Perfect glanzende oppervlakken reproduceerbaar en milieuvriendelijk vervaardigen

Het droge elektropolijsten is ook ideaal voor het afwerken van lifestyle-producten, zoals deze tamper. / The dry electropolishing technology is also ideal for finishing lifestyle products, like this tamper. ©Rösler

In tegenstelling tot de conventionele elektro-polijstmethoden verwijdert het DryLyte-proces materiaal alleen van de ruwheidspieken van het oppervlak. Het materiaalverlies is daarom relatief gering en de geometrie van het onderdeel blijft behouden. / In tegenstelling tot de traditionele elektro-polijstsystemen verwijdert het DryLyte-dry elektro-polijstproces alleen de ruwheidspieken van het oppervlak van het werkstuk. Daarom is de materiaalafname zeer laag. Dit zorgt ervoor dat de geometrische integriteit van de werkstukken niet wordt aangetast. © Rösler

Met de droge elektro-polijsting kunnen perfecte hoogglansoppervlakken reproduceerbaar en milieuvriendelijk in korte procestijden worden geproduceerd. / The dry electropolishing technology enables the reproducible and resource-saving generation of perfect high-gloss surfaces in short process times. ©GPA Innova

Stijgende eisen aan de oppervlaktetoleranties bij gelijktijdig hogere eisen aan reproduceerbaarheid, traceerbaarheid en resource-efficiëntie van de processen vereisen aangepaste methoden voor de oppervlakteafwerking. Met de DryLyte-methode biedt Rösler oppervlakte-techniek een innovatieve oplossing voor het elektro-chemisch polijsten van veeleisende, metalen onderdelen. In tegenstelling tot klassieke elektrochemische polijstmethoden wordt de geautomatiseerde bewerking uitgevoerd met elektrolythoudende vaste deeltjes in een droge omgeving. Zure wielen of procesvloeistoffen komen volledig te vervallen. Tot de voordelen behoren naast een hoge geometrietrouw en een algemeen verbeterd oppervlakteresultaat ook een verminderde CO2-voetafdruk en lagere verwijderingskosten. De kostbare en complexe verwerking van verbruikte procesvloeistoffen vervalt volledig en de werkstukken komen schoon uit het bewerkingsproces.

Of het nu gaat om optische of functionele eigenschappen – de oppervlaktebehandeling staat voor vele uitdagingen. Enerzijds moeten hogere eisen worden gesteld aan de oppervlaktetraagheid en de geometrietrouw van het onderdeel, maar tegelijkertijd moet het proces economisch en ecologisch voldoen. Thema's zoals energieverbruik en hulpbronnenverbruik, evenals het voorkomen van potentieel gevaarlijke stoffen en afval, krijgen steeds meer aandacht. In veel gevallen worden bovendien reproduceerbare en volledig traceerbare processen geëist. Met methoden zoals bijvoorbeeld handmatige bewerking of klassiek elektro-chemisch polijsten met vloeibare elektrolyten kunnen deze eisen niet of slechts beperkt worden vervuld. Een innovatieve oplossing voor de reproduceerbare bewerking van veeleisende en geometrisch complexe onderdelen van geleidend metalen is hier de innovatieve DryLyte-technologie van GPA Innova, een partner van Rösler oppervlakte-techniek.

Van ontbramen tot hoogglanspolijsten – duurzaam en efficiënt

De geautomatiseerde methode vereenvoudigt en standaardiseert verschillende oppervlaktebehandelingen, van ontbramen, gladmaken en slijpen tot spiegelglans polijsten en de nabewerking van additief vervaardigde onderdelen. Het droge elektro-chemisch polijsten kan afhankelijk van de uitgangstoestand van het oppervlak en het vereiste bewerkingsresultaat worden ingezet als finish-proces in combinatie met bekende glij- en straal-, en andere voorbewerkingsmethoden of op zichzelf staand.

De DryLyte-technologie is gebaseerd op het principe van elektrochemische oppervlakteafname. Echter, voor het materiaalafname worden geen vloeibare elektrolyten gebruikt, maar een verscheidenheid aan verschillende grote polymeerbolletjes met een op de toepassing afgestemd, geïntegreerd elektrolytmedium. In tegenstelling tot klassiek elektro-chemisch polijsten ontstaan hierdoor geen gevaarlijke dampen die een energie-intensieve afzuiging en speciale beschermkleding voor het personeel noodzakelijk maken. Omdat het materiaal dat van het oppervlak wordt verwijderd door het elektrolytmedium wordt opgenomen, komen er geen stofdeeltjes of metaaldeeltjes in de omgeving, zoals bij handmatige slijp- en polijstprocessen. Een stabiel bewerkingsresultaat wordt gedurende de hele levensduur van het elektrolytmedium bereikt. Een vervanging is pas nodig wanneer het droge elektrolyt door het metaalvervoer verzadigd is, waarna een vergelijkbare verwijdering plaatsvindt als bij schuurmiddelen. Het verzadigingsniveau van het elektrolyt wordt door de machine geregistreerd en het bedienend personeel wordt voortdurend geïnformeerd over de toestand en de nog beschikbare gebruiksduur. Zo kan altijd worden gewaarborgd dat reproduceerbare resultaten op het onderdeel worden bereikt en dat het elektrolyt optimaal wordt benut. Dit vermindert de arbeids- en verwijderingskosten. Tegelijkertijd wordt door de hoge resource-efficiëntie de CO2-voetafdruk van de producten verminderd.

Precies, voorzichtig en geometrie-behoudend bewerken

Bij het droge elektro-chemisch polijsten bewegen de vastgehouden onderdelen langzaam door het elektrolytmedium, waarbij een homogene stroming plaatsvindt. Afhankelijk van het onderdeel kunnen ook interne bewerkingen plaatsvinden, die mogelijk worden gemaakt door speciale elektroden. Materiaal wordt hoofdzakelijk door het proces verwijderd van de ruwe toppen op het oppervlak. Het materiaalafname is daardoor relatief gering en gebeurt zeer voorzichtig. De bewerkte onderdelen vertonen een homogeen oppervlak zonder afdrukken, patroonvorming of oranjehouteffecten. Zelfs bij fijne en complexe geometrieën ontstaan geen microkrassen of barsten door de bewerking.

De gerichte en 'gecontroleerde' bewerking zorgt er enerzijds voor dat bij precisieonderdelen, zoals machineonderdelen en gereedschappen voor de farmaceutische industrie, de geometrie niet wordt gewijzigd en randen niet worden afgerond. Anderzijds minimaliseert de effectieve gladmaking van het oppervlak de vorming van scheuren en kraters. Dit resulteert onder andere in een verbeterde corrosie- en vermoeidheidsbestendigheid en dus een langere levensduur van de onderdelen. In vergelijking met conventioneel elektro-chemisch gepolijste werkstukken corroderen drooggepolijste onderdelen 4 tot 15 keer langzamer (de corrosatietests werden uitgevoerd in een zoutwateroplossing met 30 g/L NaCl). Bij onderdelen zoals tandwielen, die in mechanische systemen worden gebruikt, verbetert de behandeling door de snelle toename van het draagvermogen tegelijkertijd de glij-eigenschappen en wordt een optimale verdeling van smeermiddelen op het oppervlak bereikt. Componentenverslijtage en geluidsproductie worden ook aanzienlijk verbeterd door de betere oppervlaktekwaliteit.

Een ander voordeel van de DryLyte-technologie zijn de relatief korte procesduur. Deze ligt, afhankelijk van de toepassing, de uitgangsruwheid en het gewenste resultaat, tussen enkele minuten en 1,5 uur. De oppervlakken kunnen niet alleen worden gladgemaakt, maar in één bewerkingsstap ook een hoogglans krijgen. Zeer ruwe oppervlakken, bijvoorbeeld van additief vervaardigde componenten, worden gewoonlijk voorbereid door een abrasieve glij-sliepproces.

Aanpasbaar voor vele toepassingen

Het onvergelijkbare en gepatenteerde proces is oorspronkelijk ontwikkeld voor de bewerking van modelgietwerk en kronen van cobalt-chroom en titanium in de tandheelkunde. Inmiddels wordt het droge elektro-chemisch polijsten van GPA Innova ook toegepast voor de behandeling van roestvrij staal, staal, harde legeringen, nikkel-, aluminium- en koperlegeringen, en andere geleidende metalen in sectoren waar hoge eisen worden gesteld aan de oppervlaktekwaliteit, zoals ruimtevaart, luchtvaart, farmaceutische industrie, machinebouw en de industrie voor consumenten- en luxegoederen. Daarnaast wordt het vanwege de bewezen biocompatibiliteit ook in de medische technologie gebruikt voor de productie van implantaten en instrumenten.

De procesuitvoering en de definitie van de procesparameters worden afgestemd op de onderdelen en toepassing in het Customer Experience Center van Rösler. Voor de implementatie staan verschillende installaties voor een geautomatiseerd proces ter beschikking. Dit garandeert dat alle onderdelen worden bewerkt met gedefinieerde of gevalideerde parameters.