oberflächenbehandlungen wie Anodisieren und Pulverbeschichten verändert das Kugelstrahlen das Werkstück weder chemisch noch mechanisch – es verändert lediglich dessen Aussehen. Anders als beim Pulverbeschichten, wo Material aufgetragen wird, wirkt das Kugelstrahlen reduzierend, da es nur geringe Materialmengen abträgt. Dies ist besonders wichtig, wenn Ihr Werkstück enge Toleranzen aufweist.
Kugelstrahlen ist eine der kostengünstigeren Oberflächenveredelungsmethoden, erfordert jedoch manuelle Bedienung. Wer diese Methode in Betracht zieht, sollte einen entsprechend geschulten Bediener einplanen, da die Oberflächenqualität maßgeblich von dessen Fachkenntnis abhängt. Auch die Art und Größe der verwendeten Strahlmittel beeinflussen das Ergebnis. Obwohl es sich um ein manuelles Verfahren handelt, bleibt Kugelstrahlen eine vielseitige und kostengünstige Option für die matte Oberflächenveredelung von CNC-Teilen innerhalb der Toleranzgrenzen.
Hinweise zur Oberflächenbearbeitung von CNC-gefrästen Teilen
Kurz gesagt: Für Bauteile, die keine perfekte Optik erfordern, aber ihre ursprünglichen Abmessungen beibehalten müssen, sind Nachbearbeitungsverfahren wie Anodisieren oder Pulverbeschichten eine effektive Option. Anodisieren verbessert die Schutzeigenschaften von Aluminium- oder Titanbauteilen. Wenn ein Bauteil nicht anodisiert werden kann, aber Festigkeit und Schlagfestigkeit benötigt, bietet Pulverbeschichtung eine Alternative. Ist letztendlich die Wirtschaftlichkeit wichtiger als die Toleranz – und das Bauteil keine glatte Oberfläche erfordert –, kann Sandstrahlen die bessere Methode sein.
Ingenieuren, Designern und Produktmanagern wird empfohlen, sich von Fertigungsexperten beraten zu lassen, um die richtige Entscheidung für ihr nächstes Projekt zu treffen. Die Experten von Kachi sind mit allen Aspekten des Fertigungsprozesses vertraut – von der Produktentwicklung und dem Prototypenbau bis hin zur Serienproduktion. Unser Team unterstützt Sie bei der Auswahl der optimalen Oberflächenbehandlung für Ihre CNC-gefrästen Teile und sorgt dafür, dass Sie ein robustes und hochwertiges Endprodukt auf den Markt bringen. Bei Bedarf kontaktieren Sie uns bitte.
Veröffentlichungsdatum: 30. November 2023
