Soorten en classificaties van metaalbewerking
In de machinebouw worden metaal en kunststof het meest gebruikt, en veel mechanische onderdelen worden vervaardigd door middel van metaalbewerking.
Wat is metaalbewerking?
Metaalbewerking is de algemene term voor alle soorten bewerkingen en behandelingen die worden uitgevoerd op metalen als grondstoffen met het oog op de vervaardiging van producten.
Metaalbewerking kan grofweg in twee categorieën worden verdeeld: metaalbewerking voor het vormen van producten en metaalbewerking voor het veranderen van eigenschappen. De eerste categorie omvat het creëren van productvormen door het bewerken van grondstoffen zoals platen, staven of gesmolten metalen. De tweede categorie omvat warmtebehandeling of chemische behandeling van metalen om hun hardheid te verhogen of hun roestwerende eigenschappen te verbeteren.
Metaalbewerking voor vormgeving
De bewerkingsmethoden voor het vormgeven van metalen kunnen grofweg in de volgende vier categorieën worden verdeeld.
1. Mechanische verwerking
Mechanische bewerking omvat drie methoden: snijden, slijpen en speciale bewerking.
Snijbewerking
Dit is een bewerkingsmethode waarbij snijgereedschap wordt gebruikt om het werkstuk vorm te geven door ongewenste delen weg te snijden. De meest voorkomende methode maakt gebruik van apparatuur zoals draaibanken, freesmachines, bewerkingscentra en boormachines. Deze methode wordt veelvuldig toegepast in diverse producten, zoals onderdelen voor huishoudelijke apparaten en auto-onderdelen.
Maalproces
Dit is een bewerkingsmethode waarbij een slijpschijf wordt gebruikt om ongewenste delen van het werkstuk te verwijderen. Slijpen wordt vaak toegepast in situaties waar precisieoppervlakken vereist zijn, zoals bij auto-onderdelen en glijdende componenten van werktuigmachines.
Speciale verwerking
Mechanische bewerkingsmethoden die niet onder snijden of slijpen vallen, worden doorgaans geclassificeerd als speciale bewerkingen. Dit type bewerking omvat vele methoden, waarvan elektro-erosie en laserbewerking 대표적인 voorbeelden zijn.
Elektro-erosie wordt vaak gebruikt voor het graveren van holtes in mallen, het nauwkeurig snijden van dunne platen en spiebanen, enz.
Laserbewerking wordt vaak gebruikt voor het nauwkeurig snijden van dunne platen, het boren van microgaatjes en andere toepassingen.
2. Kunststofverwerking
Bij de verwerking van kunststoffen omvat het proces naast stempelen en smeden ook walsen.
Stempelverwerking
Bij deze bewerkingsmethode wordt een gereedschap of mal met grote kracht op het plaatmetalen werkstuk gedrukt om het te snijden, of om het werkstuk in de vorm van de mal te brengen. Plaatbewerking wordt ook wel gerekend tot de brede categorie stempelbewerking en wordt veel gebruikt bij de productie van carrosserieën van voertuigen en huishoudelijke apparaten van plaatmetaal.
Smeden
Bij deze bewerkingsmethode wordt een aanzienlijke kracht uitgeoefend op de hamerkop of mal om het werkstuk te persen of te hameren, waardoor het werkstuk de vorm van de mal aanneemt. Dankzij de eigenschap dat de werkstukken hierdoor een hoge sterkte krijgen, kan deze methode worden toegepast bij de bewerking van motoronderdelen en producten die bestand moeten zijn tegen kracht, zoals sleutels.
Rollend
Het wordt "rollen genoemd omdat het werkstuk wordt gevormd tijdens het roteren of rollen. Het wordt ook veel gebruikt bij het bewerken van uitwendige schroefdraad, enzovoort. De belangrijkste producten zijn gewone bouten en andere soorten schroeven die in bouwmarkten te vinden zijn.
3. Gieten
Bij deze verwerkingsmethode wordt het metaal dat als grondstof dient, in een oven gesmolten. Het gesmolten metaal wordt vervolgens in een mal gegoten met een holte in de vorm van het product, waarna het in de mal stolt en het product wordt vervaardigd. Dit proces wordt vaak gebruikt bij de massaproductie van producten met complexe vormen. Het kan worden toegepast voor de productie van motoronderdelen, maar ook voor machineonderdelen, motoronderdelen, enzovoort.
4. Anderen
Poedermetallurgie en 3D-metaalprinten zijn relatief nieuwe verwerkingsmethoden waarmee complexe vormen en geometrieën kunnen worden vervaardigd die met traditionele technieken niet mogelijk zijn.
Poedermetallurgie
Bij deze verwerkingsmethode wordt het metaalpoeder, dat als grondstof dient, in een mal geperst die de vorm van het product heeft. Vervolgens wordt de mal in een oven verhit om de metaaldeeltjes aan elkaar te binden en zo het product te vervaardigen. Deze methode wordt vaak gebruikt bij de productie van tandwielen die aandrijfkracht besparen en speciale lagers die geen smering vereisen, enzovoort.
Metaal 3D-printer
Dit is een verwerkingsmethode die de laatste jaren veel aandacht heeft gekregen. Het eindproduct wordt gevormd door de materialen die nodig zijn voor elk onderdeel van het product in fasen op te stapelen. Hoewel de ontwikkelingsgeschiedenis van dit proces nog relatief kort is, wordt het al gebruikt bij de productie van onder andere straalmotorbladen en remonderdelen voor luxe auto's.
Bewerkingen die de eigenschappen van metalen veranderen.
De belangrijkste verwerkingsmethoden voor het veranderen van de eigenschappen van metalen zijn warmtebehandeling en oppervlaktebehandeling.
1. Warmtebehandeling
Een van de belangrijkste eigenschappen van metalen is dat hun interne microstructuur kan worden veranderd en dat ze door warmtebehandeling verschillende eigenschappen kunnen verkrijgen. De bekendste warmtebehandelingen zijn afschrikken, temperen, enzovoort. Carboneren is een vorm van afschrikken, een proces dat de hardheid van staal gedeeltelijk verhoogt door koolstof in het oppervlak te laten doordringen. Deze processen worden veelvuldig toegepast op producten van staal en aluminium, waaronder auto-onderdelen en vliegtuigonderdelen.
2. Oppervlaktebehandeling
Voorbeelden van oppervlaktebehandelingsprocessen zijn coating en chemische filmvorming.
Coating
Dit is een behandelingsproces waarbij metaalfilms op het oppervlak van metalen worden aangebracht. Het kan verschillende functies vervullen, zoals roestpreventie, esthetische verbetering en oppervlakteverharding, en wordt veel gebruikt in huishoudelijke artikelen, auto-onderdelen en andere sectoren.
Chemische filmvormingsbehandeling
In tegenstelling tot coaten, maakt dit proces gebruik van chemische middelen om de eigenschappen van het metalen oppervlak te veranderen, waardoor het bepaalde eigenschappen krijgt. Het wordt vaak gebruikt in veeleisende omgevingen voor onderdelen van auto's of bouwmachines die roestvorming moeten voorkomen.
Samenvatting
Er bestaan diverse methoden voor metaalbewerking. De belangrijkste methoden zijn verspanen, kunststofverwerking, gieten en andere processen die de vorm van metalen veranderen. Warmtebehandeling, oppervlaktebehandeling en andere processen die de eigenschappen van metalen veranderen, kunnen ook worden gekozen op basis van hun toepassing en doel.
