Polieren erklärt: Arten, Merkmale und Vorteile

Polieren bezeichnet den Einsatz mechanischer, chemischer oder elektrochemischer Wirkungen, um die Oberflächenrauheit des Werkstücks zu verringern und eine glatte Oberfläche zu erhalten. Polieren ist die Endbearbeitung der Teileoberfläche. Hauptzweck ist die Entfernung von Bearbeitungsspuren des Vorverfahrens – wie Frässpuren, Kratzer, Gruben, scharfe Kanten, Grate – um die Oberflächenrauheit der Teile zu verbessern und eine helle, glatte Oberfläche zu erzielen. Die Optik wird verbessert. Polieren kann jedoch die Maß- und Lagegenauigkeit des Produkts nicht verbessern. Beim Polieren wird sehr wenig Material abgetragen, meist im Mikrometerbereich.

Vor dem Polierprozess muss die Oberflächenqualität des zu polierenden Werkstücks hochwertig sein, daher ist der Vorpolierprozess meist das „Schleifen“ der Oberfläche. Derzeit wird es in verschiedenen Branchen breit eingesetzt, z. B. Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräte, Automobil etc.

Heute stellen wir detailliert die Merkmale des Polierens, gängige Polierarten und die entsprechenden Vor- und Nachteile vor.

Merkmale des Polierens

1. Polieren kann die Ermüdungs- und Korrosionsbeständigkeit des Werkstücks verbessern.
2. Polieren kann auch als Zwischenprozess dienen, um eine Oberfläche mit starker Lackhaftung und Beschichtungshaftung für nachfolgende Prozesse wie Lackieren und Galvanisieren bereitzustellen.
3. Polieren ist ein weit verbreitetes Schleifbearbeitungsverfahren. Metallische und nicht-metallische Materialien, präzise elektromechanische Produkte und Alltagsgegenstände können alle poliert werden, um die Oberflächenqualität zu verbessern.
4. Polieren erfordert allgemein keine Spezialausrüstung, und die Werkzeugkasten-Verarbeitungsmethode ist relativ einfach und kostengünstig.
5. Es kann nur den Oberflächenrauheitswert verringern, aber die ursprüngliche Bearbeitungsgenauigkeit nicht erhalten oder verbessern. Da keine starre Bewegungsverbindung zwischen Polierscheibe und Werkstück besteht und die Polierscheibe elastisch ist, kann sie das gleichmäßige Abtragen des Materials von der Werkstückoberfläche nicht garantieren – sie entfernt lediglich die Spuren des Vorverfahrens für eine helle Oberfläche.
6. Schlechte Arbeitsbedingungen. Derzeit ist Polieren meist manuelle Arbeit, mit häufiger Arbeit und spritzenden Schleifpartikeln, Medien, Mikrospänen etc., die die Umwelt verschmutzen. Zur Verbesserung der Arbeitsbedingungen kann ein Schleifbandschleifer zum Polieren statt manuellem Polieren mit Polierscheibe eingesetzt werden.

Mechanismus des Polierens

Ein umfassender Prozess aus Polieren, Schneiden, plastischer Verformung und chemischer Wirkung. Die feinen Schleifkörner führen Schneidbearbeitung durch, und die durch Reibung erzeugte hohe Temperatur bewirkt plastische Verformung. Das Medium des Poliermittels interagiert chemisch mit der Metalloberflächenschicht unter Einwirkung von Temperatur und Druck.

Arten des Polierens

Es gibt viele Polierverfahren, darunter mechanisches Polieren, elektrolytisches Polieren, chemisches Polieren und Nanopolieren.

1. Mechanisches Polieren

Mechanisches Polieren ist eine Poliermethode, die auf Schneiden und plastischer Verformung der Materialoberfläche beruht, um die polierten konvexen Teile zu entfernen und eine glatte Oberfläche zu erhalten. Mechanisches Polieren wird derzeit in verschiedenen Fertigungsindustrien breit eingesetzt. Es wird auf einer speziellen Poliermaschine durchgeführt, die hauptsächlich aus Motor und Polierscheibe besteht. Je nach Produktmaterial werden Polierverbrauchsmaterialien unterschiedlicher Materialien auf die Polierscheibe gelegt. Die Wahl der Verbrauchsmaterialien für Grob- und Feinpolieren unterscheidet sich. Beim Polieren sollte das Muster flach auf die rotierende Polierscheibe gedrückt werden. Der Druck sollte nicht zu groß sein, und es sollte kontinuierlich radial vom Rand zur Mitte der Scheibe hin- und herbewegt werden. Durch die relative Schleif- und Walzwirkung zwischen extrem feinem Polierpulver (Flüssigkeit) und der Schleifoberfläche werden Verschleißspuren beseitigt und eine helle Spiegeloberfläche erzielt.

Vor- und Nachteile des mechanischen Polierens:

Vorteile: niedrige Kosten, einfache Bedienung.

Nachteile: geringe Effizienz, leicht ungleichmäßige Polieroberfläche, schwer kontrollierbare Polierzeit, nur für kleine Flächen geeignet.

2. Chemisches Polieren

Chemisches Polieren ähnelt dem elektrolytischen Polieren. Es ist eine Methode, um Verschleißspuren auf der Probenoberfläche durch chemisches Ätzen mit chemischen Reagenzien zu beseitigen, sodass der mikroskopisch konvexe Teil des Materials im chemischen Medium bevorzugt gegenüber dem konkaven Teil gelöst wird, wodurch eine glatte Oberfläche entsteht. Die chemische Polierausrüstung ist einfach und leicht umsetzbar, kann Dünnrohre, tiefe Bohrungen und komplex geformte Teile bearbeiten und hat hohe Produktionseffizienz. Chemisches Polieren kann als Vorbehandlungsprozess für Galvanisieren dienen und auch direkt nach dem Polieren mit notwendigen Schutzmaßnahmen für chemisches Polieren verwendet werden.

Vor- und Nachteile des chemischen Polierens:

Vorteil: einfache Ausrüstung, kann komplexere Teile bearbeiten.

Nachteil: Polierqualität nicht so gut wie elektrolytisches Polieren. Polierflüssigkeit hat kurze Lebensdauer, ist schwer einzustellen und zu regenerieren. Beim chemischen Polieren setzt Salpetersäure große Mengen gelb-braunen schädlichen Gases frei, was die Umwelt stark belastet.

3. Elektrolytisches Polieren

Das Grundprinzip des elektrolytischen Polierens ist dasselbe wie beim chemischen Polieren: durch selektives Auflösen winziger Erhebungen auf der Materialoberfläche wird die Oberfläche geglättet.

Elektrolytisches Polieren ist eine Art Anodenpolieren. Dies ist ein elektrolytisches Bearbeitungsverfahren, dessen Prinzip darin besteht, die Anode in einem spezifischen Elektrolyten bei geeigneter Stromdichte zuerst aufzulösen. Auch Elektropolieren genannt. Derzeit wird elektrolytisches Polieren von Edelstahl immer mehr von Unternehmen bevorzugt und ist eine umweltfreundliche Poliermethode.

Vor- und Nachteile des elektrolytischen Polierens:

Vorteile: Kann harte und weiche Materialien polieren, die schwer mechanisch zu polieren sind, sowie dünnwandige, komplex geformte Kleinteile und Produkte. Polierzeit kurz, mehrere Stücke gleichzeitig polierbar, hohe Produktionseffizienz, niedrige Kosten, Produktoberfläche korrosionsbeständig, keine Metalloberflächenverformung etc.

Nachteile: Vorpolierbehandlung komplexer, Elektrolyt wenig vielseitig, kurze Lebensdauer, starke Korrosivität, schwierige Handhabung.

4. Nanopolieren

Nanopolieren wird auch Plasmapolieren genannt, ein neuer umweltfreundlicher Polierprozess. Die im Nanopolieren verwendete Polierflüssigkeit hat kleine Oxidpartikelgröße und hohe Härte, sodass während des Polierens keine Kratzer entstehen und der Poliereffekt gut ist. Es wird breit in Unterhaltungselektronik, Möbel, Medizintechnik, Automobil, Luft- und Raumfahrt eingesetzt.

Vorteile des Nanopolierens:

• Nanopolierflüssigkeit ist sehr umweltfreundlich, ihr Abfall kann direkt abgeleitet werden, ohne Verschmutzung zu verursachen, und kann auch leicht behandelt und recycelt werden.
• Plasma-Nanopolieren nutzt spezielle automatische Steuerungsgeräte, einfach zu bedienen und zu warten.
• Bearbeitungskosten niedrig, förderlich für Verbreitung, kann Anzahl der Bediener reduzieren und Arbeitskosten senken.
• Durch das spezielle Mittel kann die automatische Steuerungsausrüstung in zehn Sekunden bis zwei Minuten den galvanischen Spiegeleffekt erzielen, was die Produktionseffizienz stark verbessert.
• Die gesamte Werkstückoberfläche und der tote Winkel können einen konsistenten Spiegeleffekt erreichen und auch die chemischen Eigenschaften der Produktoberfläche verbessern.

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