Wat is de rol van bewerkingsvloeistof bij verspanende technieken in de metaal?

Verspaning is een algemene term die verschillende verspanende technieken omvat in de metaalsector. Als men het woord verspanen gebruikt dan doelt men op alle bewerkingstechnieken waarbij delen van het werkstuk in de vorm van spaantjes van het werkstuk afgenomen worden om het de gewenste vorm te geven. Vaak denkt men bij verspanen aan draaien en frezen maar deze varianten zijn slechts een paar voorbeelden van verspaning. Er zijn nog veel meer verschillende soorten verspaning zoals boren, tappen, slijpen en zagen. Bij verspanen maakt men gebruik van een aantal verschillende smeermiddelen.

Smeermiddel voor het onderhoud van de machine
Over het algemeen worden verschillende vloeistoffen en vetten in de metaal gebruikt als smeermiddel. Het smeermiddel moet er voor zorgen dat de wrijving tussen verschillende delen wordt beperkt. Daardoor wordt er minder warmte gecreëerd en ontstaat er minder slijtage. Op die manier blijft het werkstuk en de constructie zo lang mogelijk bestaan en blijft deze haar sterkte behouden. Ook tijdens het verspanen maakt men gebruik van deze smeermiddelen.

De smeermiddelen worden toegepast om de machine die wordt gebruikt voor het verspanen zo lang mogelijk te behouden. De verschillende draaiende delen van de machine worden goed ingevet om te voorkomen dat deze delen te warm worden en gaan slijten. Daarbij is de juiste viscositeit van belang. Bij het bepalen van de gewenste viscositeit  dient men ook rekening te houden met de snelheid en temperatuur duur tijdens de verspaning wordt ontwikkeld. Het bepalen van het juiste smeermiddel is heel lastig. Daarom worden in de praktijk smeerschema’s gehanteerd met daarop de juiste smeermiddelen die voor de machines moeten worden gebruikt.

Smeermiddel voor het verspanen
Als men gaat verspanen maakt men gebruik van een scherp en hard gereedschap. Dit kan bijvoorbeeld een boor, beitel of zaagblad zijn. Deze harde gereedschapsdelen bewegen zich in de praktijk met een bepaalde snelheid door het uitgangsmetaal of werkstuk. Hierbij treed ook wrijving op en is de kans op slijtage van het gereedschap groot. Het doel is dat het materiaal wordt vervormd en niet het gereedschap. Daarom moet de warmte worden beperkt en afgevoerd. Ook dient men de wrijving tijdens de bewerking te verminderen. Bij het smeren van de snijgereedschappen wordt tijdens de bewerking voortdurend smeervloeistof op het werkstuk en snijgereedschap gespoten. De rol van dit smeermiddel is het koelen van gereedschap en het verminderen van de wrijving tijdens het verspaningsproces.

Voor verspanende technieken maakt men gebruik van zogenoemde snijoliën of booroliën. Snijolie of boorolie zorgt er voor dat de boor of beitel zich met minder wrijving door het uitgangsmateriaal vreet. Er zijn verschillende materialen en er zijn ook verschillende gereedschappen daarom zijn er ook verschillende soorten snijolie en boorolie. De keuze voor de juiste snijolie is bovendien ook afhankelijk van de soort machine die men gebruikt om de bewerking uit te voeren en de snelheden die worden gerealiseerd tijdens het verspanen. Ook voor snijolie en boorolie zijn duidelijke voorschriften zodat de juiste olie wordt gehanteerd tijdens het bewerkingsproces.

Wat wordt bedoelt met laskanten en laskantvoorbewerking?

Voordat een lasser een las gaat aanbrengen in een werkstuk zal de lasser zich eerst verdiepen in de constructietekening, de lasmethodebeschrijving (LMB) of de Welding Procedure Specification (WPS). Hierin vindt de lasser informatie over de manier waarop de las gelegd moet worden. Daarbij is onder andere aangegeven welke lasnaad gebruikt moet worden. Er zijn verschillende lasnaden, bijvoorbeeld de V-naad, de K-naad, de Y-naad en de X-naad. Ook kan er gebruik worden gemaakt van een zogenoemde stompe naad. Bij de laatste naad zal er niet of nauwelijks voorbewerking nodig zijn. De kanten die aan elkaar gelast moeten worden zullen dan slechts recht en schoon moeten zijn. Bij de overige naden zal ten minste één van de beide kanten van het werkstuk moeten worden voorbewerkt.

Wat is een laskant?
De kant van een werkstuk die gelast moet worden noemt men de zogenoemde laskant. Als men een werkstuk samenstelt heeft men echter verschillende laskanten die samengesteld moeten worden. Zo bevat een V-naad twee platen die beide zijn afgeschuind aan de laskant. De lasser zorgt er voor dat de twee laskanten van de platen zo dicht mogelijk tegen elkaar aan liggen alvorens de las wordt aangebracht. Hiervoor kan de lasser in sommige gevallen gebruik maken van een mal waarin de plaatdelen kunnen worden vastgezet. In andere gevallen zal de lasser creatiever te werk moeten gaan om de laskanten zo dicht mogelijk bij elkaar te brengen.

Hoe wordt een laskant gemaakt?
Een laskant is de kant van het werkstuk of werkstukonderdeel waarop de las moet worden aangebracht door de lasser. Deze kant moet schoon zijn zodat er geen vervuiling in het smeltbad van de las kan ontstaan. Daarnaast is de laskant in een bepaalde vorm. Meestal is er sprake van een zogenoemde afschuining zoals in het hiervoor genoemde voorbeeld van de V-naad. Er kan echter ook sprake zijn van bijvoorbeeld een K-naad of een X-naad. Ook hierbij wordt de laskant van één deel of twee delen van het werkstuk afgeschuind. Het afschuinen van een plaat kan op verschillende manieren gebeuren. De volgende manieren zijn gebruikelijk:

  • Het slijpen van de laskant
  • Frezen van de laskant
  • Snijden van de laskant met behulp van een plasmasnijder
  • Knabbelen van de laskant

Deze bovengenoemde technieken zijn in feite technieken om de laskant voor te bewerken. Daarom vallen deze technieken onder de laskantvoorbewerking. Meestal staat op een constructietekening een lassymbool waarmee wordt aangegeven welke lasnaad moet worden gemaakt. Als een las verkeerd is aangebracht kan men er voor kiezen om de las uit te slijpen of te gutsen. Dit is echter veel werk en de laskant zal daarna vaak hersteld moeten worden voordat de lasser een nieuwe las kan aanbrengen.

Voordelen van het aanbrengen van laskanten
Een bedrijf of een lasser heeft niet altijd de keuze om laskanten aan te brengen of niet. In veel gevallen zal in de lasmethodebeschrijving of de Welding Procedure Specification duidelijk zijn aangegeven hoe de lasnaad voorbewerkt dient te worden. Mocht men echter wel de keuze hebben om een laskant voor te bewerken dan is het belangrijk om de voordelen van laskantvoorbewerking goed voor ogen te houden. We noemen een aantal voordelen:

  • De lasverbinding wordt steviger omdat men de las, door het aanbrengen van bijvoorbeeld een V-naad, dieper aan kan brengen.
  • Daarnaast heeft het afschuinen van de laskant een voordeel dat het lasoppervlak groter wordt. Hierdoor kan het smeltbad goed worden gevormd en kan het lastoevoegmateriaal zich op meer plekken echten. Ook de warmte die bij het lasproces wordt ingebracht wordt meer verspreid.
  • Een goede laskantvoorbewerking zorgt er ook voor dat de laskant schoon is zodat er minder kans op vervuiling en insluiting ontstaat tijdens het lassen.

Wat is een Rugotest en waarvoor wordt deze gebruikt?

Een Rugotest is een gestandaardiseerde  vergelijkingstest. Deze test wordt gebruikt om een oppervlakte met behulp van een referentie te beoordelen op de ruwheid. De referentie vormen hierbij de vergelijkingsplaatjes van een bepaald materiaal. Deze vergelijkingsplaatjes worden naast het te beoordelen materiaal gelegd. De vergelijking wordt optisch gedaan, dit houdt in dat men de vergelijking visueel doet. Daarnaast wordt de test ook gedaan doormiddel van het voelen van de structuur van een object en het vergelijkingsmateriaal met de vingers. De doelstelling van de Rugotest is het indelen van een oppervlak in een bepaalde ruwheidscategorie. Een Rugotestmethode kan bijvoorbeeld gedaan worden door gebruik te maken van de ASTM D 4417 Method A.

Waar wordt de Rugotest toegepast?
De Rugotest wordt voornamelijk gebruikt in werkplaatsen in de werktuigbouwkunde en metaaltechniek. Hier wordt de Rugotest gebruikt voor het beoordelen van de structuur en ruwheid van de oppervlakte van een bepaald product. De Rugotest is snel en eenvoudig te gebruiken voor deze oppervlaktebeoordeling. Er zijn echter ook complexe machines die gebruikt kunnen worden om de ruwheid van een bepaald oppervlak te meten. De Rugotest is minder nauwkeurig omdat een mens deze test toepast en het resultaat in belangrijke mate afhangt van het beoordelingsvermogen van de persoon die de test uitvoert. De test is daardoor zeer subjectief en kan niet worden gebruikt voor oppervlakten die aan bepaalde geclassificeerde standaards moet voldoen. Er dient bij het toepassen van een Rugotest een ruime tolerantie aanwezig te zijn.

Hoe ziet een Rugotest er uit?
Een Rugotest bestaat uit een aantal referentie-oppervlakken of referentie-structuren die op een plaat of bord zijn geplaatst. Bij de verschillende structuren zijn nummers/ codes geplaatst die de classificatie aangeven waar de desbetreffende referentieoppervlak toe behoren. Deze test wordt meestal in een leren tas bewaard zodat de structuren goed beschermd zijn. Een beschadiging van de structuur kan er voor zorgen dat men minder goed kan vergelijken.

Hoe wordt een Rugotest uitgevoerd?
De Rugotest is een eenvoudige test die door een werknemer of werkneemster kan worden uitgevoerd die goed in staat is om materialen visueel en met de tast te vergelijken. Deze werknemer of werkneemster zal aan de hand van de referentie-oppervlaktes (testplaatjes) moeten beoordelen in welke ruwheidscategorie het geteste object valt. Dit wordt visueel beoordeelt door de testplaatjes te vergelijken met de oppervlakte van het object dat beoordeeld moet worden. Hierbij wordt gekeken of de verschillen in de pieken en dalen van de structuur overeen komen. Dit wordt daarnaast ook op de tast gedaan door met een (schone) vinger over het referentieplaatje heen te wrijven om een beeld te krijgen van de structuur en vervolgens over de oppervlakte heen te wrijven van het object dat getest moet worden. Na deze test wordt de ruwheid van de oppervlakte van het object in een bepaalde categorie geplaatst. Deze categorie kan vervolgens worden vergeleken met de oppervlaktestructuur die door de klant gewenst is.

Wat is polijsten en hoe wordt deze bewerking toegepast?

Polijsten is een verzamelnaam voor verschillende bewerkingstechnieken die worden gebruikt om de oppervlakte van een bepaald materiaal gladder te maken. doormiddel van polijsten kan men metaal of andere materialen verdichten waardoor een hoogglans wordt verkregen. Hierdoor kan het materiaal zo glad worden gemaakt dat een sterk spiegelend effect ontstaat. Polijsten wordt onder andere in de metaalsector toegepast voor metalen zoals koper, aluminium en roestvaststaal.

Waarom polijsten?
De oppervlakte van metalen en andere materialen kan ruw aanvoelen. Soms is de ruwe oppervlakte duidelijk zichtbaar en voelbaar. In andere gevallen zal men gebruik moeten maken van een microscoop om duidelijk zichtbaar te krijgen dat een oppervlakte bestaat uit pieken en dalen. Deze ruwe oppervlakte kan nadelig zijn om verschillende redenen zowel mechanische redenen als esthetische redenen. Een ruw oppervlakte kan nadelig zijn om mechanische redenen wanneer men bijvoorbeeld een onderdeel met een andere onderdeel in contact brengt en er zo weinig mogelijk wrijving moet optreden. Doormiddel van polijsten kan men de ruwheid van een glijoppervlak verlagen. Esthetische redenen voor het polijsten hebben te maken met de uitstraling van een product. Sommige metalen producten hebben een hoge sierwaarde wanneer deze zorgvuldig zijn gepolijst.

Daarnaast is een ruw oppervlakte ook gevoeliger voor het aanhechten van vuil. In de kleine kuiltjes in het ruwe oppervlak kan ook (zee)water worden vastgehouden waardoor een roesproces in ijzerhoudend basismateriaal kan ontstaan. Door ijzerhoudend materiaal te polijsten wordt de kans op roesten verkleind. De daadwerkelijke roestbescherming van bijvoorbeeld roestvast staal wordt tot stand gebracht door de passiveringslaag die uit het legeringselement chroom tot stand wordt gebracht in de vorm van een dunne laag chroomoxide.

Hoe kan men polijsten?
De ruwe oppervlakte van een materiaal wordt tijdens het polijsten steeds gladder gemaakt. Dit kan men doen door herhaaldelijk te gaan schuren. Afhankelijk van het materiaal en de ruwheid van de oppervlakte kan men een grove of fijnere korrel gebruiken. Hoe ruwer en harder de oppervlakte is hoe harder en grover de korrel is waarmee men schuurt. Vervolgens past men steeds fijner schuurmateriaal toe. Waardoor de ‘pieken en dalen’ op de oppervlakte steeds meer worden geslecht.

Men kan gebruik maken van schuurpapier en slijpschijven. Met name voor fijn en nauwkeurig schuurwerk kan men ook schuurpapier met water gebruiken en ‘nat schuren’. Door het polijsten wordt de oppervlakte zoveel mogelijk krasvrij gemaakt. Uiteindelijk is de korrel van het schuurpapier zo fijn dat men bijna overgaat tot het poetsen van het materiaal.

Tijdens het schuren wordt het materiaal verdicht en gladder gemaakt. Hierdoor kan een mooie glas ontstaan en een object visueel aantrekkelijker worden.  Daarnaast kan een glans naast een visuele eigenschap ook een technische eigenschap zijn. De glans van een gepolijste spiegel zorgt er voor dat een spiegel gebruikt kan worden voor het doeleinde waarvoor deze gemaakt is.

Polijsten voor materiaalonderzoek
Voor het onderzoeken van materialen kan polijsten ook worden gebruikt. Hierbij wordt polijsten gebruikt als voorbereidende stap om duidelijk zicht te krijgen op de microstructuur van een metaal of metaallegering. Na het polijsten kan men indien nodig nog gaan etsen. Dit is een oppervlaktebehandeling die wordt uitgevoerd met een vloeibaar middel. Dit middel zorgt voor een chemische reactie waardoor een deel van het oppervlak van het metaal oplost. Dit kan ook worden beschouwd als een soort van gecontroleerde erosie.

Welke materialen kunnen worden gepolijst?
Polijsten kan men doen bij verschillende materialen. Het wordt met name gebruikt metaalbewerking maar ook in de houtbewerking wordt het toegepast. Natuursteen kan eveneens worden gepolijst. Bij het vervaardigen van spiegels komt polijsten ook aan de orde.

Wat is metaalbewerking en welke metaalbewerkingsprocessen zijn er?

Metaalbewerking is een algemene benaming die wordt gebruikt voor het bewerken van metalen. Sinds de ontdekking van metaal in ertsen heeft de mensheid verschillende periodes gehad die zich kenmerkten door een bepaald metaal of metaalbewerking. Zo kende men de bronstijd en de ijzertijd.

Tegenwoordig wordt in metaalbewerking gebruik gemaakt van uiteenlopende metalen en metaallegeringen. In de metaaltechniek wordt vooral staal toegepast. Dit is ijzer met een klein percentage koolstof. Daarnaast wordt ook aluminium gebruikt en worden legeringen gemaakt zoals roestvast staal (RVS).

De doelstelling van metaalbewerking is het maken van individuele onderdelen, halffabricaten,  assemblages of complete constructies. Metaalbewerking is een zeer brede term die onder de metaaltechniek valt. Doormiddel van het bewerken van metalen kunnen uiteenlopende werkstukken en constructies worden vervaardigd. Hierbij kan gedacht worden aan:

  • Bruggen
  • Schepen
  • Jachten
  • Machineframes
  • Balustrades
  • Puiconstructies
  • Kunstwerken

Ook sieraden en horloges worden van metalen gemaakt. Hiervoor worden meestal edelmetalen gebruikt die zeer nauwkeurig worden gewerkt. Daarnaast wordt in de machinebouw en de medische sector ook gebruik gemaakt van metalen in verschillende soorten, maatvoeringen en toleranties. De metaalbewerking is daardoor een zeer brede sector waarin grote en kleine en kleine producten worden gemaakt voor verschillende sectoren: van juwelier tot de bouwbranche.

Metaalbewerkingsprocessen
In de bronstijd, ongeveer 3000 tot 800 voor Christus, maakten mensen vooral gebruik brons. Hiervoor had men kopererts en tinerts nodig. Koper en tin werden samengesmolten en vervolgens in de gewenste vorm gegoten. Brons is echter niet smeedbaar. De ijzertijd zorgde voor een grote verandering. Deze periode begon in Europa vanaf ongeveer 800 voor Christus. IJzer is in tegenstelling tot brons wel smeedbaar en daarnaast kan het ook nog gegoten worden in vormen zoals bij gietijzer en gietstaal gebeurd.

Door de komt van ijzer nam het aantal bewerkingsprocessen in de metaalbewerking toe. Er ontstonden smederijen waarbij een smid ijzer doormiddel van vlamovens op temperatuur bracht en vervolgens met een hamer op een aanbeeld in de gewenste vorm sloeg. Hierdoor ontstond smeedijzer en smeedstaal.

Tegenwoordig worden vooral machines gebruikt voor het bewerken van metaal. Hierbij maakt men onder andere gebruik van werktuigmachines. De moderne metaalbewerkingsprocessen zijn zeer divers en worden wel in twee groepen verdeeld:

  • De verspanende metaalbewerking. Deze metaalbewerking omvat verschillende metaalbewerkingsprocessen waarbij het basismateriaal doormiddel van verspaning in de juiste vorm wordt gebracht. Er worden hierbij kleine spaantjes van het materiaal verwijdert tot de juiste vorm en afmeting is ontstaan. Voorbeelden van verspanende bewerkingstechnieken zijn: boren, slijpen, draaien, frezen, schaven en zagen.
  • De niet-verspanende metaalbewerking. Binnen deze groep zijn uiteenlopende metaalbewerkingsprocessen aanwezig. Dit kunnen plaatbewerkingstechnieken zijn zoals: walsen, zetten en snijden. Ook smeden en gieten behoren tot de niet-verspanende metaalbewerking. Lassen is een hele bekende vorm van niet-verspanende metaalbewerking en wordt veel in de metaalbewerking toegepast. Doormiddel van lassen worden een niet-uitneembare verbinding gemaakt tussen metalen (of kunststoffen). Lassen behoort tot verbindingsprocessen in de metaalbewerking. Hier valt ook solderen onder.

Wat is afbramen en hoe kunnen bramen worden verwijdert?

Wanneer een metaal koud wordt bewerkt kunnen er bramen ontstaan. Dit kan onder andere gebeuren wanneer metaal wordt gezaagd, gesneden, geponst of gestanst. Een braam is een klein opstaand randje of puntje aan bijvoorbeeld de zaagkant van het metaal. Een braam kan heel scherp zijn en zorgt er voor dat de het werkstuk niet glad is. Vaak moeten bramen worden verwijdert om een mooi product af te leveren aan een klant. Het verwijderen van bramen noemt men afbramen. Afbramen is een nabewerking die veel voorkomt in de werktuigbouwkunde.

Bramen verwijderen doormiddel van afbramen
Bramen kunnen in verschillende metaalsoorten ontstaan. De grote en de aard van het materiaal is van invloed op de manier waarop de bramen het beste verwijdert kunnen worden. Ook de vorm van het object waarop de bramen aanwezig zijn is van invloed. Bramen kunnen worden verwijdert doormiddel van een metaalvijl of het gebruik van schuurpapier en schuurband. Meestal gaat het dan om kleine bramen. Grotere bramen die stevig vast zitten aan het werkstuk moeten doormiddel van een elektrische slijpmachine worden verwijdert of met behulp van een haakse slijper. Daarnaast kunnen bramen ook worden verwijdert doormiddel van elektro chemisch afbramen. Bij dit proces lossen de bramen op in elektrolyt door het gebruik van elektrische stroom. Hierdoor ontstaan zeer gladde oppervlaktes.

Wat is een flex, haakse slijper of slijptol en wat kun je er mee?

Een flex, haakse slijper of slijptol is een gereedschap dat gebruikt kan worden voor het bewerken van diverse materialen. Met de termen slijptol, haakse slijper of flex wordt hetzelfde bedoelt. De term haakse slijper is afgeleid van de positie van de slijpschijf ten opzichte van het motorgedeelte. De slijpschijf staat hier haaks op vandaar de naam haakse slijper.

De haakse slijper wordt gebruikt voor het slijpen van metalen, steensoorten en hout. Het is een machine die doormiddel van elektriciteit of benzine kan worden aangedreven. Deze aandrijving zorgt er voor dat de slijpschijf met een enorme snelheid ronddraait. De slijpschijf wordt vervolgens door de gebruiker van het gereedschap tegen het werkstuk aangehouden waardoor het werkstuk in de juiste vorm wordt geslepen.

Er zijn verschillende slijpschijven die in de haakse slijper kunnen worden geplaatst. De keuze van de slijpschijf is afhankelijk van de bewerking en het materiaal dat geslepen moet worden. Er zijn slijpschijven die speciaal ontwikkeld zijn voor steensoorten. Ook zijn er slijpschrijven om metaal door te slijpen of af te bramen. De korrels op de slijpschijven kunnen ook verschillen. Zo zijn er grove en minder grove slijpschijven. Daarnaast bevat een slijpschijf in het middel een gat. Door dit gat komt de aandrijfas van de haakse slijper. Op deze as wordt de slijpschijf vastgeschroefd.

De diameter van de aandrijfas en het montage gat van de slijpschijf moeten goed op elkaar aansluiten anders kan de slijpschijf niet goed worden bevestigd in deze machine. Er is hierbij een verschil tussen Europese slijpers en Amerikaanse slijpers. De maat die standaard wordt gehanteerd in Amerika is voor schijven tot 125mm 5/8″ inch. In Europa is de maat 7/8″ inch.

Haakse slijper gebruiken, let op veiligheid
Het gebruik van een haakse slijper is niet zonder risico’s. Het is belangrijk dat de juiste slijpschijf wordt gemonteerd aan de aandrijfas. Zo mag nooit een doorslijpschijf worden gebruikt voor het afbramen van metaal. Wanneer slijpschijven worden verwisseld moet de machine uitgeschakeld zijn en de steker uit het stopcontact worden gehaald. Voordat de stekker in het stopcontact wordt gedaan moet gecontroleerd worden of de slijpschijf uit staat.

Bescherm je ogen tegen de rondspattende deeltjes die van het werkstuk en de slijpschijf af komen tijdens het slijpen. Kies hiervoor een deugdelijke beschermkap die in de juiste hoek is geplaatst. Zorg er voor dat de vonken en metaaldeeltjes in de juiste richting vliegen en daarbij jezelf en andere personeelsleden niet raken.

De werkplek moet goed verlicht worden zodat de men goed zicht heeft op de slijpwerkzaamheden. Het werkstuk dat bewerkt moet worden met een haakse slijper moet goed worden vastgezet. Door de kracht van de ronddraaiende slijpschijf kan het werkstuk in beweging komen met alle gevolgen van dien. Ook de vloer rondom de werkplek moet goed opgeruimd zijn zodat degene die de haakse slijper gebruikt niet kan struikelen terwijl hij of zij aan het slijpen is. Ook moeten brandbare materialen in de omgeving worden afgedekt tegen de gloeiendhete vonken die vrijkomen tijdens het slijpen.

Wanneer men klaar is met slijpen moet men de slijper niet neerleggen terwijl de slijpschijf nog ronddraait. Hierdoor kan de slijpschijf namelijk hard wegschieten.