Elektropolieren
Elektropolieren auf einen Blick
Elektropolieren ist ein bewährtes Verfahren zur Oberflächenveredlungen von Metallen.
Sind aus technischen oder dekorativen Gründen glattere, glänzendere oder passivierte Metalloberflächen gefragt, kommt in der Industrie oft das Elektropolieren zum Einsatz. Als abtragendes Fertigungsverfahren basiert es darauf, dass Rauheitsspitzen und Kanten bei der anodischen Auflösung von Metall bevorzugt entfernt werden.
plasmotion bietet zwar kein Elektropolieren an, aber die umweltfreundliche und effiziente Alternative Plasmapolieren.
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- Sam Schröder
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Was ist Elektropolieren?
Polieren und Entgraten durch gezielte, elektrochemische Metallauflösung.
Das Elektropolieren ist der logische Gegenschritt zum galvanischen Beschichten. In einem Bad aus werkstoffspezifischen Elektrolyten wird das Metall an der Oberfläche der Werkstücke elektrochemisch aufgelöst – bevorzugt an hervorstehenden Bereichen wie Rauheitsspitzen. So entsteht eine geglättete, gereinigte und polierte Oberfläche.
Gerade durch die damit einhergehende Passivierung und vereinfachte Reinigbarkeit hat sich das Elektropolieren von Edelstahl zum Standardverfahren für sensible Komponenten entwickelt. Im Gegensatz zu anderen Oberflächen-Veredelungen erlaubt das Elektropolieren eine Veredlung ohne mechanische und thermische Belastungen.
Einsatzgebiete des Elektropolierens
Die Oberflächenveredlung durch Elektropolieren wird in verschiedenen Branchen genutzt.
Glatt ist nicht gleich glatt. Aufgrund der einfachen Handbabbarkeit großer Werkstücke und der Freiheit, unterschiedliche Geometrien ohne größere Rüstaufwendungen zu bearbeiten, hat sich das Elektropolieren zurecht in verschiedensten Anwendungen bewährt. Dabei zeichnen sich elektropolierte Oberflächen durch eine Kombination funktioneller und dekorativer Eigenschaften aus, die für Bauteile in der Medizintechnik, im Bereich von Lebensmittelanlagen und z. B. für den Reinraum unerlässlich ist. Gerade hier wird fast ausschließlich auf Werlstoffe wie 1.4301 und 1.4404 gesetzt, sodass das Elektropolieren von Edelstahl der wohl industriell bedeutendste Anwendungsbereich ist.
Branchen
Elektropolieren sorgt für glattere und glänzendere Oberflächen.
Chirurgische Geräte, Implantate und Co. benötigen eine glatte, saubere Oberfläche. Hier ist das Elektropolieren eine bewährte Lösung.
Durch die verbesserte Reinigbarkeit der Oberflächen nach dem Elektropolieren ist die Technologie hier standardmäßig im Einsatz.
Bei der Verarbeitung von Lebensmitteln ist Hygiene ein essenzieller Punkt. Elektropolierte Oberflächen sind glatt und dadurch einfacher keimfrei zu halten.
Wenn langlebige und präzise gefertigte Komponenten gefordert sind, ist das Elektropolieren als Oberflächenbehandlung eine beliebte Option. Das Polieren erhöht die Korrosionsbeständigkeit und kann dadurch die Standzeit von Bauteilen positiv beeinflussen.
Auch bei Schmuck und in Uhrwerken bietet eine elektropolierte Oberfläche viele Vorteile.
Um die Aerodynamik einzelner Bauteile durch Rauheitsreduzierung zu optimieren, ist diese Form der Metallveredlung sinnvoll. Konventionell gefertigte Bauteile erreichen so Standzeitvorgaben, und additiv gefertigte Bauteile eine verbesserte Oberfläche, die sie näher an Qualifikationsvorgaben heranrückt.
Elektropolieren in Aktion
Anodische Metallauflösung für hochwertige Edelstahloberflächen.
Das Elektropolierens lässt sich von der Einzelteilfertigung bis zum Massenprozess (Trommel-Elektropolieren) umsetzen. Dabei bleibt das Wikrprinzip stets das Gleiche. Trotz der theoretischen Flexibilität hat sich eine Variante deutlich etabliert: die Bearbeitung in großen Tauchbecken von üblicherweise 2 bis 12 Kubikmeter. Hier kommen hochkonzentrierte Mineralsäuren als Elektrolyt zum Einsatz. Aufgrund der damit verbundenen Handlingschwierigkeiten und Arbeitsschutzthemen hat sich eine breite, regionale Lohnfertiger-Industrie ausgebildet.
Das Verfahren hinter Elektropolieren
Elektropolieren nutzt die anodische Metallauflösung zur Veredlung von Metalloberflächen.
Beim Elektropolieren wird auf elektrochemische Prinzipien gesetzt – die elektrolytische Reaktion zwischen der Metalloberfläche, der Elektrolytlösung und dem Prozessbecken. Als Elektrolyt kommen werkstoffspezifische Lösungen zum Einsatz, wobei es sich typischerweise hochkonzentrierte Mineralsäuren (Phosphorsäure, Schwefelsäure, aber auch andere) handelt, denen zum Teil Alkohole und oberflächenaktive Chemikalien zugegeben werden.
Beide Metall-Komponenten werden hier zu Elektroden: Das Werkstück fungiert als Anode, das Prozessbecken bildet das Gegenstück als Kathode. Verbunden durch den Elektrolyten formen sie eine sogenannte elektrochemische Zelle, die mit einer Polierspannung im Bereich von etwa 20 V beaufschlagt wird. Hierdurch kommt es zu einer gezielten, elektrochemischen Auflösung einer dünnen Oberflächenschicht des Werkstoffs, der bevorzugt überall dort stattfindet, wo Oberflächenmerkmale herausragen. Das sind insbesondere Rauheitsspitzen, Grate und scharfe Kanten. Über die Zeit kommt es somit zu einer Reduzierung dieser Merkmale, was sich in einer Verrundung der zuvor zerklüfteten Mikrostruktur und einem Verrunden von Kanten äußert. Das Ergebnis: die Oberfläche wird glatter, beginnt zu glänzen und wird gereinigt. Die reale Oberfläche kann durch das Elektropolieren um deutlich reduziert werden, was zu einem reduzierten Korrosionsangriff und einer Passivierung der Bauteile führt.
Vorteile
Mit dem Elektropolieren wird nicht nur die Mikrorauheit reduziert und der Glanz für dekorative Zwecke erhöht. Die Oberflächenveredlung geht auch mit einer höheren Korrosionsbeständigkeit, einem besseren Reibverhalten und reduzierten Belagbildung einher.
Das Wirkprinzip des Elektropolierens führt dazu, dass die Oberflächen ohne thermische oder mechanische Belastungen bearbeitet werden. Ein kratzfreies Handling ist möglich.
Die geringen Spannungen beim Elektropolieren erlauben mit regulären Leistungsintervallen auch die Bearbeitung von großen Werkstücken, bis hin zu ganzen Behältern für den Chemieanlagenbau.
Nachteile
Beim Elektropolieren werden aggressive Säuren eingesetzt, die insbesondere für Leichtmetalle durch weitere Gefahrstoffe als Elektrolytzusätze ergänzt werden müssen.Deshalb führen die meisten Unternehmen das Elektropolieren nicht selbst durch, sondern lagern es auf Lohnfertigungsbetriebe aus.
Der Wirkmechanismus beim Elektropolieren funktioniert nicht beliebig lang. Abhängig von Werkstoff und Geometrie ergibt sich ein Grenzzustand, der ausgehend von einer Ausgangsrauheit maximal erreicht werden kann. In der Regel spricht man von maximal 50 % Rauheitsreduzierung, bis ungewünschte Effekte wie Orangenhaut und milchige Oberflächen entstehen. Dashalb wird das Elektropolieren z. B. bei additiv gefertigten Edelstahlteilen (hohe Ausgangsrauheit) nur sehr selten eingesetzt.
Das Elektropolieren erfordert saubere und fettfreie Oberflächen, sodass die Werkstücke typischerweise zunächst in Entfettungsbädern vorbehandelt werden müssen. Zudem muss der Säure-Elektrolyt auch von der Oberfläche entfernt werden, was je nach Prozesskette Spülbecken bis hin zu Kaskadenspülungen bedeutet.
Sie wollen die Nachteile des Elektropolierens gezielt umgehen?
Die Nachteile des Elektropolierens prägen sich besonders dann deutlich aus, wenn die Qualitätsanforderungen an die Bauteiloberflächen oder die Flexibilitätsanforderungen an den Produktionsprozess steigen.
Mit dem Plasmapolieren gibt es eine innovative Technologie, die sich gerade für komplexe Bauteile und hohe Oberflächenanforderungen als Alternative zum Elektropolieren bewährt hat. Die kürzeren Prozesszeiten, höheren Oberflächengüten und die Integrierbarkeit auch in die eigene Fertigung überzeugen mehr und mehr Unternehmen – vom klassischen Maschinenbau bis hin zu hochsensiblen Spezialanwendungen.
Gerade als Ersatz für das Elektropolieren von Edelstahl, Kupferlegierungen und Titan spielt das Plasmapolieren seine Stärken aus. Die Materialabtragsrate ist etwa um den Faktor 10 geringer als beim Elektropolieren. Das spürbare Ergebnis: Glatte und glänzende Oberfächen mit deutlich höherer Geometrietreue. Gerade im Edelstahlbereich können hochwertige Werkstücke ohne nennenswerte Kantenverrundung veredelt werden.
Bei plasmotion haben wir ein Portfolio aus Technologien auf Basis der plasmaelektrolytischen Bearbeitung entwickelt. Das Verfahren bietet Ihnen mehr Glanz, mehr Genauigkeit und gleichzeitig ist es durch die recycelbare Elektrolytlösung umweltfreundlicher und sicherer. Egal, wie filigran Ihre Bauteile sind – wir machen das Plasmapolieren möglich. Für Ihren Anspruch und Ihre Materialien greifen unsere Experten auf speziell angepasste Elektrolytlösungen zurück, oder entwickeln bei Bedarf neue. Unsere Technologien Plasmapolieren und JETPEP sind in Ihre innerbetriebliche Prozesskette integrierbar. Alternativ bieten wir Ihnen natürlich auch die Behandlung Ihrer Werkstücke auf unseren Anlagen an. Als umfassendster Lösungsanbieter für plasmaelektrolytische Technologien beraten wir Sie gerne!
Die Alternative: Plasmapolieren
Plasmapolieren ist die umweltfreundliche Alternative zum Elektropolieren.
Sauber, glatt, glänzend und steril in einem Prozessschritt? Plasmapolieren bietet mit seinem einzigartigen Wirkprinzip eine hocheffiziente Alternative zum mechanischen oder elektrochemischen Polieren. Ohne nennenswerte thermische oder mechanische Einflüsse erreichen Sie Ihre Wunschoberfläche in etwa 20 bis 200 Sekunden – auch bei komplexen Werkstücken. So können nicht nur die Rauheit und das Erscheinungsbild der Oberfläche Ihren Anforderungen angepasst, sondern auch z. B. an Schweißstellen Anlauffarben und Verfärbungen effizient beseitigt werden.
Ist Plasmapolieren das Richtige für Ihre Bauteile? Wir beraten Sie gerne persönlich.
Minimale Rauheit
Plasmapolieren erreicht Ihre Zielrauheit bis Ra 0,02 µm, und bewahrt dabei weitgehend die Ausgangsgeometrie bei minimaler Kantenverrundung. Durch gezielte Prozessführung können aber auch gewünschte Kantenradien eingestellt werden.
Unerreichter Glanz
Unsere Oberflächen überzeugen auch dort, wo Ästethik gefragt ist. Plasmapolieren bietet einen höheren Glanz als die Elektropolitur, und ermöglicht eine gleichmäßige Veredelung auf dem Niveau des Handpolierens.
Verbesserte Eigenschaften
Verbessern Sie die Haptik, Korrosionsbeständigkeit und Reinigbarkeit Ihrer Bauteile durch Plasmapolieren. Das Finish von plasmotion genügt selbst höchsten Anforderungen, z. B. in der Medizintechnik und Pharmaindustrie.
Vielseitig
plasmotion hat das Verfahren für nahezu alle industriell relevanten Legierungen qualifiziert – von Edelstählen über Titan, Werkzeugstähle, Kupfer, Aluminium, Messing, bishin zu CoCr, Edelmetallen, Invar, Nitinol, u. v. m.
Funktionsweise des Plasmapolierens
Das einzigartige Wirkprinzip – perfektioniert durch plasmotion.
Statt nur Elektropolieren kombinieren wir Elektrochemie und Plasmaphysik in einem Verfahren.
Das Werkstück wird auch beim Plasmapolieren in einem Elektrolytbad bearbeitet. Allerdings kommen hier spezielle Elektrolyten von plasmotion auf Basis wässriger Salzlösungen zum Einsatz. Bei einer werkstoffabhängigen DC-Spannung im Bereich von 200 bis 400 Volt verdampfen diese auf der Oberfläche, und formen eine reaktive Dampf-Plasmahülle. Diese umströmt die Oberfläche und passt sich entsprechenden Konturen an. Durch ein Zusammenspiel elektrochemischer und plasmaphysikalischer Prozesse werden nicht nur Grate und Mikrorauheiten in Sekunden bis wenigen Minuten abgetragen, sondern auch Verunreinigungen entfernt – Entfettungs- und Reinigungsvorbehandlungen gehören so der Vergangenheit an.
EFFIZIENT
Nachhaltig
Schonend
Zuverlässig
Anwendungen
Plasmapolieren überzeugt mit zuverlässiger Qualität und kurzen Zykluszeiten.
Aufgrund herausragender Oberflächeneigenschaften hat sich das Plasmapolieren schnell als Alternative gegenüber dem Elektropolieren bewährt, insbesondere in der Medizintechnik und im Anlagenbau. Der einzigartige Bearbeitungsansatz qualifiziert es für vielfältige Anwendungen. Durch den geringen Materialabtrag bleibt die Geometrie deutlich besser erhalten und Toleranzen werden erreicht. Selbst filigrane Maschinenkomponenten oder Schmuckelemente sind zuverlässig polier- oder entgratbar.
Wir bieten Ihnen mit unserer Technologie ein umfangreiches Leistungsportfolio.
Heben Sie Ihre Fertigung mit Plasmapolierlösungen von plasmotion auf das nächste Level. Wir entwickeln komplette Serienanlagen oder Technologiemodule, die in unterschiedlichsten Industrien zum Einsatz kommen können – von der Kleinteilfertigung im Medizinbereich bis zu Großserien im Automobilbau.
Überzeugen Sie sich gerne zunächst mit einer Bemusterung von den Stärken unserer Technologien.
Mit unseren Anlagen bieten wir Ihnen das einzigartige Technologieportfolio von plasmotion auch als Auftragsfertigung – zuverlässig und hochqualitativ von Losgröße 1 bis zur Serie. Wir überzeugen mit kurzen Lieferzeiten und einem breiten Bauteilspektrum. So haben wir oft auch für bisher unmögliche Anwendungen passende Lösungen parat.
Überzeugen Sie sich gerne zunächst mit einer Bemusterung von den Stärken unserer Technologien.
Die Magie bei plasmotion liegt in unseren Elektrolyten. Unsere nachhaltigen Lösungen auf Salzwasserbasis sind nach REACH 100% unbedenklich, umweltschonend und recyclebar. Mit diesen haben wir Prozesszeiten verkürzt, Bearbeitungsergebnisse optimiert und Standzeiten verlängert. Für zuverlässige Plasmapolierergebnisse in Ihrer Fertigung versorgen wir Sie im Rahmen unseres Full-Service Ansatzes mit dem passenden Elektrolyten für Ihre Anwendung, inkl. Abholung und Aufbereitung.
Rund um Ihre Wunschoberfläche unterstützen wir Sie mit unserer Expertise in der 3D-Oberflächenanalytik und beraten Sie zur optimalen Prozesskette.
Möchten Sie statt des Elektropolierens durch externe Lohnfertiger unsere Technologie in Ihre Prozesse integrieren? Wir entwickeln für Ihr Unternehmen und Ihren Bedarf angepasste Serienanlagen oder einzelne Module, um das Plasmapolieren direkt in Ihrer Fertigungslinie zu ermöglichen. Egal, ob Sie Kleinteile für den medizintechnischen Bereich oder große Werkstücke für den Automobilbau fertigen: Unsere Anlagen überzeugen mit moderner Technologie, die Ihre Anforderungen zuverlässig erfüllt. Für jede Anwendung finden wir eine Lösung. Durch die werkstoffindividuell abgestimmten Elektrolyte bieten wir kürzere Prozesszeiten, während die Ergebnisse des Elektrpolieren bei Oberflächenrauheit und Glanz klar übertroffen werden.
Leistungen von plasmotion
Plasmapolieren ist in Ihre Fertigung nahtlos integrierbar.
Ersetzen Sie ineffiziente und manuelle Prozesse durch das Plasmapolieren – ob in Auftragsfertigung bei plasmotion oder mit individuellen Anlagen bei Ihnen. Gerne stellen wir Ihnen die Vorteile unserer Technologien von der Einzelteilfertigung bis zur Großserie – persönlich vor. Oder überzeugen Sie sich selbst anhand Ihrer Bauteile in einer Bemusterung!
JETPEP - Das Jet-Plasmapolieren
Sie haben sehr große Teile oder flächenspezifische Anforderungen? Dann ist JETPEP die Lösung.
JETPEP bietet erstmals die Qualität und Flexibilität der manuellen Endbearbeitung in einem vollautomatisierten Prozess. Wir kombinieren die einzigartigen Stärken des Plasmapolierens mit der Freiheit des Elektrolytstrahls. So ermöglicht JETPEP das zielgenaue Reinigen, Polieren, Entgraten und Sterilisieren Ihrer Bauteile. Gerade bei flächenspezifischen Rauheitsanforderungen, komplexen Gratbildern und schwer erreichbaren Konturen ist JETPEP die Wahl für zuverlässige Endbearbeitung.
Ihre nächsten Schritte
Machen Sie Ihre Fertigung zukunftssicher – mit Plasmapolier-Lösungen von plasmotion.
Ihre Herausforderung – unsere Lösung. Ihr direkter Weg zum individuellen Angebot.
Lassen Sie uns über Ihre spezifischen Anliegen sprechen.
Gerne überzeugen wir Sie ganz konkret anhand Ihrer Bauteile von den Stärken und Möglichkeiten unserer Technologien. Der erste Schritt ist dabei eine Bemusterung. Sprechen Sie uns einfach an.
Sie haben Fragen zu unseren Technologien und Anwendungen?
Ihre Werkstoffe und Oberflächen haben spezielle Anforderungen? Sie sind sich unsicher, ob Plasmapolieren das Richtige für Ihr Produkt ist? Sie wollen wissen, wie plasmotion Sie als Lösungsanbieter voranbringen kann? Ich beantworte Ihre Fragen gerne persönlich.
Ihr Experte bei Fragen
- Vincent Stepputat
- Geschäftsführer
- Tel. +49 3731 37736 – 10