Metall polieren & mattieren: Oberflächenbehandlung Metall

1. Was versteht man unter der Oberflächenbehandlung von Metall?

Wenn ein Werkstück aus Edelstahl oder einem anderen Metall gegossen, geschmiedet oder umgeformt wird, befindet es sich noch im Rohzustand. Damit es seine endgültige Bestimmung erfüllen und beispielsweise als Kugellager nahtlos gleiten, als Kolben einen Motor antreiben oder als Türgriff an einem Schrank erstrahlen kann, ist eine weitere Bearbeitung notwendig. Es gibt sehr unterschiedliche Arten der Oberflächenbearbeitung. Meist handelt es sich um das Abtragen größerer oder kleinerer Schichten. Durch Schleifen kann ein Werkstück das richtige Oberflächenfinish erhalten: Es verliert Grate, Unebenheiten und Verunreinigungen wie Rost oder Zunder. Danach wird es auf seinen Einsatz vorbereitet: wahlweise durch Polieren oder Mattieren. Auch die Strahltechnik wirkt sich in den meisten Fällen abtragend aus. Man unterscheidet Druckluftstrahlanlagen, die meist manuell bedient werden von den automatischen Schleuderradstrahlanlagen. Das Strahlmittel, zum überwiegenden Teil bestehend aus vielen millimetergroßen Metallkugeln, wird beschleunigt und gegen die zu behandelnde Oberfläche geschleudert, so dass eine einheitliche Oberfläche entsteht.

2. Was sind die wichtigsten Gründe, um Metall zu polieren oder zu mattieren?

Vom Elektroherd bis zum Implantat: Werkstücke aus Metallen werden in zahlreichen Anwendungen benötigt. Ihre Oberfläche muss je nach Einsatzzweck und den Anforderungen an die endgültige Anwendung verschieden bearbeitet werden. Häufig erhält das Werkstück eine Lackierung, für die eine optimal vorbereitete Oberfläche die Grundlage ist. Das Metall muss zuvor gereinigt, oder seine Oberfläche homogenisiert werden. Dies geschieht in vielen Fällen durch Strahltechnik. In anderen Fällen, etwa bei dekorativen Teilen oder Schmuck, sollen Werkstücke durch ihr Design wirken oder ein Design unterstützen. Gleitschleiftechnik, Politur wie Mattierung setzen entsprechende Akzente.

3. Welchen Nutzen hat das Polieren und Mattieren von Metall?

Metall zu polieren zielt darauf ab, eine möglichst geringe Oberflächenrauigkeit bei möglichst geringem Materialabtrag zu schaffen. Denn glatte Oberflächen führen zu einer geringeren Reibung, wenn etwa mechanische Bauteile ineinandergreifen und damit zu geringerem Verschleiß. Polieren macht Oberflächen zudem besonders gleichmäßig, so dass eine spätere Galvanik oder Lackierung optimal gut haftet. In beiden Fällen geht es darum, eine lange Lebensdauer und eine einwandfreie Funktion der im Endprodukt verbauten Bauteile zu gewährleisten. Dies ist nicht nur die Grundlage für die geforderte Leistung einer Komponente oder eines Verbindungsteils, sondern häufig auch für die Sicherheit. So müssen beispielsweise Fahrzeugkomponenten aus Aluminium vor Korrosion geschützt werden. Eine optimierte Oberfläche ist die Grundlage für einen wirksamen Korrosionsschutz. Da die Anforderungen an die Performance von Bauteilen stetig steigen, werden auch die Anforderungen an die Oberflächenbehandlung immer komplexer. Bereits kleinste Unregelmäßigkeiten können diese negativ beeinflussen. Hochglanzpolieren hinterlässt eine Oberfläche, die diese Anforderungen erfüllt und die Grundlage für weitere Bearbeitungsprozesse schafft. Metallpolieren kann aber, ebenso wie Mattieren, eine rein dekorative Funktion haben. Etwa im Design von Griffen, Zierleisten oder Schmuckelemente, die den Charakter eines Möbelstücks oder Fahrzeugs betonen sollen. Nicht zuletzt nutzt auch die Schmuckindustrie traditionell die verschiedenen Möglichkeiten des Oberflächenfinish, um Gold und andere Edelmetalle zum Strahlen zu bringen. In der Massenfertigung geschieht dies – wie in der Bauteilfertigung – in erster Linie durch entsprechende Maschinen und Anlagen.

4. Welche Methoden wendet man zum Polieren & Mattieren an?

Kleine Metallteile lassen sich in der Regel per Hand polieren, beispielsweise mit entsprechenden Aufsätze für Handbohrmaschinen. Will man jedoch Bauteile im größeren Maßstab polieren oder mattieren, setzen kleinere und mittlere Betriebe spezielle Maschinen ein. Im industriellen Maßstab erfolgt das Polieren und Glätten hoher Stückzahlen in einigen Fällen auch per Strahltechnik auf größeren Anlagen. Beim mechanischen Polieren wird ein loses Schleifmittel mit Druck über die Oberfläche gezogen und auf diese Weise Unebenheiten abgetragen. Die eingesetzte Polierpaste verbindet sich durch den hohen Energieauftrag mit der Werkstückoberfläche, wodurch diese noch glatter wird. Auf diese Weise wird genau die Rauigkeit erreicht, die für die jeweilige Anwendung vorgegeben ist. Einzelstücke oder kleinere Werkstückauflagen, werden per Hand poliert. Für die Oberflächenbearbeitung von Metall in höheren Stückzahlen kommen stationäre CNC-Poliermaschinen, Kontaktpoliermaschinen oder Hochglanzpoliermaschinen zum Einsatz. Man spricht vom Linien-Finish, wenn sich stehende, feinkörnige Schleifbänder stets in die gleiche Richtung bewegen und das Metall auf diese Weise von einer Seite her aufrauen. Das Linien-Finish hinterlässt so feine gleichausgerichtete Striche an der Bauteiloberseite. Diese Art der Oberflächenbehandlung ist vor allem für Metallbleche beliebt, die eine dekorative Funktion haben, etwa als Verblendung. Soll das Bauteil hingegen möglichst glänzend erscheinen, ohne jegliche Ausrichtung, wählt man das richtungslose Finish. Dieses kann durch exzentrisches oder orbitales Schleifen erfolgen. Wenn Metalloberflächen nicht glänzen, sondern matt erscheinen sollen, wird das Satinieren (auch Bürsten) angewandt. Die Nachbehandlung erfolgt hier mittels spezieller Drehbürsten, die ein mattes bis mattglänzendes Schliffbild erzeugen. Die Körnung des Schleifmittels bestimmt auch hier, wie fein dieses Schliffbild ist. Gebürstete Oberflächen haben in der Regel ebenfalls eine dekorative Funktion. In der Industrie werden Werkstücke meist in hohen Stückzahlen beziehungsweise als Massenteile gefertigt. Um die gewünschte Güte für die weitere Bearbeitung zu erzielen, setzen Industriebetriebe daher Finish-Strahlanlagen ein. Für verschiedene Zwecke stehen verschiedene Strahlanlagen bereit, so werden Schrauben und Nieten in Trommel-Strahlanlagen beziehungsweise Muldenband-Strahlanlagen und große Teile wie Schweißkonstruktionen oder Profile in Hängebahn-Strahlanlagen oder Rollbahn-Strahlanlagen bearbeitet. Das Oberflächenfinish muss möglichst ökonomisch und günstig erfolgen, es muss aber dennoch ein qualitativ präzises Ergebnis liefern. Hier sind es die Beschaffenheit (rund, eckig, granular) und Art des Strahlmittels, die den Grad der Oberflächenrauheit bestimmen. Beispielsweise eignen sich Strahlmittel im Feinbereich < 0,4 mm optimal für das Polierstrahlen. Welches Finish-Strahlen eingesetzt wird, ist von der jeweiligen Werkstückform und -Größe sowie von dessen Material abhängig.

Fazit

Bauteile erfüllen immer einen spezifischen Zweck, der häufig an Sicherheitsanforderungen gekoppelt ist. Ob Metall strahlen, schleifen oder Metall polieren: Das Oberflächenfinish ist ein essentieller Schritt auf dem Weg zur bestmöglichen Qualität und Lebensdauer. Aber auch wenn es um optische Effekte für ein gelungenes Design geht, ist die perfekte Oberflächenbearbeitung des Metalls wichtig. Die Wahl des passenden Werkzeugs oder der passenden Anlage hängt hierbei von den jeweiligen Anforderungen und vom Werkstück selber an. Das Finish-Strahlen mit geeigneten Strahlanlagen führt zu optimalen Ergebnissen, wenn große Stückzahlen in hoher Qualität gefertigt werden sollen.