Ko se najtrši material na svetu združi z mehkimi plastiki, nastanejo orodja z zelo posebnimi lastnostmi za brušenje. Govorimo o elastično vezanih diamantnih brusnih kolesih. Ta igrajo svoje prednosti pri končni obdelavi in zagotavljajo popoln brušeni površini. Inovativni postopki, kot je ta, so potrebni, saj se industrija proizvodnje sooča z izzivom, da mora izdelovati vedno bolj kompleksne in natančne komponente iz odpornih materialov. Tradicionalni proizvodni postopki pogosto naletijo na omejitve, zlasti ko so površine tako fine, da jih je treba obdelovati posebej občutljivo. Na strokovnem sejmu GrindingHub, ki ga organizira VDW (Zveza nemških tovarn orodnih strojev) od 5. do 8. maja 2026 v Stuttgartu, bodo obiskovalci izvedeli več o inovativnih brusilnih tehnikah za najvišje kakovosti površin.
Za zahtevne končne in polirne procese
„Pri zahtevah po ogledalnem sijaju dosežejo elastično vezani diamantni orodja svoj maksimum“, pravi Jens Meiberg, vodja razvoja tehnologij pri specialistu za brušenje Artifex Dr. Lohmann GmbH & Co. KG, Kaltenkirchen. Slika: Artifex
Elastični brusni in polirni pripomočki se uporabljajo v različnih panogah. V obdelavi kovin izboljšujejo površine najfinejših kirurških instrumentov do visoko obremenjenih turbinskih lopatic. S temi orodji je mogoče pospešiti proizvodne procese ter povečati ekonomičnost in trajnost v proizvodnji. „Njihove prednosti se pokažejo povsod, kjer je treba natančno obdelati zelo trde materiale, kot je trdi kovin,“ pravi Jens Meiberg, vodja tehnološkega razvoja razstavljavca GrindingHub, podjetja Artifex Dr. Lohmann GmbH & Co. KG, specialista za elastične brusne in polirne pripomočke s sedežem v Kaltenkirchenu blizu Hamburga. „Še posebej pri aplikacijah, kjer so zahtevane izjemno fine površine do ogledalne sijaja, dosegajo svoj maksimum,“ pravi Meiberg. Zaradi tega so idealni za zahtevne končne in polirne procese. Trenutno se Artifex po besedah Meiberga osredotoča na obdelavo vrtalnih in frezarskih orodij iz trdega kovina za izboljšanje robov rezanja in učinkovitejše usmerjanje odrezkov pri obdelovalnih orodjih.
Višja učinkovitost in zmanjšani skupni stroški
Tehnično optimalne površine so eno, ekonomičnost pa drugo. V industrijski praksi se na koncu vse vrti okoli izračuna stroškov in koristi za uporabnika. Z drugimi besedami: Kdaj izboljšana kakovost površine upravičuje višje stroške? „Študije dokazujejo izboljšanje življenjske dobe za več kot 50 odstotkov v primerjavi z neobdelanimi orodji,“ pravi vodja podjetja Artifex Meiberg. V kombinaciji s hitrejšim tokom odrezkov in večjim volumnom odrezkov uporabnik doseže znatno prednost v stroških in življenjski dobi. Z obdelavo z elastično vezanimi diamantskimi orodji se kakovost površine obdelovancev znatno izboljša. „Ta optimizacija v praksi vodi do občutno daljših življenjskih dob naslednjih orodij ter do stabilnejšega in zanesljivejšega obnašanja procesa. Uporabniki tako pridobijo na večji učinkovitosti in zmanjšanih skupnih stroških,“ dodaja Meiberg.
Natančna obdelava za filigranske površine
Nekatere površine so tako filigranske, da jih je treba obdelovati izjemno občutljivo. Elastično podloženi diamanti, kot pojasnjuje vodja tehnološkega razvoja podjetja Artifex, „dosežejo neoblikovane sijajne površine“ z obrezovanjem topoloških materialnih vrhov. Pri tem se homogen razporejen abraziv v vezivni matrici giblje naprej in nazaj. Poenostavljeno in laikom rečeno: mehka masa se nekoliko upogne, tako da se delci pri drgnjenju rahlo zibajo, namesto da bi trdo praskali. Zato se površina le nežno zgladi in polira, namesto da bi se material agresivno odstranjeval ali spreminjala oblika. Z drugimi besedami: pametnejši brusni disk se upogne. „Parametri pritiska in hitrosti procesa predstavljajo največji izziv za izključitev izbruhov zrn iz te novo razvite mehke vezave,“ pravi Meiberg. Kakovost površine je mogoče reproduktivno doseči skozi celoten življenjski cikel diskov.
Z uporabo možnosti menjave orodij v stroju poteka obdelava v eni nastavitvi in ne preko naknadnih procesov. Po besedah Meiberga Artifex s svojo interno raziskovalno in razvojno enoto zagotavlja kontinuirano nadaljnje razvijanje diamantnih orodij – zlasti glede na nove zlitine trdih kovin in moderna orodja iz trdih kovin.
Prostor za temeljne raziskave vse do nanometrskega območja
Na mikro- in nanometrski ravni je še veliko prostora za temeljne raziskave na univerzah. To velja tudi za uporabo prožnih finih obdelovalnih orodij pri končni obdelavi strukturiranih površin. Dr. Monika Kipp, ki vodi oddelek za brusno tehnologijo na Inštitutu za obdelavo materialov Tehnične univerze Dortmund, se intenzivno ukvarja s to temo. „Eden od primerov uporabe prožnih finih obdelovalnih orodij je končna obdelava strukturiranih površin,“ pravi Kipp. Če so te na primer izdelane s frezanjem, lahko nastanejo mikro robovi. Da bi te odstranili, ne da bi bistveno spremenili strukturo, in hkrati izboljšali površinsko kakovost, je potrebna visoka prilagodljivost orodij, pri čemer mora biti materialni odrez zelo majhen. „Da bi dosegli ta cilj, se v raziskavah ukvarjamo z osnovnim procesnim vedenjem prožnih diamantnih orodij,“ pravi znanstvenica, ki je bila nedavno nagrajena z medaljo Otto-Kienzle WGP (Znanstvena družba za proizvodno tehnologijo).
Popolna koreografija
Ko se zelo občutljive površine obdelujejo s fleksibilnimi orodji, je treba natančno poznati, kako orodja in material medsebojno delujejo. „Za preprečevanje nezaželenih sprememb kontur pri fini obdelavi z elastično vezanimi diamantnimi brusnimi kolesi ali drugimi prožnimi brusnimi orodji je znanje osnovnih procesnih interakcij nujno,“ poudarja Kipp osrednji izziv.
To vključuje na primer usklajevanje procesnih parametrov in trdote oziroma upogljivosti orodij ter tako lokalne kontaktne situacije. Poleg tega lahko, kot pravi znanstvenica, tudi ciljno prilagajanje vodenja procesa glede na kinematiko posega prinese rezultate. Laiki si to lahko predstavljajo kot koreografijo. Kako hitro se premika brusilno orodje? Kako hitro se obdelovanec premika mimo? V
Pod katerim kotom ali vzorcem se zrna dotikajo površine? Kolikokrat posamezno zrno vstopi v material? Za optimalen rezultat je ključno popolno usklajevanje.
Tri K: pritisk stika, čas stika, velikost zrn.
Kakovost površine pri fino obdelavi je med drugim odvisna od lokalne kontaktne situacije, pravi Kipp. „Pri zasnovi procesa je treba razlikovati glede na cilje, ali naj bo nastavljena čim manjša hrapavost ali pa je treba obdelati funkcionalne površine s strukturo ali konturami,“ razlaga raziskovalka. Za ustrezne aplikacije se lahko uporabljajo prilagodljiva abrazivna orodja. Odstranjevanje materiala in s tem kakovost površine se lahko med drugim nadzira z usklajevanjem kontaktnega pritiska, časa stika in velikosti zrn.
V brusnem prostoru je temno
Pri aplikacijah na meji tehnično možnega in gospodarsko smiselnega se torej odpira široko področje za industrijske in akademske raziskave. Kajti še vedno velja pregovor med strokovnjaki: „V brusnem prostoru je temno.“ Ta izjava nakazuje, da morajo praktiki in raziskovalci še osvetliti najgloblje fizične in procesne skrivnosti brušenja, da bi tehnično optimizirali industrijske proizvodne procese ter jih naredili bolj učinkovite in trajnostne.
Kontakt:
