Läppen: Präzisions-Oberflächenfinish für höchste Ansprüche

Läppen ist ein weit verbreitetes Verfahren für verschiedenste Oberflächenveredelungen mit losen Schleifpulvern als Schleifmittel. Es wird üblicherweise bei niedrigen Geschwindigkeiten durchgeführt. Dieses mechanische Verfahren kommt bei Produkten zum Einsatz, die extrem enge Toleranzen bei Ebenheit, Parallelität, Dicke oder Oberflächengüte fordern.

Anwendungen: Schneidwerkzeuge, Druckmaschinen, Getriebe, Stanz- und Schmiedeteile u. a. Dieser Artikel behandelt Definition, Anwendung, Funktion, Schema, Arbeitsgänge, Funktionsweise, Typen, Vor- und Nachteile sowie Läppmaschinen.

Was ist Läppen?

Läppen ist ein Verfahren, bei dem Material präzise von einem Werkstück (oder Prüfkörper) abgetragen wird, um ein gewünschtes Maß oder eine gewünschte Form zu erhalten. Es wurde auf vielen Anwendungen und Werkstoffen angewendet: Metalle, Glas, Halbleiter, Optik, Keramik, geologische Proben, Edelsteine, Minerale u. a.

Läppen kann auch als Finishverfahren mit losem Schleifmittel gesehen werden. Oft nach dem Schleifen durchgeführt, um hochpräzise Oberflächen zu erzeugen. Ähnlich wie Schleifen und Honen, aber Materialabtrag durch lose Schleifkörner statt gebundener Schleifkörper (Schleifscheibe).

Läppen entfernt typischerweise 0,03–0,003 mm vom Werkstoff. Läpp- (und Polier-)Techniken bieten große Vorteile durch Präzision und Kontrolle des Materialabtrags.

Läppmaschinen

Spezielle Präzisionsfinish-Maschinen, die Schlämme (Schleifpartikel in Öl oder Wasser) nutzen. Die Schlämme bildet einen Schleiffilm zwischen Läppscheibe (Lapping Plate) und Werkstück.

Läppmaschinen erzeugen ebene Flächen bis 0,001 mm (1 µm), Oberflächengüte besser Ra 0,01 µm. Werkstück wird durch Roll- und Gleitbewegung der Schleifkörner zwischen Läppscheibe und Werkstück allmählich abgetragen. Abtrag und Schlämme laufen vom Tisch ab.

Einseitige und beidseitige Maschinen sind die zwei Typen flacher Läpp- und Poliersysteme. Einseitig: nur eine Werkstückseite gleichzeitig bearbeitbar (Mehrseiten nacheinander). Beidseitig: zwei Seiten simultan (Mehrseiten paarweise).

Anwendungen

Industrielle Einsatzbereiche: Luft- und Raumfahrt, Automobil, Elektronik u. a.

• Hydraulik & Pneumatik: Gussteile, Ventilteller, Dichtungen, Zylinderkörper, Schleppplatten
• Pumpenbau: Schaufeln, Laufräder, Dichtflächen, Drehventile
• Getriebetechnik: Kupplungsscheiben, Zahnräder, Distanzringe, Paßscheiben
• Stanz- & Schmiedeteile: Bunde, Distanzringe, Platten, Typenhämmer
• Schneidwerkzeuge: Spitzen, Schlitzmesser
• Druckmaschinen: Druckplatten (Neu- und Aufbereitung)
• Prüfmittel: Prüfblöcke, Messuhrdorne, Ebenheitsplatten, Optische Flatts
• Luftfahrtkomponenten: Kreiselkomponenten, Dichtungen, Verriegelungsplatten

Anwendungsspektrum riesig, da fast alle Werkstoffe bearbeitbar: Keramik, Glas, Holz, sogar spröde Materialien.

Funktion: Erreichen extrem hoher Form- und Maßgenauigkeit sowie guter Oberflächenqualität.

Arbeitsgänge an Läppmaschinen

• Änderung der Oberflächengüte (meist Verbesserung: glatter)
• Ebenheit (Geometrie) wird eben oder kugelig (durch Läppscheibenform)
• Materialabtrag
• Passives Schleifen (niedriger Druck, niedrige Geschwindigkeit, niedrige Abtragsrate)
• Läppen nur auf ebenen Flächen, nicht auf Kugelformen/Konturen
• Spezifische Relativbewegung zwischen Werkzeug (Läppscheibe) und Werkstück (oder beide) erforderlich
• Läppmaschinen für hochtolerante Werkstoffe ausgelegt
• Materialpolieren

Funktionsweise

Läppmaschine besteht aus 5 Hauptkomponenten: Drehtisch (Läppscheibe), mehrere Konditionierringe, Obergewicht (Top Weight), Schlämme (Werkzeug), Maschinenbasis.

Steuerung, Antrieb, Kühlung, Filter, Hilfskomponenten in der Basis. Läppscheibe wird von Motor angetrieben, Konditionierringe drehen mit. Scheibe meist aus hochwertigem weichem Grauguss, auch Kupfer/weichere Metalle möglich.

Konditionierringe halten Werkstück, verteilen Verschleiß gleichmäßig auf Läppscheibe → längere Standzeit. Spezialringe für zylindrische Operationen (lange Teile).

Oberplatte (Top Plate) drückt Werkstück nieder für Abrieb. Einfache Deckel oder mechanisch betätigte Kolbenabdeckungen. Schlämme aus verschiedenen Schleifmitteln (Diamant, CBN) mit Öl/Wasser-Basis. Wird zwischen Läppscheibe und Oberplatte eingebracht, durch Rotation gleichmäßig verteilt. Mikroskopische Schleifkörner in der Flüssigkeit schleifen/rollen über Werkstückoberfläche und beseitigen Mikrounregelmäßigkeiten.

Läpptypen

Unterscheidung nach Reibbewegung: manuell oder maschinell.

Handläppen

Manuelle Ausführung: Werkstück von Hand über Läppscheibe reiben. Scheibe zuerst mit Schleifpaste bestreichen. Dann Werkstück mit geringem Druck von Hand über Scheibe reiben.

Maschinelles Läppen

Rotierende Läppscheibe und Konditionierringe (wie im Funktionsprinzip). Ringe halten Werkstück, rotieren und reiben es an der Läppscheibe. Für Großserien gleichartiger Teile.

Vor- und Nachteile

Vorteile

• Hohe Maßgenauigkeit
• Veredelung der Oberflächengüte
• Korrektur unvollkommener Form
• Passgenaue Fügeflächen
• Extreme Ebenheit und Parallelität bei beidseitigem Läppen
• Abbau eigenspannungen
• Geringere Wärmeeinbringung als die meisten anderen Finishverfahren
• Keine Spannvorrichtungen nötig → keine Werkstückverformung

Nachteile

• Teuer
• Langsam
• Halbqualifizierter Bediener erforderlich
• Hohe Maschineninvestition
• Nur auf ebenen Flächen anwendbar
• Hohe Wartungskosten
• Durch niedrige Produktionsrate hohe Betriebskosten

Fazit

Läppen ist ein wichtiges Finishverfahren in der Industrie. Es entfernt 0,03–0,003 mm. Läpp- und Poliertechniken bieten große Vorteile durch Präzision und Kontrolle des Materialabtrags. Dieser Artikel erklärte Definition, Anwendungen, Arbeitsgänge, Funktionsweise, Typen, Vor- und Nachteile.

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