Materialbearbeitung
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Materialbearbeitung

Materialbearbeitung beschreibt ein vielseitiges Arbeitsfeld. Allen eingeschlossenen Prozessen ist gemein, dass sie das zu bearbeitende Werkstück in einer bestimmten Weise umformen – sei es durch Werkstoffabnahme, durch Oberflächenbearbeitung oder aber durch eine einfache Reinigung

Bohren und Meißeln

Bohren und Meißeln sind beides spanende Fertigungsverfahren, genauer gesagt zählen sie zu den Fertigungsverfahren mit geometrisch bestimmter Schneide. Beim Bohren befinden sich die Klingen dabei an der Spitze eines rotierenden Stabs, des Bohrkopfes, und heben beim Einsatz permanent Späne von der Angriffsfläche ab, wodurch ein Loch entsteht. Die dabei abgeschnittenen Späne werden durch die Windungen an der Außenseite des Bohrers ausgeworfen. Beim Bohren von Materialien ab einer gewissen Härte oder Sprödigkeit ist eine Spanabnahme jedoch nicht mehr ohne weiteres möglich. In diesen Fällen muss der Prozess unterstützt werden, wie zum Beispiel im Fall eines Schlagbohrers. Dort zerrüttet der Bohrer das Material durch permanentes Aufschlagen und ermöglicht so das Ausheben des Lochs.

Ein Meißel ist ein Werkzeug, welches aus einem Schaft besteht, an dessen beiden Enden sich die Schneide beziehungsweise eine Schlagfläche befinden. Beim Einsatz wird der Meißel nun schräg am Werkstück angesetzt und durch Hammerschläge auf die Schlagfläche vorangetrieben. Die wichtigsten Einsatzgebiete von Meißeln liegen dabei in der Metall- und Steinbearbeitung. Hier können dabei verschiedenste Aufgaben ausgeführt werden, vom Spalten und Trennen über das Einarbeiten von Kerben bis hin zur bildhauerischen Gestaltung.

Schleifen und Trennen

Das Schleifen wird zu den Fertigungsverfahren mit geometrisch unbestimmter Schneide gezählt. Das bedeutet, dass die Materialabnahme nicht mit einem Werkzeug stattfindet, bei dem Anzahl und Geometrie der Schneiden genau bestimmbar sind. Beim Schleifen werden stattdessen Werkzeuge verwendet, bei denen viele kleine, scharfe Kristalle und Splitter über die Oberfläche gerieben werden und dabei feinste Späne abheben. Bei einer Schleifscheibe befinden sich diese Splitter zum Beispiel am Scheibenrand, die Bewegung kommt durch schnelles Drehen zustande. Andere Schleifverfahren sind das Bandschleifen, bei dem die Schleifkörner auf einem dauerhaft umlaufenden Band befestigt sind, und das Hubschleifen, bei dem ein Werkzeug zum Einsatz kommt, welches durch hubartige Bewegung über die Oberfläche eine Spanabnahme ermöglicht.

Das Schleifen kommt hauptsächlich in der Feinbearbeitung zum Einsatz. Die Menge des abgetragenen Materials ist gering, dafür können hohe Genauigkeiten erreicht werden. Daher ist das Schleifen oft der letzte Arbeitsschritt, mit dem das Werkstück die Endkonturen und gewünschte Oberflächenqualität erhält. Unter der Oberkategorie des Trennens werden sämtliche Fertigungsverfahren zusammengefasst, bei denen durch Aufheben des örtlichen Zusammenhaltes die Form des Werkstücks verändert wird. Dazu können beispielsweise Klingen oder unbestimmte Schneiden zum Einsatz kommen, es können aber auch Chemikalien genutzt werden oder thermische Schmelzverfahren zum Einsatz kommen. Durch das Entfernen von Teilstücken des Werkstücks wir dieses so nach und nach in die gewünschte Form gebracht. Trennen ist eine der sechs Hauptgruppen der Fertigungsverfahren nach DIN 8580, neben beispielsweise dem Umformen und dem Fügen.

Reinigen und Bürsten

Unter dem Reinigen als Fertigungsverfahren versteht man das Entfernen von Oberflächenschichten von einem Werkstück. Da es sich hierbei um das Abtrennen von Teilen des Werkstücks handelt, wird es ebenfalls der Gruppe der trennenden Fertigungsverfahren zugerechnet. Das Reinigen kann dabei auf verschiedene Arten geschehen. Eine Möglichkeit ist beispielsweise das Entfernen durch Gasoder Dampfbestrahlung, bei dem die Verunreinigung durch den erzeugten Druck entfernt wird. Ist der Strahl flüssig, beispielsweise beim Waschen, spricht man von strömungstechnischem reinigen. Beim chemischen Reinigen wird die Verbindung durch Zusatz von Chemikalien und Anregen einer Reaktion gelöst, während sie bei der thermischen Reinigung schlicht abgebrannt wird. Das Reinigen mit Lösemitteln ähnelt der chemischen Reinigung, nur, dass hier keine Reaktion stattfindet. Ein Beispiel wäre das einweichen in Wasser, bis die Verschmutzung vom Werkstück abblättert.

Eine letzte Form der Reinigung ist die mechanische Reinigung. Dies bezeichnet das Entfernen von Verschmutzungen durch mechanische Einflüsse, zum Beispiel abreiben. Hierzu gehört auch das Bürsten, bei dem die Oberfläche mit einer Bürste abgerieben werden. Diese besteht aus einer Vielzahl zusammengebundener Haare, in denen sich die Partikel auf der Oberfläche verfangen, sodass sie abgenommen werden können.

Malen und Streichen

Malen und Streichen im Handwerk bezeichnet das Auftragen von Farbschichten auf eine Wand oder eine andere Oberfläche. Diese Schichten können dabei rein als optische Verschönerungen dienen, oder aber auch verschiedenste Schutzfunktionen haben. Neben dem Auftragen der Farbe gehört auch das Vorbereiten der Fläche zum Aufgabengebiet im Bereich Malen und Streichen. Hierzu zählen zum Beispiel das Säubern der Flächen oder das Aufbringen von Belägen, die unter dem Farbanstrich liegen sollen. Ein einfaches Beispiel hierfür wären Tapeten oder ein Putz. Zum Ausführen der Arbeiten stehen verschiedene Werkzeuge zur Verfügung. Standardmäßig sind dies Pinsel, Farbwalzen und Spachtel, mit denen die Farben in unterschiedlicher Präzision und Geschwindigkeit aufgetragen werden können. Ein Anstrich besteht dabei häufig aus mehreren Schichten zur Grundierung, Farbgebung und zum Schutz.

Polieren und Radieren

Das Polieren ist ähnlich dem Schleifen ein Verfahren zur Feinbearbeitung von Oberflächen. Es Bezeichnet den Prozess des Verringerns von Oberflächenrauigkeiten, wobei verschiedene physikalische Prinzipien gleichzeitig wirken können. Man kann sich die Oberfläche eines Werkstücks wie ein mikroskopisch kleines Gebirge vorstellen. Beim Polieren durch Druck werden die Gipfel in die Täler niedergedrückt, sodass eine Oberfläche mit geringeren Höhenunterschieden entsteht. Das Material wird dabei plastisch verformt. Andere Möglichkeiten, einen geringeren Rauheitswert zu erhalten, besteht im spanenden Abtragen der Spitzen, beziehungsweise im Auffüllen der Täler durch Zusatzwerkstoff. Beim Polieren selbst wird eine Politur mittels eines Politurträgers über die Oberfläche getrieben, bis die gewünschte Ebenheit erreicht ist. Eine solche Veredelung wird bei vielen Werkstoffen angewandt, zum Beispiel bei Metall, Stein, lackiertem Holz oder Kunststoffen. Das Radieren bezeichnet die Abnahme von Oberflächenschichten mittels eines Zusatzmaterials. Dabei wird je nach Art der Radierung manchmal Grundmaterial mitentfernt, manchmal nicht. Radierer, die ein Grundmaterial entfernen, lösen zum Beispiel die Verbindung von Oberfläche und Verunreinigung, indem sie sich selbst mit letzterer verbinden. Die Überreste können dann leicht entfernt werden. Radierer mit Abtrag von Grundmaterial entfernen die vermischten Bereiche durch Trennen, worunter jedoch auch das Werkstück selbst leidet.