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Was ist Läppen?

Der Begriff "Läppen" wird verwendet, um eine Reihe von verschiedenen Oberflächenbearbeitungen zu beschreiben, bei denen lose Schleifpulver bei normalerweise niedrigen Drehzahlen als Schleifmittel verwendet werden. Es handelt sich um ein Verfahren, das Produkten vorbehalten ist, die sehr enge Toleranzen in Bezug auf Ebenheit, Parallelität, Dicke oder Oberfläche erfordern.

What is lapping?Wie funktioniert das Läppen?

Ein oder mehrere Teile werden im Batch-Prozess gleichzeitig bearbeitet. Das Schleifmittel wird in der Regel mit einem flüssigen Träger gemischt, entweder auf Öl- oder Wasserbasis. Die zu läppenden Teile werden in Sicherungsringen festgehalten. Es können auch Werkstückhalter, auch "Träger" genannt, verwendet werden, um die Teile getrennt zu halten und eine Beschädigung der Kanten zu vermeiden. Die Teile werden über die Oberfläche der Lap-Platte gezogen, auf die das Strahlmittel aufgegeben wird.

Das Läppen ist ein Mittelwertverfahren, bei dem der größte Materialabtrag dort auftritt, wo die Höhepunkte der Oberfläche des Bauteils die flache Lap-Platte berühren. Ziel ist es, Teile mit einer gleichmäßig glatten und meist ebenen Oberfläche herzustellen: Eine geläppte Oberfläche zeigt ein mattes, nicht reflektierendes und multidirektionales Aussehen. Diese Bedingung wird als "matte" Ausführung bezeichnet. Es kann ein leichtes Reflexionsvermögen auf Materialien auftreten, die mit einem sehr kleinen Aluminiumoxid-Schleifmittel von Mikron Größe geläppt sind. Dies gilt insbesondere, wenn das Material relativ hart ist und die Oberflächenrauheitsmessung vielleicht 5 (.127 Mikron) Mikrozoll und darunter beträgt.

Auf geläppten Oberflächen sind sehr leichte "Mikrokratzer" zu sehen. Schleifmittel mit größerer Mikrongröße und härterer Mischung erzeugen mehr Mikrokratzer zusätzlich zu tieferen Kratzern. Die meisten Mikrokratzer, die mit einem kleinen Mikron Aluminiumoxid-Schleifmittel hergestellt werden, sind weniger als 0,025 Mikron tief und können normalerweise nicht mit einem Profilometer gemessen werden. Mikrokratzer sollten nicht mit tieferen Kratzern verwechselt werden, die durch Partikel von Verunreinigungen oder anderen Ursachen verursacht werden.

Faktoren, die bei der Läppung zu berücksichtigen sind

Art des zu verarbeitenden Materials

In den Jahren, in denen Lapmaster Wolters der Industrie dient, haben uns Kunden gebeten, Musterbauteile zu verarbeiten, die nahezu alle gängigen, dem Menschen bekannten und einige nicht so gängige Materialien umfassen. Mit dem Fortschritt unserer Wissenschaften und Technologien werden die Anforderungen an genauere Größentoleranzen, Oberflächenplanheit und Oberflächenrauhigkeit immer größer. Viele der technologischen Fortschritte ergeben sich aus der Verwendung neuer Materialverbindungen sowie exotischerer Naturmaterialien. Läppen und Polieren ist ein sehr schonendes und spannungsarmes Bearbeitungsverfahren für empfindliche und spröde Materialien. Doch diese Operationen haben die Fähigkeit, die härtesten Materialien auf der Erdoberfläche zu verarbeiten. Ein kleines Querschnittsbeispiel der auf Lapmaster-Maschinen verarbeiteten Materialien ist unten dargestellt.

Geschwindigkeit der Platte

Abhängig vom Seitenverhältnis des Bauteils muss eine Überlappungsgeschwindigkeit gewählt werden, die nicht dazu führt, dass die Bauteiloberfläche schwingt, vibriert oder die Überlappungsplattenoberfläche in irgendeiner Weise verlässt. Die zu läppende Oberfläche muss immer fest und formschlüssig zur Oberfläche der Läpp- oder Polierscheibe ausgerichtet sein.

Druck auf das Werkstück

Der auf die zu läppenden Bauteile ausgeübte Druck kann die resultierende Oberflächenrauheit durch Veränderung der Schlammschichtdicke beeinflussen. Je höher der Druck (maximal 3 P.S.I. beim konventionellen Läppen), desto dünner ist die Schichtdicke und desto größer ist die Chance, die Bauteile gegen die Lap-Platte zu "wischen". Beim Läppen zur Erzielung einer feinen Oberflächenrauheit wird empfohlen, für die meisten gängigen Anwendungen 2 P.S.I. nicht zu überschreiten.

Größe und Art des Schleifmittels

Schleifmittel (geschmolzenes und nicht geschmolzenes Al2O3; schwarzes und grünes SiC, B4C, monokristalliner Diamant und polykristalliner Diamant) weisen eine Kristallstruktur auf, die die Härte, Form, Anzahl der Schneidkanten und Brüchigkeit des Materials bestimmt. Friability ist die Bewertung der Kristallverbindungsstärke, die die Kraft bestimmt, die zum Spalten von Schneidkanten vom Kristall benötigt wird. Unter den gleichen Bedingungen der PSI-Belastung dringen härtere Verbindungen (z.B. SiC) vor der Kantenspaltung tiefer in das Bauteilmaterial ein als weichere Verbindungen (z.B. Al2O3) und erzeugen so eine größere Oberflächenstruktur. Die flache hexagonale Kristallform hat weniger scharfe Schneidkanten und dringt weniger tief in das Bauteilmaterial ein oder rasiert es sanft als eine blockige Tetraederform, die Späne mit einer großen Anzahl von vorstehenden Schneidkanten ausmeißelt. Bröckligere Schleifmittel (z.B. Al2O3) benötigen weniger Kraft zum Abbrechen der Schneidkanten als weniger bröckelige Schleifmittel (z.B. SiC). Ein weiterer wichtiger Faktor in Bezug auf die Zerreibbarkeit ist die Größe des Kristalls, die sich mit dem Abbruch der Schneidkanten verringert. Wenn der Kristall kleiner wird, schneidet er kleinere Späne und erzeugt Messungen der Oberflächenrauhigkeit.

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Beim Läppen muss das richtige Verhältnis verwendet werden, um eine gleichbleibende, wiederholbare Oberflächenrauheit zu erzielen. Noch wichtiger ist, dass das Verhältnis ein Faktor für die Festigkeit und Dicke der Folie ist. Bei zu geringer Schichtdicke neigt das Bauteilmaterial dazu, näher an der Lap-Platte zu wischen, und es wird mehr Schneidenergie durch die Schleifpartikel auf das Bauteilmaterial übertragen, was zu einer größeren Penetration, stärkeren Kratzern und höheren Oberflächenrauheitsmessungen führt.

Planheit der Platte

Ein wichtiges zu verstehendes Konzept ist, dass die über ihren Durchmesser gemessene Ebenheit der Lap-Platte nicht mit der Spezifikation der fertigen Ebenheit des Bauteils übereinstimmen muss. Dies liegt daran, dass das Bauteil einer kleinen Spannweite des geometrischen Kugelradius der Lap-Platte entspricht. Die Spannweite des Bauteils ist sein Durchmesser, ob kreisförmig oder die größte Länge über die geläppte Oberfläche der Bauteile. Mit anderen Worten, eine Komponente mit einem Zoll Durchmesser wird bei Verwendung derselben Lap-Platte viel flacher geläppt als eine Komponente mit einem Durchmesser von vier Zoll. Die auf der Lap-Platte erforderliche exakte Ebenheit kann mit Hilfe der Trigonometrieformel zur Bestimmung der Schnurlänge mathematisch berechnet werden.

Grundlegende Läppentheorie

Die grundlegende Theorie des Läppens beginnt damit, dass die Komponenten innerhalb der Grenzen von Konditionierungsringen direkt auf die Oberfläche einer rotierenden Wickelplatte platziert werden, die mit einer Präzisionsfilmschicht aus Schlamm beschichtet ist. Die Komponenten dürfen niemals in direkten Kontakt mit der Oberfläche der Lap-Platte kommen. Durch die angetriebene Lap-Plate-Rotation übertragen die losen und rollenden Schleifpartikel innerhalb der Slurry-Schicht die Schneideenergie mit ihren scharfen Schneidkanten, indem sie in die Kontaktfläche der Bauteile eindringen und mikroskopische Materialspäne entfernen. Gleichzeitig wirkt das Schleifmittel über die Kontaktfläche sowohl der Komponenten als auch der Konditionierringe auf die Lap-Platte und verursacht Verschleiß, der, wenn er durch eine einstellbare radiale Ringausrichtung gesteuert wird, kugelförmige Krümmungsänderungen bewirkt, um einen flachen Lap-Plate-Zustand aufrechtzuerhalten.

Was geschieht während des Läppprozesses?

  • Die Oberflächenbeschaffenheit wird modifiziert und in der Regel in qualitativen Werten für die Oberfläche und den Untergrund verbessert (glatter).
  • Die Geometrie (Ebenheit) der bearbeiteten Oberfläche wird durch das Läppen flach oder kugelförmig.
  • Eine gewisse Menge an Material wird von der geläppten Oberfläche des Werkstücks entfernt.

Der offensichtlichste Unterschied zwischen dem Läppen und den anderen großen Bearbeitungen besteht darin, dass beim Läppen kein Ein- oder Mehrpunktwerkzeug verwendet wird. Das Läppen schneidet Späne im Wege eines losen Schleifprozesses. Eine von mehreren verschiedenen Arten von präzisem mikrogradiertem Schleifmittelpulver wird in einem bestimmten Verhältnis mit Schneidflüssigkeit gemischt und auf eine rotierende Lap-Platte aufgetragen.

 

Compare lapping

Grundlagen des Läppprozesses

  • Eine sehr passive Form des Schleifens (Niederdruck, niedrige Drehzahl, geringe Abtragsleistung)
  • Erfordert die Verwendung von mikrongroßen Schleifpartikeln (kein Gitter oder körniges Schleifmittel).
  • Ein gewisses Maß an Bewegung ist auf dem Teil des Werkzeugs (Lap Plate), dem Werkstück oder beidem erforderlich.
  • In den meisten Fällen wird das Läppen auf ebenen Oberflächen eingesetzt, nicht auf kugelförmigen Formen oder Konturen.
  • Die Lap Plate ist in der Regel weicher, als das Werkstück.
  • Der Konditionierungs-/Retentionsring ist gleich hart oder härter als die Lap Plate.
  • Läppen ist fast immer möglich.
  • ein "Nassverfahren".
  • Das Werkstück berührt niemals die Zwischenplatte.
  • Nur eine kleine Menge Material (weniger als 5 Mikrometer oder mehr als 500 Mikrometer) wird von jeder Seite des Werkstücks entfernt.
  • Das Läppen ist immer ein Batch-Ladeprozess.
Markenfamilie der Precision Surfacing Solutions
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  • PRECISION SURFACING SOLUTIONS

    PRECISION SURFACING SOLUTIONS unterstützt Hersteller in einer Vielzahl von Branchen, in denen Präzisionsschleifen, Läppen, Polieren, Entgraten und Bearbeitungsgeräte für fortgeschrittene Werkstoffe häufig eingesetzt werden. Sie alle benötigen hochwertige, hochpräzise, ​​stabile und ausgereifte Maschinen, um hochwertige Werkstücke herzustellen.

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    Die seit 2009 in Deutschland produzierten MICRON-Maschinen sind kompakte und dynamisch steife Schleifmaschinen, die speziell für das Profilschleifen entwickelt wurden. MICRON ist ein Branchenführer in der Bearbeitung von Hydraulikkomponenten wie Statoren, Rotoren und Van-Pumpen.

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    Die ELB-Schliff Werkzeugmaschinen GmbH produziert seit über 60 Jahren Flach- und Profilschleifmaschinen. Das Unternehmen wurde von Edmund Lang in Babenhausen gegründet, woraus der Name "ELB-Schliff" entstand.

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    Seit 1907 gilt Barnes als weltweit führend in der Entwicklung innovativer Technologien und Verfahren zum Honen und Ausbohren. Die frühesten Barnes-Honmaschinen waren die ersten, die das Honen zu einem praktischen und effizienten Mittel machten, um Zylinderbohrungen für Kraftfahrzeuge in einer Produktionsumgebung zu bearbeiten.

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    1948 in Chicago als Hersteller von Läpp- und Poliermaschinen für den Gleitringdichtungsmarkt gegründet, hat sich Lapmaster zu einem weltweiten Lösungsanbieter für mehr als 20 Branchen wie Präzisionsoptik und moderne Materialien entwickelt.

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  • Peter Wolters

    Peter Wolters wurde 1804 in Deutschland gegründet und produziert seit 1936 Läpp-, Polier- und Feinschleifmaschinen. 2019 übernimmt die Precision Surfacing Solutions Group das Wafering Equipment- und Servicegeschäfts für Photovoltaik- und Spezialsubstratmaterialien von Meyer Burger. Weitere Informationen erhalten Sie unter: www.precision-surface.ch

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