Anodisations-Wissen
Denn wir haben auf einem Dachboden angefangen.
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Eloxal
Eloxal ist ein Kunstwort welches aus der Elektrischen Oxidation des Aluminiums gebildet wurde.
Fachlich korrekt ist die Bezeichnung ANODISATION, wenngleich sich der Begriff Eloxal auf dem ganzen Markt etabliert hat. Hierbei wird eine künstliche Oxidschicht gebildet, welche die Härte der Werkstückoberfläche deutlich erhöht und das Material dauerhaft vor korrosivem Angriff schützt. Durch die Kombination der bereits genannten chemischen Vorbehandlungen und der Möglichkeit der Einlagerung unterschiedlichster Farbpigmente lassen sich sensationelle optische Effekte erzeugen, welche die Produkte massiv aufwerten. Genauere Informationen zum eloxieren findet ihr auf unserer Eloxal-Seite.
Harteloxal
Ähnlich wie bei dem Eloxieren wird auch hier eine Oxidschicht erzeugt. Durch die Verwendung sehr niedriger Prozesstemperaturen, optimierter Elektrolyte und massiv erhöhter Stromdichten sind diese Schichten aber ultrahart und extrem verschleißfest. Oftmals können hier hartverchromte oder vernickelt Stähle ersetzt werden. Die Schichtstärken sind in der Regel deutlich höher, weshalb man dieses auch seitens der Konstruktion einplanen muss.
Da wir hier unseren sehr speziellen und patentierten polymeroxid®-Prozess einsetzen, sind wir in der Lage deutlich glattere Schichten als unsere Marktbegleiter zu erzeugen, was zu einer nochmals deutlich verbesserten Verschleißfestigkeit führt. Auch diese Composite-Schicht können wir farblich gestalten, oder aber mit den chemischen Vorbehandlungen kombinieren. Mehr zum harteloxieren findet ihr auf unserer Harteloxal – Seite.
Materialauswahl
Heute ist eine Vielzahl unterschiedlicher Legierungen auf dem Markt verfügbar. Die „eierlegende Wollmilchsau“ ist allerdings noch nicht erfunden, sodass man immer einen Kompromiss zwischen den verschiedenen Eigenschaften eingehen muss. Das gilt für die Zerspanbarkeit, die Festigkeit, den Preis, oder aber für die dekorative Eloxierbarkeit. Liegt der Schwerpunkt also zum Beispiel auf einem perfekten Oberflächenfinish, sind nur bestimmte niedrig legierte Materialien einsetzbar (AlMgSi0,5/1, AlMg1/3 etc.). Da man bei einer falschen Materialauswahl schon das Endergebnis nicht mehr zu erreichen kann, ist es ganz wichtig schon zu Beginn die richtige Entscheidung zu treffen. Nutzen Sie dazu unsere Materialempfehlung, oder lassen sie sich direkt von uns beraten. Das Thema ist nicht einfach und ein Laie kann aus allen Legierungen und unterschiedliche Markenbezeichnungen, welche auf dem Markt kursieren, kaum die für seine Anwendung optimal passende herausfiltern. Für uns ist das Tagesgeschäft!
Entfettung
Zu Beginn praktisch aller Oberflächentechniken erfolgt immer eine Entfettung. Dieser Prozess ist entscheidend, da ansonsten die Folgeprozesse gestört werden. Die Anforderungen sind oftmals kritisch, da heute unterschiedlichste Emulsionen, Öle und Konservierungsmittel zum Einsatz kommen (mineralisch, synthetisch, teil-synthetisch…). Alle von den spanenden Betrieben genutzte Medien kann man mit den Standardentfettungen nicht prozesssicher beseitigen. Auch belastetet Öl das Entfettungsbad bis hin zur Sättigung. Aus diesen Gründen müssen die Teile hier schon weitestgehend fettfrei angeliefert werden.
Beizen
Die nachfolgenden möglichen chemischen Vorbehandlungen sind das Beizen und das Glänzen. Beide Verfahren tragen Material ab und beeinflussen die Maßhaltigkeit. Auch haben die Legierung und die Materialgüte hierauf einen erheblichen Einfluss. So lässt sich bei feinmechanischen Produkten eine wirkliche Mattierung auf dem Aluminium praktisch nie durch das Beizen erzielen, da hierfür eine sehr lange Beizzeite zur Anwendung kommen müsste, die dann alle Passungen ruiniert. Nur bei den wenigen wirklich geeigneten Legierungen bildet sich ein dekoratives Beizfinish (EQ=Eloxal Qualität). Bei Gefüge-Problemen wie Grobkorn oder Pseudogrobkorn arbeitet die Beize diese Mängel sogar heraus – sie werden also erst durch das Beizen sichtbar. Wir beizen als Standard sehr kurz, wodurch wir die Oberfläche nochmals reinigen und den späteren Schichtaufbau kompensieren. Viele Artikel werden auch überhaupt nicht gebeizt. Oftmals fordern die Kunden eine Beizung nach E6, einem Normbegriff aus dem Architektur-Eloxal. Würden wir dieser Angabe folgen, wären die Bauteile in der Regel sofort zerstört. Typische E6-Beizzeiten sind 20 Minuten – die Maßveränderung auf den Durchmesser betrüge dann ca. 80-100 µm! Sofern eine Mattierung gewünscht wird, ist es oft am sinnvollsten im Vorfeld zu strahlen. Wir arbeiten, wenn möglich, in einer automatischen Anlage und verwenden ausschließlich Edelstahl-Strahlgut. Ansonsten stehen bei uns noch 3 hochwertige Druckstrahlkabinen mit unterschiedlichen Körnungen zum Einsatz.
Glänzen
Eine andere Möglichkeit stellt das Glänzen dar. Es handelt sich dabei um eine chemische Vorbehandlung und nicht um eine spezielle Art des Eloxierens, also nicht im eigentlichen Sinne um Glanz-Eloxal. Wir arbeiten in unserem Hause mit einem chemischen Glänz-Verfahren und sind dadurch auf Legierungen mit einem Kupfergehalt von maximal 0,5 % beschränkt. Da der Prozess des Glänzens einfach in der Prozessführung ist, hat die Legierung selber den entscheidenden Einfluss auf die Ausbildung des Glanzgrades. Dieser Prozess ist relativ teuer, da das verwendete Säuregemisch bei 100 °C arbeitet und man hiervon einen sehr großen Verbrauch hat. Das Ergebnis ist ein Seidenglanz, der die Optik deutlich aufwertet. Besonders interessant ist dieser Prozessschritt in Verbindung mit dem vorgeschalteten Strahlen. Hier werden dann die spitzen Strukturen der gestrahlten Oberfläche abgerundet, wodurch eine tolle Haptik entsteht und die Oberflächen anschließend sehr unempfindlich gegen Fingerabdrücke und Hautabrieb sind. Ein gutes Beispiel hierfür sind die sehr feinen Oberflächen der Firma Apple, wenngleich man solch ein perfektes Ergebnis bei Kleinserien und Einzelstücken nur schwer erzielen kann.
Färben
Die sehr kleinen Poren in Eloxal oder Harteloxal kann man zum Färben nutzen. Hier werden dann in der Anodisation folgenden Badstufen Farbpigmente eingelagert. Die Wahl des geeigneten Farbstoffes und die korrekte Füllung mit den Pigmenten ist entscheidend für die Langzeitstabilität der Färbung. Wir verwenden ausschließlich Farbstoffe aus den Häusern TECHEVON (USA) und Clariant (CHE). Für jede Farbe muss man einen eigenen Badbehälter vorhalten, weshalb die Auswahl an Farbtönen beschränkt ist. Wir haben die Farben Rot, Blau, Grün, Orange, Gelb, Violett, Titan und Schwarz im Einsatz. Sonderfärbungen sind grundsätzlich möglich, doch recht aufwendig, da man hierfür ein komplettes Färbungsbad ansetzten muss, welches man nach der Verwendung dann entsorgen muss. Die Farbstoffe sind, wie alle organischen Stoffe (dazu zählen auch Sie!), alle unterschiedlich Temperatur- und UV-stabil. Elektrolytische Färbeverfahren, womit man UV-stabile Bronze- und Schwarz-Töne erzeugen kann, sind auf den in der Feinmechanik üblichen Legierungen nicht anwendbar. Durch den Einsatz eines speziellen UV-Filters sind wir in der Lage auch bei kritischen Farben eine akzeptable UV-Stabilität zu garantieren. Beim Farbeloxal sieht man Mängel in der Prozessführung direkt an der unterschiedlichen Farbausprägung, weshalb es bei vielen Eloxalbetrieben zu nicht endende Schwierigkeiten und Diskussionen kommt.
Neben der Verwendung hochwertigen und homogenen Materials kann nur eine wirklich gute und stabile Prozessführung und Analytik zum Erfolg führen. Durch den Einsatz unseres patentierten polymeroxid®-Harteloxals sind wir in der Lage, auch auf diesen eigentlich als nicht färbbar geltenden dichten Oxidschichten brauchbare Färbungen zu erzeugen, wobei die Farbe Schwarz bei der Hartanodisation am meisten nachgefragt wird. Wir erzielen ein absolut tiefes Schwarz und nicht das gewohnte dunkelgrau. Besonders interessant hierfür ist hier eine spezielle Variante des Hartcoatierens – unser polymeroxid® LF4.
Verdichten
Das Verdichten ist die letzte Stufe der Prozesskette. Eloxalschichten werden in der Regel in siedendem Wasser verdichtet. Hier verschließt man die Porenstruktur, wodurch dann der UV-Schutz und die Korrosionsstabilität erzielt wird. Möglich ist auch der Einsatz der sogenannten Kaltverdichtung, einem aus Japan stammenden energiesparenden Verfahren. Dieses hat einige technische Vorteile, ist aber aufwendig in der Prozessführung und Analytik. Wir benutzen dieses Verfahren als Standard – oft auch in der Kombination mit der Heißverdichtung. Hartcoat wird in vielen Betrieben überhaupt nicht verdichtet, da klassische Heißverdichtungen die Härte reduzieren. Wir arbeiten auch hier gerne mit dem Kaltverdichten, da die Bauteile anschließend nicht mehr empfindlich gegen Fleckenbildung durch Öle sind und auch bei Berührung nicht mehr kleben.
Zum Schluss …
Dies soll hier nur ein kleiner Ratgeber sein. Das ganze Thema füllt Bände, würde hier aber zu weit führen. Es ist völlig ausreichend, wenn Sie die Grundlagen wissen und wir uns richtig gut auskennen. Bitte sprechen Sie uns an. Wir sind immer gerne für sie und Ihre Probleme da und Sie können uneingeschränkt auf unsere Expertise zugreifen. Das ist unser Job und unser Hobby!
