Uitgekiende bewerkingsstrategie geeft oppervlak specifieke eigenschappen
50
Surface engineering: hoe verandert het oppervlak als de spaan weg is? Het lijkt ogenschijnlijk eenvoudig: zorg dat de spaan zo snel mogelijk weg is van het werkstuk oppervlak en de frees. Dan voorkom je dat warmte invloed krijgt. Toch is verspanen anno 2017 niet meer zo eenvoudig. Is het eigenlijk nooit geweest. Alleen ligt de lat tegenwoordig zo hoog, dat zelfs de geringste verandering invloed kan hebben. Als je daar slim gebruik van maakt, kun je extra waarde aan een werkstuk toevoegen. Surface engineering gaat verder dan een slecht oppervlak voorkomen.
De sporen van een verspanende bewerking blijven vaak zichtbaar in het oppervlak van het werkstuk. Een gefreesd werkstuk verandert echter niet alleen optisch. Ook de spanningen, de hardheid en de topografie aan het oppervlak veranderen. Soms kunnen zelfs de verbindingen in het materiaal
Professor Volker Schulze: processtappen overslaan.
wijzigen. Deze veranderingen ontstaan onder invloed van de thermische en mechanische krachten die tijdens de verspaning op het werkstukoppervlak worden uitgeoefend. Gebruikte koelsmeermiddelen hebben hier eveneens invloed op. In Duitsland doet het team van professor Volker Schulze van het Karlsruher Institut für Technologie (KIT) samen met het Institut für Angewandte Materialien-Werkstoffkunde (IAM-WK) veel onderzoek hiernaar. Waar het de wetenschappers om gaat, is dat je vooraf kunt voorspellen welke effecten een bepaalde bewerking met bepaalde parameters heeft. Want dan kun je het proces zo inrichten dat de uitkomst een oppervlak is dat je wilt. De aandacht gaat hierbij vooral uit naar de spanningen in het materiaal. Tijdens het MAV Innovationsforum gaf professor Schulze een voorbeeld, cracking. “We kunnen aan de hand van een aantal voorbeelden berekenen of er onder het oppervlak scheurvorming gaat optreden.” Invloed slijtage frees en koelstrategie Hoe nauw dit allemaal luistert, blijkt uit de ervaringen met het verspanen van titanium. Professor Schulze: “Je moet rekening houden met het feit dat door de slijtage van de frees in het materiaal eigenspanningen ontstaan. Om dit te voorkomen, moet je de slijtage van het gereedschap in een heel klein bereik