Trockenes Elektropolieren für anspruchsvolle, metallische Bauteile

Steigende Ansprüche an die Oberflächengüte bei gleichzeitig höheren Anforderungen an die Reproduzierbarkeit, Nachverfolgbarkeit sowie Ressourceneffizienz der Prozesse erfordern beim Oberflächenfinish angepasste Verfahren. Mit dem DryLyte-Verfahren bietet Rösler Oberflächentechnik eine innovative Lösung für das Elektropolieren anspruchsvoller, metallischer Bauteile. Im Gegensatz zu klassischen elektrochemischen Polierverfahren erfolgt die automatisierte Bearbeitung mit elektrolythaltigen, festen Partikeln in einem trockenen Umfeld. Säurebäder oder Prozessflüssigkeiten entfallen gänzlich. Zu den Vorteilen zählen neben einer hohen Geometrietreue und einem insgesamt verbesserten Oberflächenergebnis ein verringerter CO2-Fußabdruck und reduzierte Entsorgungskosten. Die kostenintensive und komplexe Aufbereitung von verbrauchten Prozessflüssigkeiten entfällt komplett und die Werkstücke kommen sauber aus dem Bearbeitungsverfahren.

Ob optische oder funktionale Eigenschaften – die Oberflächenbearbeitung steht vor vielerlei Herausforderungen. So sind einerseits höhere Anforderungen an die Oberflächenrauheit sowie die Geometrietreue des Bauteils zu erfüllen, aber gleichzeitig muss der Prozess wirtschaftliche und ökologische Kriterien erfüllen. Themen wie der Energiebedarf und Ressourcenverbrauch sowie die Vermeidung von potenziell gefährlichen Substanzen und Abfall rücken immer stärker in den Fokus. In vielen Fällen werden darüber hinaus reproduzierbare und lückenlos nachvollziehbare Prozesse gefordert. Mit Verfahren wie beispielsweise einer manuellen Bearbeitung oder klassischem Elektropolieren mit flüssigen Elektrolyten lassen sich diese Anforderungen nicht oder nur bedingt erfüllen. Eine innovative Lösung für die reproduzierbare Bearbeitung anspruchsvoller und geometrisch komplexer Bauteile aus leitfähigen Metallen stellt hier die innovative DryLyte-Technologie von GPA Innova, einem Partner der Rösler Oberflächentechnik, dar.

Vom Entgraten bis zur Hochglanzpolitur – nachhaltig und effizient

Das automatisierte Verfahren vereinfacht und standardisiert unterschiedliche Oberflächenbehandlungen vom Entgraten, Glätten und Schleifen bis zum Polieren mit Spiegelglanz sowie die Nachbearbeitung additiv gefertigter Bauteile. Das trockene Elektropolieren kann dabei je nach Ausgangszustand der Oberfläche und gefordertem Bearbeitungsergebnis als Finish-Prozess in Kombination mit bekannten Gleitschliff-, Strahl-, und sonstigen Vorschleifverfahren oder alleine eingesetzt werden.

Die DryLyte-Technologie basiert auf dem Prinzip des elektrochemischen Oberflächenabtrags. Allerdings kommen für den Metallabtrag keine flüssigen Elektrolyte, sondern eine Vielzahl unterschiedlich großer Polymerkügelchen mit einem an die Anwendung angepassten, integrierten Elektrolytmedium zum Einsatz. Im Gegensatz zum klassischen Elektropolieren entstehen daher keine gesundheitsgefährdenden Dämpfe, die eine energieintensive Absaugung und spezielle Schutzausrüstung für das Personal notwendig machen.

Da von der Oberfläche abgetragenes Material vom Elektrolytmedium aufgenommen wird, gelangen auch keine Stäube oder Metallpartikel, wie bei manuellen Schleif- und Polierprozessen, in die Umgebung. Ein stabiles Bearbeitungsergebnis wird über die gesamte Lebensdauer des Elektrolytmediums erzielt. Ein Austausch ist erst erforderlich, wenn das Trockenelektrolyt aufgrund des Metalleintrags gesättigt ist, für das dann eine ähnliche Entsorgung wie bei den Schleifmitteln stattfindet. Der Sättigungsgrad des Elektrolyten wird von der Maschine erfasst und das Bedienpersonal permanent über den Zustand und die noch zur Verfügung stehende Nutzungsdauer informiert. So kann immer gewährleistet werden, dass reproduzierbare Ergebnisse am Bauteil erreicht werden und eine optimale Ausnutzung des Elektrolyten erfolgt. Dies verringert die anfallenden Arbeits- und Entsorgungskosten. Parallel dazu wird aufgrund der hohen Ressourceneffizienz der CO2-Fußabdruck der Produkte reduziert.

Präzise, schonend und geometrieerhaltend bearbeiten

Beim trockenen Elektropolieren bewegen sich die fixierten Bauteile langsam durch das Elektrolytmedium, wobei eine homogene Umströmung stattfindet. Bauteilabhängig können auch Innenbearbeitungen erfolgen, welche durch spezielle Elektroden ermöglicht werden. Material wird verfahrensbedingt hauptsächlich von den Rauigkeitsspitzen auf der Oberfläche entfernt. Der Materialabtrag ist daher vergleichsweise gering und erfolgt sehr schonend. Die bearbeiteten Bauteile weisen eine homogene Oberfläche ohne Abdrücke, Musterbildung oder Orangenhauteffekte auf. Selbst bei filigranen und komplexen Geometrien kommt es durch die Bearbeitung zu keinen Mikrokratzern oder Brüchen.

Ein weiterer Vorteil der DryLyte-Technologie sind die vergleichsweise kurzen Prozesszeiten. Sie liegen je nach Anwendung, Ausgangsrauigkeit und gewünschtem Ergebnis zwischen wenigen Minuten bis zu 1,5 Stunden. Die Oberflächen können dabei nicht nur geglättet, sondern in einem Fertigungsschritt auch auf Hochglanz poliert werden. Sehr raue Oberflächen, beispielsweise von additiv gefertigten Komponenten, werden üblicherweise durch einen abrasiven Gleitschliffprozess vorbereitet.

Anpassbar an viele Anwendungen

Entwickelt wurde das konkurrenzlose und patentierte Verfahren ursprünglich für die Bearbeitung von Modellguss und Kronen aus Cobalt-Chrom und Titan in der Dentalindustrie. Inzwischen ist das trockene Elektropolieren von GPA Innova auch für die Behandlung von Edelstahl, Stahl, Hartmetall, Nickel-, Aluminium- und Kupfer-Legierungen sowie weiteren leitfähigen Metallen in weiteren Branchen im Einsatz, in denen hohe Ansprüche an die Oberflächenqualität gestellt werden, beispielsweise in der Raum- und Luftfahrt, Pharmaindustrie, im Maschinenbau und der Konsum- und Luxusgüterindustrie. Darüber hinaus wird es aufgrund der nachgewiesenen Biokompatibilität auch in der Medizintechnik bei der Herstellung von Implantaten und Instrumenten eingesetzt.

Über Rösler

Seit über 80 Jahren ist die Rösler Oberflächentechnik GmbH als inhabergeführtes Unternehmen im Bereich der Oberflächenbearbeitung tätig. Als internationaler Marktführer bietet Rösler ein umfassendes Portfolio an Anlagen, Verfahrensmitteln und Dienstleistungen rund um die Gleitschliff- und Strahltechnik für unterschiedlichste Branchen. Auch die Auswahl aus ca. 15.000 Verfahrensmitteln, die speziell in den weltweiten Customer Experience Center und Laboren entwickelt werden, folgt der spezifischen Kundenanforderung. Unter der Marke AM Solutions bietet das Unternehmen zudem vielfältige Lösungen und Dienstleistungen speziell für das Thema 3D-Druck/Additive Fertigung an. Als zentrales Trainingscenter vermittelt die Rösler Academy praxisorientierte Seminare zu den Themen Gleitschliff- und Strahltechnik sowie Lean Management. Zur Rösler Gruppe gehören insgesamt 15 Standorte und ca. 150 Handelsvertreter weltweit.

Quelle und Vorschaubild: Rösler Oberflächentechnik GmbH  /  Foto: GPA Innova