... – ein Zusammenspiel
von Werkstoff und Bearbeitungstechnologie
Dekorative Oberflächen tragen zu einem wesentlichen Teil zur Attraktivität von Produkten bei, sowohl im Konsumerbereich als auch in steigendem Maße bei technischen Geräten und Einrichtungen. Um dem dekorativen Erscheinungsbild gerecht zu werden, sind bereits bei der Auswahl des Werkstoffes und insbesondere bei der mechanischen Bearbeitung der Teile bestimmte Anforderungen zu berücksichtigen, um durch eine abschließende Oberflächenbehandlung oder -beschichtung das gewünschte Ziel zu erreichen. Insbesondere bei hochwertigen Produkten sind neben dem reinen visuellen Erscheinungsbild auch die Forderungen nach Korrosions- oder Verschleißbeständigkeit zu erfüllen.
Beim Stichwort dekorative Oberflächen werden sich die meisten Menschen zunächst an Schmuck oder auch Ausstattungsgegenständen für Wohnungen denken. Diese Produkte erfüllen den einzigen Zweck, uns zu erfreuen. Allerdings spielt bei nahezu allen Gebrauchsgegenständen des täglichen Lebens ein ansprechendes Äußeres heute eine große Rolle, und diese wird eben in erster Linie über die Gestaltung der Oberfläche erzeugt (Abb. 1). Diese besteht vor allem aus der Geometrie der Oberfläche (z.B. Form der Flächen oder Verlauf von Kanten), der Rauheit oder der Farbe. Teile aus Glas oder Kunststoff stellen aus diesem Grund häufig eine guten Basis zur Herstellung von hochglänzenden Oberflächen dar, während Metallteile häufig einer zusätzlichen Oberflächenbehandlung bedürfen, um eine glänzende Oberflächen aufzuweisen. Nachfolgend werden Aspekte zu verschiedenen Arten von dekorativen Teilen oder Oberflächen aus Metall, Kunststoff und Glas vorgestellt und Hinweise zu deren Herstellung gegeben.
1 Werkstoffaspekte
Metall und Kunststoff sind nach wie vor die meistverwendeten Werkstoffe zur Herstellung von Geräten, Maschinen und Alltagsprodukten. Diese durchlaufen je nach gewünschtem Endergebnis – insbesondere dem Schwerpunkt der Funktion – unterschiedlich viele Bearbeitungsschritte.
Mit der Verarbeitungstechnik Gießen wird in der Regel bereits die endgültige Form erreicht. Diese kann oftmals auch bereits die endgültige Oberflächenausführung enthalten. Im Hinblick auf dekorative Aspekte sind hier beispielsweise Tischgegenstände wie Kerzenleuchter oder Schmuckteile wie Broschen aus Edelmetallen zu nennen, die stark strukturierte Oberflächen – Muster aus der Natur oder geometrische Feinstrukturen –
aufweisen. Weitere mechanische Bearbeitung würden hier die gewünschten Formen eher beschädigen als verbessern.
Kommen Bleche oder Vollmaterialien aus Metall zum Einsatz, durchlaufen diese in der Regel eine mehr oder weniger hohe Zahl an mechanischen Bearbeitungsstufen zur Erzielung der gewünschten Form. Blechwerkstoffe werden beispielsweise geschnitten, gestanzt oder gebogen. Dabei bilden sich an den Kanten Grate und auf den Flächen beispielsweise Riefen oder punktuelle Oberflächenbeschädigungen. Zudem bilden sich beispielsweise Oberflächenbeläge durch Reaktionen mit Luft (Oxidation), insbesondere bei notwendigen Wärmebehandlungen zur Änderung der Werkstofffestigkeit, oder auch durch Reaktionen mit Hilfsstoffen bei der Verarbeitung, beispielsweise Kühl-Schmier-Stoffen.
Kunststoffe als Werkstoff für Teile sind nach wie vor bevorzugt, wenn geringe Materialkosten bei gleichzeitig hohen Stückzahlen im Vordergrund stehen. Dabei bieten moderne Hochleistungskunststoffe Eigenschaften, die mit einigen Gebrauchsmetallen in Bezug auf die Kosten und Festigkeiten konkurrieren können. Zudem lassen sich mit den heutigen Verfahren des Kunststoffspritzens und der Werkzeugfertigung Teile herstellen, die in Bezug auf die Oberflächenqualitäten denen von Metallen mit den besten Verfahren der mechanischen und chemischen Oberflächenbearbeitung in nichts nachstehen.
Dies betrifft sowohl die außerordentlich geringere Oberflächenrauheit - bei Einsatz von hochpolierten Werkzeugoberflächen - als auch komplexe Oberflächenstrukturierungen. So lassen sich heute bereits Werkzeuge herstellen, mit den beim Spritzgießen oder einem nachfolgende Prägevorgang Mikrostrukturen mit hoher Präzision erzeugt werden [1-3]. Derartige Verfahren sind auch in der Lage, unterschiedliche Dekoreffekte zu generieren.
Vor allem in Form der zahlreichen Arten an Glaswaren für Haus, Tisch, Elektronikgeräten oder auch in der Architektur stellt Glas einen großen Teil an dekorativen Artikeln. Zum großen Teil kommen hier die Endprodukte direkt aus dem ersten Arbeitsgang des Glasgießens oder -formens (z.B. durch Blasen oder Pressen). Die Oberfläche besitzt hier den endgültigen Zustand mit einer sehr geringen Mikrorauheit.
2 Werkstoffbearbeitung
Unter dem hier betrachteten Ansatz zu dekorativen Oberflächen erfahren vor allem Teile aus Metall eine nennenswerte Bearbeitung auf dem Weg zum Endprodukt.
Literatur
[1] M. Dahlhaus: Galvanisierte Mehr-Komponenten-Spritzgussteile als Funktionselemente im Automobi; WOMag 3(2014)3; www.womag-online.de
[2] www.dgo-stuttgart.de; Was bisher geschah - zu Gast bei IMO / 25. Juni 2015
[3] H. Käszmann: Fachleute informieren Fachleute - Basisarbeit der DGO-Bezirksgruppen; WOMag 4(2014)9; www.womag-online.de
Abb. 1: Dekorative Oberflächengestaltung tragen bei Schmuck (links oben) oder Einrichtungsgegenständen (Titelbild dieser Ausgabe) ebenso entscheidend zur Attraktivität bei, wie bei multifunktionalen Teilen in Fahrzeugen (links unten) oder elektronischen Geräten (Quelle: Apple, BIA und Walter Lemmen)
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Der Gesamtumfang des Beitrags beträgt etwa 3 Seiten.
