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In vielen Anwendungen konkurrieren alternative Werkstoffe zunehmend mit herkömmlichem Stahl, da sie den Herstellern – vor allem wegen oft besserer Eigenschaften des Endprodukts – viele Vorteile bieten. Sie stellen an die Fertigungsprozesse, insbesondere in der Metallbearbeitung, jedoch höhere Ansprüche. In diesem Beitrag reißen wir einige Herausforderungen an, die mit der Arbeit an Stahl, Stahllegierungen, Edelstahl und Aluminium verbunden sind. Und wir erklären, welchen Einfluss das richtige Werkzeug darauf hat.
Aufgrund ihrer unterschiedlichen mechanischen und thermischen Eigenschaften verhalten sich die verschiedenen Werkstoffe beim Schleifen und Trennen unterschiedlich – und erfordern andere Werkzeuge. Beispiele sind in der Oberflächenvorbereitung, beim Glätten von Schweißnähten oder im Finishing zu finden. Bevor Sie einen neuen Werkstoff bearbeiten, sollten Sie Ihr Augenmerk daher immer auch auf das richtige Werkzeug richten.
Bei der Arbeit mit unlegiertem Stahl und Stahllegierungen ist das Hauptproblem oft die Zeit. Das Material ist robust, was bedeutet, dass es sich oft nur langsam abtragen lässt und dass schwere Werkzeuge erforderlich sind. Über einen langen Zeitraum macht das die Arbeit sehr beschwerlich. Wegen der Korrosionsanfälligkeit dieser Eisenwerkstoffe ist es zudem schwierig oder jedenfalls aufwendig, eine gute Oberflächengüte zu erzielen. Doch es gilt, Rost zu vermeiden und die Oberflächen optimal auf die spätere Lackierung vorzubereiten.
Wie kann ich schneller mit Stahl und Stahllegierungen arbeiten?
Bevor Sie mit der Arbeit beginnen, ermitteln Sie die beste Methode für den Materialabtrag. Kämen Sie beispielsweise via Schneiden oder Trennen schneller zum gewünschten Ergebnis als beim Schleifen? Wenn Sie Eingüsse mit einem Schneidwerkzeug nahe der Oberfläche entfernen können, verringert dies den erforderlichen Schleifumfang und steigert Ihre Produktivität. Können Sie auf das Schleifen nicht verzichten, sollten Sie darauf achten, ein geeignetes Schleifmittel zu verwenden; das ist entscheidend für einen effizienten Prozess. Ein Beispiel ist Zirkoniumoxid: Auf dieser Basis hergestellte Schleifmittel sind verschleißfest und liefern über eine lange Lebensdauer eine ausgezeichnete Leistung.
Im Vergleich zu unlegiertem Stahl und vielen anderen Eisenwerkstoffen hat Edelstahl eine relativ geringe Wärmeleitfähigkeit. Dadurch wird das Material bei der Bearbeitung an einigen Stellen schnell heiß, was wiederum das Risiko erhöht, dass Sie das Werkstück beschädigen. Außerdem besteht die Gefahr einer Kreuzkontamination, wenn Arbeiter mit ein und demselben Werkzeug abwechselnd an unlegiertem Stahl und an Edelstahl arbeiten. Denn dabei können sich am Schleifmittel Spuren des unlegierten Werkstoffs festsetzen, die dann auf das Edelstahlprodukt übertragen werden und dessen Qualität beeinträchtigen.
Wie kann ich verhindern, dass mein Edelstahl-Werkstück bei der Arbeit überhitzt?
Lokale Überhitzungserscheinungen an Ihrem Produkt können Sie vermeiden, indem Sie ein Werkzeug mit niedriger Drehzahl auswählen. Ideal sind unter 4000 Umdrehungen pro Minute im Leerlauf. Planen Sie aber zusätzliche Zeit für den Auftrag ein, da Sie wahrscheinlich länger brauchen werden, um optimale Ergebnisse zu erhalten. Verwenden Sie außerdem eine Fächerscheibe mit feinerer Körnung, um bei sanfteren Vorgängen eine bessere Oberfläche zu erzielen. Um Kontaminationen zu verhindern, verwenden Sie nur die für die jeweilige Aufgabe geeigneten Schleifmittel und stellen Sie sicher, dass Sie die Schleifmittel für Stahl- und Edelstahlanwendungen getrennt voneinander halten.
Wie Edelstahl kann auch Aluminium – durch zu starken Andruck des Werkzeugs auf das Material – schnell überhitzen, was das Produkt beschädigt. Außerdem setzt sich die Schleifscheibe gern mit Spänen zu. Das verlangsamt den Prozess und macht ihn ineffizient. Ferner sollten Sie mögliche Auswirkungen auf die Gesundheit Ihrer Mitarbeiter im Blick haben: Bei der Bearbeitung erzeugt das Material einen feinen Staub, der vom Bediener eingeatmet werden kann und daher ein Gesundheits- und Sicherheitsrisiko darstellt. Der Staub kann zudem Brände verursachen.
Bei der Bearbeitung von Aluminium können Sie einer lokalen Überhitzung am Werkstück vorbeugen, indem Sie das richtige Schleifmittel wählen. Die meisten Standard-Schleifmittel können bei normalen Drehzahlen verwendet werden. Diese hängen von der Größe der Schleifscheibe ab und betragen bei 6"-Scheiben 10000 Umdrehungen pro Minute und bei 7"-Durchmessern 8500 U/min. Weit verbreitet sind Aluminiumoxid-Schleifscheiben mit hochfestem Bindemittel; sie liefern aber nicht in jeder Anwendung das beste Ergebnis. Beispielsweise kann bei Verwendung einer vergleichsweise weichen Kunstharzbindung oder eines Siliziumkarbidkorns das Schleifen deutlich einfacher sein. Tragen Sie Sprays oder Wachse auf die Bauteile auf, um das Zusetzen der Schleifscheiben und die Gefahr von Blockierungen zu verringern. Und zum Schutz der Mitarbeiter sollten diese nur in gut belüfteten Bereichen arbeiten, die zudem mit einer Staubabsaugung ausgestattet sind.
Wenn Sie einen für Sie neuen Werkstoff bearbeiten wollten, sollten Sie sich mit dessen mechanischen und thermischen Eigenschaften vertraut machen und ein geeignetes Werkzeug einsetzen. Andernfalls können Sie schnell Probleme beim Materialabtrag bekommen. Jeder Werkstoff stellt seine eigenen Anforderungen. Je besser Sie diese verstehen, umso leichter finden Sie dasjenige Werkzeug, mit dem Sie am effektivsten und effizienten arbeiten können.
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