Entdecken Sie Oberflächenveredelungen für die CNC-Bearbeitung:Typen, Vorteile und Auswahlhilfe

Welche Oberflächenveredelungen gibt es für die CNC-Bearbeitung? Nachbearbeitung und Oberflächenveredelung verbessern die Oberflächenrauheit, das optische Erscheinungsbild und die Verschleißfestigkeit von Metallteilen. Dieser Leitfaden behandelt die gängigsten Oberflächenveredelungen für CNC-bearbeitete Metallteile und wie Sie die richtige für technische Komponenten auswählen.

Durch die CNC-Bearbeitung werden Teile mit engen Toleranzen und feinen Details aus einer Vielzahl von Metallen und Kunststoffen hergestellt. Da Material entfernt statt hinzugefügt wird, weisen bearbeitete Teile häufig sichtbare Werkzeugspuren auf. Die Oberflächenveredelung reduziert diese Werkzeugspuren, verbessert die Funktionalität und verbessert das Erscheinungsbild. 

Bei der Oberflächenveredelung handelt es sich um eine Nachbearbeitung, um die Oberflächenrauheit, das Aussehen und die Verschleißfestigkeit von CNC-bearbeiteten Metallteilen zu verbessern. Wenn die Oberfläche zur Anwendung passt, verbessert sie sowohl die Funktion als auch die Ästhetik.  

In diesem Artikel werden die gängigsten Oberflächenveredelungen für CNC-Metallteile beschrieben, um Ingenieuren bei der Auswahl der besten Option für die ausgelagerte Produktion zu helfen. 

Welche CNC-Bearbeitungsoberflächen bieten wir an?

Nachfolgend finden Sie die gängigsten Oberflächenveredelungen, die auf unserer Plattform für Metallteile verfügbar sind. 

Wie bearbeitet Die bearbeiteten Teile weisen geringfügige sichtbare Werkzeugspuren auf. Die Standardoberflächenrauheit (Ra) beträgt 3,2 μm, engere Optionen von 1,6, 0,8 und 0,4 μm sind verfügbar. Perlenstrahlen Perlengestrahlte Teile haben eine matte Oberfläche mit feiner Textur. Diese Veredelung dient in erster Linie dazu, das optische Erscheinungsbild eines Teils zu verbessern. Eloxierung Typ II (klar oder farbig) Beim Eloxieren vom Typ II entsteht eine korrosionsbeständige Oxidschicht auf der Teileoberfläche. Diese Oberfläche ist für Aluminium und Titan erhältlich und kann in verschiedenen Farben eingefärbt werden. Eloxierung Typ III (Hartbeschichtung) Beim Eloxieren vom Typ III entsteht eine dickere, verschleiß- und korrosionsbeständige Oxidschicht, die einen besseren Schutz bietet als Typ II. Diese Oberfläche ist für Aluminium und Titan erhältlich und kann auch in verschiedenen Farben eingefärbt werden. Pulverbeschichtung Beim Eloxieren vom Typ III entsteht eine dickere, verschleiß- und korrosionsbeständige Oxidschicht, die einen besseren Schutz bietet als Typ II. Diese Oberfläche ist für Aluminium und Titan erhältlich und kann auch in verschiedenen Farben eingefärbt werden.

Technische Übersicht: Entdecken Sie die vollständige Liste der verfügbaren Oberflächen im Protolabs-Netzwerk. Metall- und Kunststoffteile können in nur fünf Tagen CNC-bearbeitet und fertiggestellt werden.

Erklärte Oberflächenbeschaffenheit:Wie bearbeitet

Alle CNC-bearbeiteten Teile weisen Markierungen auf, die dem Schneidwerkzeugpfad folgen. Die Oberflächenqualität wird als durchschnittliche Oberflächenrauheit Ra ausgedrückt, die die durchschnittliche Abweichung des bearbeiteten Profils von einer idealen Oberfläche misst. 

Der standardmäßige Ra-Wert im bearbeiteten Zustand beträgt 3,2 μm (125 μin). Ein abschließender Schneiddurchgang kann Ra auf 1,6, 0,8 oder 0,4 μm (63, 32 oder 16 μin) reduzieren. Engere Ra-Werte erhöhen die Teilekosten, da sie zusätzliche Bearbeitungsschritte und eine strengere Qualitätskontrolle erfordern. 

Durch Glätten oder Polieren kann das Erscheinungsbild durch eine Verringerung des Ra-Werts verbessert werden. Bei diesen Verfahren wird jedoch Material abgetragen und die Maßtoleranzen können beeinträchtigt werden. 

Vorteile

Engste Maßtoleranzen

Keine zusätzlichen Kosten für die Standardausführung

Nachteile

Sichtbare Werkzeugspuren

Fertig stellen ★ ★ ☆ ☆ ☆ Toleranzen ★ ★ ★ ★ ★ Schutz ★ ☆ ☆ ☆ ☆ Kosten $ Geeignet für Jegliches Material. Auf der Oberseite dieses bearbeiteten Aluminiumteils sind geringfügige Werkzeugspuren sichtbar

Erklärung der Oberflächenbeschaffenheit:Perlenstrahlen

Das Perlenstrahlen erzeugt eine gleichmäßige matte oder seidenmatte Oberfläche und reduziert sichtbare Werkzeugspuren. Bei diesem Verfahren wird ein von Druckluft angetriebener Glasperlenstrom verwendet, um kleine Materialmengen zu entfernen und die Teileoberfläche zu glätten. Kritische Merkmale wie Löcher können maskiert werden, um Dimensionsänderungen zu verhindern. 

Das Perlenstrahlen dient vor allem ästhetischen Zwecken. Da es sich um einen manuellen Vorgang handelt, hängt das endgültige Erscheinungsbild teilweise von den Fähigkeiten des Bedieners ab. Die wichtigsten Prozessvariablen sind Luftdruck und Perlengröße. Die Glasperlen reichen von grob bis sehr fein, ähnlich wie Schleifpapier. Protolabs Network verwendet zum Perlenstrahlen im Allgemeinen eine Körnung Nr. 120. 

Vorteile

Einheitliches mattes oder seidenmattes Finish

Kostengünstige Oberflächenveredelung

Nachteile

Kann kritische Abmessungen und Oberflächenrauheit beeinflussen

Fertig stellen ★ ★ ★ ☆ ☆ Toleranzen ★ ★ ★ ☆ ☆ Schutz ★ ☆ ☆ ☆ ☆ Kosten $$ Geeignet für Durch das Perlenstrahlen von Aluminiumteilen erhalten alle Materialien ein gleichmäßig mattes Finish

Erklärte Oberflächenveredelung:Eloxieren (Typ II und Typ III)

Beim Eloxieren bildet sich auf Metallteilen eine dünne keramische Oxidschicht zum Schutz vor Korrosion und Verschleiß. Die anodische Beschichtung ist nicht leitend und Typ III erzeugt eine dickere, härtere Schicht als Typ II. Eloxieren ist nur mit Aluminium und Titan kompatibel. Beschichtungen können farblich eingefärbt werden. 

Beim Anodisieren vom Typ II und Typ III wird das Teil in eine verdünnte Schwefelsäurelösung getaucht und eine Spannung zwischen dem Teil und einer Kathode angelegt. Eine elektrochemische Reaktion wandelt das freiliegende Oberflächenmaterial in hartes Aluminium oder Titanoxid um. Bereiche, die enge Abmessungen oder elektrische Leitfähigkeit erfordern, wie z. B. Gewindelöcher, können abgedeckt werden, um eine Anodisierung zu verhindern. Das Färben erfolgt vor dem Versiegeln, um Farbe hinzuzufügen. 

Durch Variation von Strom, Anodisierungszeit, Lösungskonzentration und Temperatur können Hersteller die Beschichtungsdicke und -dichte steuern, um den technischen Anforderungen gerecht zu werden. 

Was ist Eloxieren vom Typ II (klar oder farbig)?

Beim Eloxieren vom Typ II, auch Standard- oder dekoratives Eloxieren genannt, entstehen je nach Farbe Oxidbeschichtungen, die typischerweise im Bereich von 4–12 µm liegen. Schwarz gefärbte Teile liegen üblicherweise im Bereich von 8–12 µm, während klare (ungefärbte) Beschichtungen normalerweise 4–8 µm groß sind.  

Typ II verbessert die Oberflächenglätte und bietet eine gute Korrosionsbeständigkeit bei begrenzter Verschleißfestigkeit. 

Was ist Typ III (Hartbeschichtung)-Eloxierung?

Beim Eloxieren vom Typ III, auch Hardcoat-Anodisieren genannt, entstehen viel dickere Keramikoxidschichten. Die typische Dicke der Hartbeschichtung beträgt etwa 50 µm, sofern keine andere Dicke angegeben ist. Es können Beschichtungen bis zu einer Dicke von 125 µm hergestellt werden.  

Typ III bietet eine hohe Dichte und eine hervorragende Korrosions- und Verschleißfestigkeit für funktionelle Anwendungen. Es erfordert eine strengere Prozesskontrolle als Typ II, einschließlich einer höheren Stromdichte und einer Lösungstemperatur nahe 0 °C, was die Prozesskosten erhöht. 

Profi-Tipp zum Eloxieren

Die anodische Beschichtung wächst von der ursprünglichen Oberfläche nach außen und innen. Beispielsweise erstreckt sich eine 50 µm dicke Beschichtung etwa 25 µm über die ursprüngliche Oberfläche und entfernt etwa 25 µm darunter. Ein Zylinder mit einem Durchmesser von 1,00 mm vor dem Eloxieren misst nach einer 50-µm-Beschichtung etwa 1,05 mm. Detaillierte Spezifikationen finden Sie in MIL-A-8625. 

Vorteile

Langlebige, kosmetische Beschichtung

Hochverschleißfeste Beschichtung für anspruchsvolle technische Anwendungen (Typ III).

Geeignet für innere Hohlräume und Kleinteile

Gute Dimensionskontrolle

Nachteile

Kompatibel nur mit Aluminium- und Titanlegierungen

Relativ spröde im Vergleich zur Pulverbeschichtung

Typ III ist die teuerste Ausführung, die hier diskutiert wird

Fertig stellen ★ ★ ★ ★ ★ Toleranzen ★ ★ ★ ★ ☆ Schutz ★ ★ ★ ☆ ☆ (Typ II); ★ ★ ★ ★ ☆ (Typ III) Kosten $$$ (Typ II); $$$$ (Typ III) Geeignet für Aluminium und Titan Ein eloxiertes (Typ II) Aluminiumteil, rot gefärbt, wobei die silbernen Bereiche beim Eloxieren und Verchromen maskiert wurden. Eine Nahaufnahme eines kleinen Aluminiumbauteils (ca. 10 mm breit), eloxiert (Typ II) und schwarz gefärbt

Erklärte Oberflächenveredelung:Pulverbeschichtung

Durch die Pulverbeschichtung wird den Teileoberflächen eine dünne, schützende Polymerschicht hinzugefügt. Es handelt sich um eine langlebige, verschleiß- und korrosionsbeständige Oberfläche, die auf jedes Metall aufgetragen werden kann und häufig mit Glasperlenstrahlen kombiniert wird, um ein gleichmäßiges, glattes Erscheinungsbild zu erzielen. 

Der Pulverbeschichtungsprozess ähnelt dem Sprühlackieren, verwendet jedoch ein trockenes Pulver anstelle einer Flüssigkeit. Teile können optional mit einer Phosphat- oder Chromatgrundierung versehen werden, um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Das trockene Pulver wird mit einer elektrostatischen Spritzpistole aufgetragen und die Teile werden in einem Ofen, typischerweise bei etwa 200 Grad Celsius, ausgehärtet.  

Zur Erhöhung der Schichtdicke können mehrere Schichten aufgetragen werden. Die typische Dicke liegt zwischen etwa 18 μm und 72 μm. Es steht eine große Auswahl an Farben zur Verfügung. 

Vorteile

Starke, verschleiß- und korrosionsbeständige Oberfläche für funktionelle Anwendungen

Höhere Schlagfestigkeit als Eloxieren

Kompatibel mit allen Metallen

Umfangreiche Farboptionen

Nachteile

Schwierig auf Innenflächen aufzutragen

Weniger Maßkontrolle als beim Eloxieren

Weniger Maßkontrolle als beim Eloxieren

Fertig stellen ★ ★ ★ ★ ★ Toleranzen ★ ★ ★ ☆ ☆ Schutz ★ ★ ★ ☆ ☆ Kosten $$$ Geeignet für Jedes Material, das den thermischen Härtungsprozess übersteht. Ein pulverbeschichtetes Aluminiumteil

Was sind die wichtigsten Tipps und Tricks des Protolabs-Netzwerks für die Auswahl von Oberflächenbeschaffenheiten für die CNC-Bearbeitung? 

Die Auswahl der richtigen Oberflächenveredelung hängt davon ab, wie gut die Oberflächeneigenschaften zu den Anforderungen und der Anwendung des Teils passen. Bei jedem Finish gibt es Kompromisse, daher sollten Entscheidungen auf der Grundlage von Funktion und Aussehen getroffen werden und nicht nur auf Vorlieben. 

Funktionelle und ästhetische Anforderungen sollten getrennt definiert werden. Oberflächen, die Verschleiß und Korrosion widerstehen oder elektrischen Strom führen müssen, benötigen in der Regel eine andere Behandlung als kosmetische Oberflächen. Überlegen Sie, wie das fertige Teil mit angrenzenden Komponenten zusammenpasst und ob Abdichtung, Leitfähigkeit oder enge Toleranzen erforderlich sind. 

Reibung und Verschleiß sind entscheidende Faktoren. Teile, die wiederholtem Kontakt, Gleiten oder Abrieb ausgesetzt sind, benötigen normalerweise härtere, dickere Beschichtungen. Kosmetische Veredelungen wie Perlenstrahlen können das Erscheinungsbild verbessern, bieten jedoch nur begrenzten Schutz, sofern sie nicht mit einer Eloxierung oder Beschichtung kombiniert werden. 

Die Betriebsumgebung beeinflusst die Wahl der Ausführung. Bei Außeneinwirkung, Salzsprühnebel, hohen Temperaturen und UV-Licht können robustere Oberflächen erforderlich sein als bei der Verwendung im Innenbereich. Dimensionsänderungen aufgrund von Beschichtungen und Maskierungsanforderungen für kritische Merkmale sollten bei der Konstruktion berücksichtigt und in den Zeichnungen angegeben werden. 

Best Practices pro Oberflächenbeschaffenheit

• Perlenstrahlen : geeignet, wenn Maßtoleranzen nicht kritisch sind. Bietet eine gleichmäßige matte Textur zur Verbesserung des Erscheinungsbilds. 

• Eloxieren (Typ II) : geeignet für Aluminium und Titan, wenn Korrosionsbeständigkeit und ein kosmetisches Finish erforderlich sind. Erhältlich klar oder gefärbt. 

• Eloxieren (Typ III): Geeignet für Funktionsteile, die eine hohe Verschleißfestigkeit und Oberflächenhärte erfordern. Wird dort eingesetzt, wo Haltbarkeit Priorität hat. 

• Pulverbeschichtung : Empfohlen für Anwendungen, die eine hohe Schlagfestigkeit und eine große Farbpalette erfordern. Anwendbar auf die meisten Metalle und eine Alternative, wenn Eloxieren nicht geeignet ist. 

Häufig gestellte Fragen

Was ist Oberflächenveredelung?

Die Oberflächenveredelung ist die letzte Stufe der CNC-Bearbeitung, die das Erscheinungsbild und die Leistung des Teils verbessert. Durch die Endbearbeitung werden Werkzeugspuren und kleinere Defekte entfernt, die Korrosions- und Verschleißfestigkeit verbessert und die elektrische Leitfähigkeit oder Oberflächentextur angepasst. Oberflächen können sich auf Abmessungen und Toleranzen auswirken. Geben Sie daher bei der Bestellung von Teilen kritische Oberflächen und etwaige Maskierungsanforderungen an. 

Wozu dient die Oberflächenveredelung?

Die Oberflächenveredelung schützt Teile vor Verschleiß, Korrosion und chemischen Angriffen und verbessert gleichzeitig ihr Aussehen. Die entsprechende Oberfläche kann auch die Funktionalität verbessern, indem sie die Verschleißfestigkeit erhöht, die Reibung kontrolliert, Poren verschließt oder die elektrischen Eigenschaften anpasst. Kritische Oberflächen und Toleranzen sollten spezifiziert werden, damit die Nachbearbeitung dort erfolgt, wo sie erforderlich ist, ohne die Passform oder Funktion zu beeinträchtigen. 

Welche verschiedenen Arten von Oberflächenveredelungen gibt es?

Protolabs Network bietet eine Reihe von Oberflächenveredelungen für Metallteile an, darunter Perlenstrahlen, Eloxieren Typ II und Typ III, Pulverbeschichtung, gebürstet und elektropoliert sowie Bürsten. Je nach Material und Anwendung sind weitere Ausführungen möglich. Geben Sie bei der Bestellung die erforderlichen Flächen und Toleranzen an, um sicherzustellen, dass Ihre technischen Teile mit der richtigen Oberfläche versehen werden. 

Was ist der Unterschied zwischen Oberflächenveredelung und Oberflächenrauheit?

Unter Oberflächenveredelung versteht man jede Nachbearbeitung, die nach der Bearbeitung an einem Teil vorgenommen wird, um dessen Aussehen oder Leistung zu verändern. Die Oberflächenrauheit ist eine Möglichkeit, die kleinen Unregelmäßigkeiten einer Oberfläche zu quantifizieren. Der Ra-Parameter stellt den Durchschnitt aller über einen bestimmten Oberflächenbereich gemessenen Oberflächenhöhen dar. 

Welche Vorbereitung ist vor dem Auftragen von Oberflächenveredelungen erforderlich?

Zwischen der Entnahme eines Teils aus der Maschine und dem Auftragen einer Oberflächenveredelung liegen oft Schritte vor. Beispielsweise kann eine Maskierung erforderlich sein, um bestimmte Oberflächen oder Löcher zu schützen, da einige Oberflächen die Materialdicke erhöhen. Eine zusätzliche Dicke kann Gewindelöcher und enge Toleranzen beeinträchtigen. Daher sollten kritische Bereiche vor der Endbearbeitung identifiziert und geschützt werden. 

Können mehrere Oberflächenveredelungen kombiniert werden?

Ja. Oft werden mehrere Oberflächenveredelungen kombiniert, um sowohl die gewünschte Optik als auch die funktionalen Eigenschaften zu erreichen. Beispielsweise erzeugt das Perlenstrahlen vor dem Eloxieren ein gleichmäßig mattes Aussehen und erhöht anschließend die Korrosions- und Verschleißfestigkeit. Reihenfolge, Maskierung und Maßtoleranzen sollten berücksichtigt werden, damit das endgültige Teil die Toleranz- und Leistungsanforderungen erfüllt. 

Gibt es eine Alternative zum Eloxieren für andere Materialien als Aluminium und Titan?

Ja. Bei rostfreien Stählen und Werkzeugstählen ist Schwarzoxid eine gängige Alternative, bei der eine dünne Eisenoxidschicht auf die Oberfläche aufgetragen wird. Die Beschichtung reduziert die Lichtreflexion und verbessert, wenn sie mit Öl oder Wachs versiegelt wird, die Korrosionsbeständigkeit und verringert die Reibung. Schwarzoxid eignet sich für Eisenmaterialien, bei denen eine Eloxierung nicht kompatibel ist. 

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