Trommeln ist ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung, das Grate entfernt, Metallteile glättet und eine gleichmäßige Oberfläche erzeugt. Der Trommelprozess wird üblicherweise im Trommelzentrifugalverfahren (CBF) für große Metallmengen durchgeführt. Der größte Vorteil des Trommelns gegenüber Schleifen und Polieren liegt darin, dass es sich auch für große Chargen eignet und eine hohe Gleichmäßigkeit über alle Teile hinweg bietet.
Was ist der Tumbling-Prozess?
Beim Trommelverfahren werden Teile entgratet und poliert, indem sie mit Schleifmitteln und Wasser gedreht oder vibriert werden. Anschließend werden die fertigen Teile gespült, getrocknet und geprüft.
Auswahl des Mediums und der Verbindung
In diesem Schritt wird das Schleifmittel (Keramik, Stahl oder Kunststoff) ausgewählt und eine kleine Menge Wasser oder Seife auf Wasserbasis hinzugefügt. Das Wasser schmiert die Metallteile, verringert die Reibung und entfernt gleichzeitig Schmutz und Öl.
Befüllen des Bechers
Dabei wird das Material so in den Tumbler geladen, dass das Fass zu etwa 75–90 % gefüllt ist. Wenn das Fass nicht richtig gefüllt ist, kann der Prozess nicht die gewünschten Ergebnisse liefern.
Maschinenparameter einstellen
Die Parameter der Trommelmaschine werden je nach Typ eingestellt, entweder als rotierende Trommelmaschine oder als vibrierende Trommelmaschine. Bei einer rotierenden Trommelmaschine wird die Drehzahl auf etwa 30 bis 60 U/min eingestellt, während bei vibrierenden Einheiten etwa 1,500–3,000 Schwingungen pro Minute gewählt werden.
Betrieb der Maschine
Abschließend wird das Material etwa 10 Minuten bis zu 2 Stunden lang getrommelt, um starke Grate und Grate zu entfernen. Härtere Stähle benötigen mehr Zeit, weichere Metalle weniger. Nach dem Grobschliff wird das Schleifmittel ausgetauscht, und weitere Trommelmaschinen bearbeiten die Oberfläche 1–4 Stunden lang, um sie sanft zu glätten und zu polieren. Die genaue Dauer hängt vom gewünschten Glanzgrad der Endoberfläche ab.
Trennen, Spülen und Prüfen
Sobald das gewünschte polierte Metallbild erreicht ist, wird es in ein Sieb oder einen Separator gegeben, um die Teile vom Schleifmittel zu befreien. Anschließend wird das Material unter fließendem Wasser abgespült, um Schleifmittel- und Seifenreste zu entfernen. Die Teile werden mit Warmluft oder einem Vakuumtrockner getrocknet und anschließend auf Glätte und korrekte Abmessungen geprüft.
Für den Trommelprozess geeignete Metalle
Hier sind einige gängige Metalle, die im Trommelverfahren getrommelt werden können, um eine glattere, widerstandsfreie Oberfläche zu erhalten:
- Kunststoff
- Aluminium
- Messing
- Kupfer
- Edelstahl
- Silber
Nass- vs. Trockentrommeln
Nachfolgend finden Sie einen detaillierten Vergleich zwischen Nass- und Trockentrommeln.
| Eigenschaften | Nasses Trommeln | Trockenes Trommeln |
|---|---|---|
| Medium verwendet | Wasser mit Schleif- oder Poliermittel | Trockene Medien wie Maiskolben, Walnussschalen oder Keramik |
| Finish-Qualität | Glatteres, glänzenderes Finish | Weicheres, mattes oder satiniertes Finish |
| Staubentwicklung | Minimal (Wasser unterdrückt Staub) | Hoch (erzeugt Staub aus Medien und Metall) |
| Reinigungsanforderung | Erfordert gründliches Spülen und Trocknen nach dem Trommeln | Minimale Reinigung – Teile kommen normalerweise sauber heraus |
| Noise Level | Leiser (durch Wasserdämpfung) | Lauter |
| Ciklusidő | Oftmals kürzer aufgrund aggressiver Maßnahmen | Länger – besser für sanftes Polieren |
| Geeignet für | Grobes Reinigen, Entgraten, Polieren | Leichtes Polieren, Glätten, letzter Schliff |
| Medienbekleidung | Medien verschleißen schneller durch Wasserabrieb | Medien halten länger |
Arten von Trommelmaschinen
Fasstrommeln
Das Trommelpolieren zählt zu den traditionellen Polierverfahren. Die Poliermaschine besteht dabei aus einer rotierenden Trommel, in die Material eingebracht wird. Durch die Rotation der Trommeln werden die Metallteile übereinander gewirbelt. Dadurch werden Grate von der Metalloberfläche entfernt. Diese Maschine dient zum Entgraten, Polieren und Glätten von Oberflächen, insbesondere bei härteren Metallen. Allerdings haben diese Maschinen im Vergleich zu anderen Typen tendenziell längere Zykluszeiten und sind lauter.
Vibrationsbecher
Diese Trommeln bestehen üblicherweise aus einer großen, ringförmigen Trommel, die mit hoher Geschwindigkeit vibriert. Durch die Vibration der Trommel reiben sich die Metallpartikel aneinander, wodurch Grate entfernt werden. Diese Maschinen werden zum Präzisionstrommeln empfindlicher Teile wie Schmuck verwendet. Vibrations-Taumeln gilt aufgrund seiner effizienten, gleichmäßigen Oberfläche und der kürzeren Verarbeitungszeit als dem Trommelpolieren überlegen.
Zentrifugalscheiben- und Trommelmaschinen
Zentrifugaltrommeln, ob Scheiben- oder Trommeltyp, erzeugen mit hoher Drehzahl starke Kräfte und beschleunigen so den Trommelprozess. Im Vergleich zu herkömmlichen Maschinen sind sie deutlich schneller und können sowohl empfindliche als auch robuste Teile effektiv bearbeiten. Sie werden häufig in der Industrie zum Feinpolieren, aggressiven Entgraten und zur Erzielung hochpräziser Oberflächen in kurzer Zeit eingesetzt.
Trommelmedien und -verbindungen
Trommelmedien sind die Materialien, die zusammen mit den Werkstücken in den Trommeltrockner gegeben werden, um den Endbearbeitungsprozess zu unterstützen. Zu den gängigen Trommelmedien gehören:
Keramische Medien
Keramikmedien gelten als langlebig und aggressiv und eignen sich ideal zum Entgraten und Formen harter Materialien wie Eisen, Stahl usw.
Kunststoffmedien
Kunststoffschleifkörper bestehen üblicherweise aus Polyester- oder Harnstoffharzen, die mit Schleifmitteln wie Aluminiumoxid vermischt sind. Diese Schleifkörper werden speziell zum Entgraten, Glätten und zur Feinbearbeitung von Weichmetallen wie Aluminium, Messing und Kupfer verwendet. Sie sind in verschiedenen Formen und Größen erhältlich, beispielsweise Kegel, Dreiecke und Pyramiden, um unterschiedliche Konturen zu erreichen, ohne die Oberfläche zu beschädigen.
Stahlmedien
Stahlmedien, die typischerweise aus Kohlenstoffstahl oder Edelstahl bestehen, werden hauptsächlich beim Nasspolieren mit einer Polierpaste verwendet. Dieses Medium eignet sich zum Polieren und Erzeugen einer glänzenden, polierten Oberfläche für Kupfer, Messing, Silber und Gold.
Organische Medien
Organische Medien werden zum Trockenpolieren und Entfernen von Anlauffarben von Weichmetallen wie Kupfer und Bronze verwendet. Sie bestehen üblicherweise aus Walnussschalengranulat, Maiskolben und Holzstiften und werden hauptsächlich beim Trockentrommeln verwendet. Sie ermöglichen eine schonende Reinigung und Politur, ohne die empfindliche Oberfläche der gesiebten Metalle zu beschädigen.
Trommelmittel
Dies sind die Verbindungen, die während des Trommelprozesses hinzugefügt werden, um die Wirkung des Mediums zu verstärken. Hier sind die häufigsten Verbindungen:
- Reinigungsmittel: Diese Verbindungen werden verwendet, um Fett, Öl und Schmutz von Teilen zu entfernen.Poliermittel: Diese Verbindungen helfen, ein Hochglanzfinish auf Metallen zu erzielen.Rost
- Inhibitoren: Manchmal werden beim Trommeln auch Rostschutzmittel hinzugefügt, um Korrosion während und nach dem Trommelprozess zu verhindern.
- Poliermittel: Diese Verbindungen erzeugen in Kombination mit Stahlmedien einen spiegelähnlichen Glanz.
Anwendungen des Trommelverfahrens
Entgraten scharfer Kanten und Ecken
Das Trommeln ist eine der effektivsten Methoden, um scharfe Kanten, Grate und Bearbeitungsspuren von Metallteilen zu entfernen. Beim Kontakt von Trommelmedium und Werkstück entsteht mechanischer Abrieb, der zu einer glatten Oberfläche führt. Das Trommelverfahren wird zum Entfernen von Graten von bearbeiteten Teilen wie z. B. Pulvermetallkomponenten und Gussteile.
Polieren und Aufhellen von Metalloberflächen
Die feine Schleif- und Polierwirkung beim Trommeln sorgt für die glänzende Oberfläche von Metallen wie Messing, Kupfer oder Edelstahl. Um die Oberfläche glatter zu machen, wird es in der Schmuckveredelung, bei Autoverkleidungen, im Sanitärbereich und bei dekorativen Beschlägen eingesetzt.
Entkalkung und Rostentfernung
Die Verwendung von harten Medien mit Rostlösern im Trommelprozess führt zur abrasiven Entfernung von Oberflächenoxiden, Zunder oder leichtem Rost von Metallteilen. Dieses Trommelverfahren wird im Metallstanz- und -herstellungsprozess eingesetzt.
Oberflächenvorbereitung vor dem Beschichten oder Lackieren
Durch das Trommeln wird eine gleichmäßige und glatte Oberfläche erzeugt, die die Beschichtungshaftung verbessert. Die Beschichtungshaftung wird durch die Vergrößerung der Oberfläche und die Entfernung von Verunreinigungen wie Ölen, Oxiden und Zunder von Metalloberflächen verbessert. Daher findet das Trommeln Anwendung in der Pulverbeschichtung und Galvanisierung.
Vorteile des Trommelverfahrens
Kostengünstig für die Massenverarbeitung
Das Trommelverfahren eignet sich ideal für die gleichzeitige Bearbeitung großer Mengen kleiner bis mittelgroßer Teile. Hunderte von Metallteilen können in einem Zyklus mit minimalem Personalaufwand bearbeitet werden. Dies senkt die Kosten pro Werkstückbearbeitung erheblich.
Einheitliches und konsistentes Finish
Da es einen ständigen und wiederholten Kontakt zwischen Trommelmedien und Metallkomponenten gibt, ergibt sich bei allen Teilen eine gleichmäßige Oberflächenbeschaffenheit.
Automatisiert und skalierbar
Einer der bemerkenswerten Vorteile des Trommelverfahrens ist die einfache Automatisierung der Maschinen. Das Verfahren ist skalierbar, von Tischgeräten für Prototypen bis hin zu Industriemaschinen für die Massenproduktion.
Einschränkungen des Trommelprozesses
Komplizierte oder zerbrechliche Teile
Für komplizierte oder zerbrechliche Teile ist das Trommelverfahren möglicherweise nicht ideal. Es können kleine Löcher sowie scharfe Kanten, dünne Wände oder empfindliche Teile entstehen, die durch den ständigen Einfluss des Mediums beschädigt werden können.
Längere Bearbeitungszeit
Im Vergleich zu manuellen oder speziellen Endbearbeitungsmethoden kann das Trommeln mehrere Stunden dauern, um die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit zu erreichen.
Eingeschränkte Kontrolle über bestimmte Oberflächenmerkmale
Da es sich beim Trommeln um einen Massenprozess handelt, ist eine selektive Behandlung bestimmter Bereiche nicht möglich. Die Schleifwirkung ist auf allen Oberflächen gleich, was für Teile, die eine präzise Oberflächenbearbeitung erfordern, möglicherweise nicht geeignet ist.