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Läppen

Definition

Läppen ist Spanen mit losem, in einer Paste oder Flüssigkeit (auch Suspension oder Slurry genannt) verteiltem Korn, dem Läppgemisch, das auf einem meist formübertragenden Gegenstück bei möglichst ungeordneten Schneidbahnen der einzelnen Körner geführt wird (Definition nach DIN 8589). Läppen ist ein Fein- und Feinstbearbeitungsverfahren, mit dem es, unabhängig von der Härte eines Werkstoffes, möglich ist, sehr hohe Oberflächengüten, extreme Formgenauigkeiten und enge Maßtoleranzen zu erreichen.
Läppen ist die schonendste Bearbeitungsform aller Schleifverfahren. Die Oberfläche der plan geläppten Werkstücke zeigt eine homogene Oberfläche ohne Schleiffurchen. Die Untergruppen des Läppens nach DIN EN ISO sind:

  • Planläppen
  • Trennläppen
  • Rundläppen
  • Schraubläppen
  • Wälzläppen

Läppvorgang

Als Läppvorgang wird das Aneinanderreiben zweier Flächen mit dazwischen liegendem Medium (Läppflüssigkeit und Läppkorn) bezeichnet. Durch unzählige, lose Körner wird dabei ein Materialabtrag zwischen Trägerfläche (Läppscheibe) und dem angedrückten Werkstück erzeugt. Je nach Härte und Porosität der Trägerflächen wird jedes Korn mehr oder weniger gut abgerollt und führt so eine knetende, zerspanende Bewegung aus. Falls das Korn in seiner Bewegung gestört wird, sei es durch entsprechende Wahl der Trägerscheibe, dem Druck oder der Flüssigkeit, kommt es zu einem Festsitzen. Das führt dann, ähnlich wie beim Schleifen oder Honen, zu einem längsgezogenen Materialverformungsprozess, dem vorwärts oder seitlichen Aufschieben des Materials.
Die Läppscheiben oder Arbeitsscheiben werden grob in 4 Gruppen unterteilt:

  • Weiche Arbeitsscheiben
    • z.B. Papier, Stoff, Filz, Pech, Kunststoff, Holz, Zinn, Alu-Leg., Kupfer usw.
  • Harte Arbeitsscheiben
    • z.B. Guss in speziellen Sonderglühqualitäten, weicher Stahl, Weich-Keramik, 140-220 HB
  • Gehärtete Arbeitsscheiben
    • z.B. Gehärteter Guss, gehärteter Stahl, Hart-Keramik, usw., bis 500 HB
  • Multi-Metallscheiben
    • z.B. Kombination von 2-3 verschiedenen Metallen oder gesinterter Metallpulver

Läppmedien

Beim Läppen ist das eigentliche Werkzeug das Läppkorn: Das Läppkorn bildet zusammen mit der Läppflüssigkeit das sogenannte Läppmittel und verursacht den Materialabtrag am Werkstück. Flüssigkeit bzw. Paste und das darin dispergierte Läppmittel (Korn, Pulver) bilden das Läppgemisch. Im Gegensatz zum Schleifen, bei dem das Schleifkorn fest gebunden ist, wird beim Läppen mit rollendem Korn gearbeitet. So lassen sich, selbst bei relativ grober Körnung, wegen der geringen Schädigungstiefe am Material sehr hohe Oberflächengüten erreichen. Im Gegensatz zum Schleifen ist Läppen mit entsprechendem Läppmittel ein Abtrag in mehreren Richtungen.

Vorteile des Läppens

Läppen ist ein kaltes Bearbeitungsverfahren und besonders geeignet, empfindliche Teile plan zu bearbeiten. Die mechanische und thermische Belastung während der Bearbeitung ist besonders gering. Geläppte Oberflächen weisen keinen Spannungsverzug auf.

  • hohe Oberflächengüten (bis 0,1 µm)
  • extreme Formgenauigkeiten
  • enge Maßtoleranzen (bis 0,001 mm)

Vielfältige Anwendungsbereiche

Unterschiedliche Anwendungsprozesse

Das Läppen wird hauptsächlich für die Bearbeitung harter Oberflächen (Hartmetall wie Stahl, Keramik) eingesetzt, wo Maß- und Formtoleranzen von wenigen Mikrometern gefordert sein können. Das breite Anwendungsspektrum bei FLP Microfinishing umfasst außer der Fahrzeugindustrie auch die Luft– und Raumfahrttechnik sowie den Maschinen– und medizinischen Gerätebau. Die hochpräzise bearbeiteten Teile sind zum Beispiel Bestandteil von Hydraulik- und Turboaggregaten. Sie sind in medizinischen Geräten verbaut und kommen in der Präzisionsoptik oder als Komponente optischer Baugruppen in der Halbleiterindustrie zum Einsatz.

Läppen mit Siliziumcarbid oder Edelkorund

  • Auch konventionelle Bearbeitung – noch vielfach im Einsatz bei definierten / zertifizierten Verfahren
  • Schonende und sensible Bearbeitung mit ständiger Verfügbarkeit von scharfem Korn
  • Ausbildung mikrostrukturierter Oberfläche auf den Werkstücken

Läppen mit Diamantkorn

  • Moderner Läppprozess bei wirtschaftlichem Zeiteinsatz
  • Gute Abtragsraten mit steuerbaren Ebenheits- und Rauigkeitsparametern
  • Geringe Prozessfolgekosten in Reinigung und Entsorgung der Verbrauchsstoffe

Bedeutung der Läppöle (Lapp-Öle)

Die geringviskosen Öle sind im praktischen Einsatz für Läpparbeiten mit unterschiedlichen Korngrößen bei unterschiedlichem Kornschwebeverhalten.
Die Viskosität des Öls muss auf die im Prozess einzusetzende Korngröße am Läppkorn abgestimmt sein (Viskositäten bei 2,5-4 s/cm2)
Die Schneidkanten des Korns müssen aus dem viskosen Film herausragen. Eine zu geringe Viskosität birgt das Risiko, dass der Schmierfilm aufreißt und es zu metallischen Berührungen zwischen Werkstück und Arbeitsscheibe kommt. Die Folge wären Kaltverschweißungen auf der Oberfläche, was in Sekundenbruchteilen zur Zerstörung der Werkstückoberfläche führen würde. Meist ist dann der Verlust der gesamten Beladung des Maschinenzyklus die Folge.
Der Einsatz erfolgt in offenen Systemen mit einmaliger Nutzung der Verbrauchsstoffe. Folge sind hohe Investitions- und Entsorgungskosten. Von einer Wiederverwendung des Materials wird abgeraten.

Läpp- und Polierzusätze

Die wassermischbaren Konzentrate verbessern das Kornschwebeverhalten und beugen der Agglomeratbildung der Läpppulver vor.
Die Flüssigkeiten sind alle wassermischbar und werden als Konzentrat eingesetzt. In Abhängigkeit von den aufzunehmenden Korngrößen ist dann die Konzentration zu wählen.
Eigenschaften und Funktion sind vergleichbar zu den Läpp- und Polierölen.
Viskositäten sind in Abhängigkeit von der Konzentration einstellbar.

Läpppulver in großer Auswahl

Als Läpppulver werden hauptsächlich Siliziumcarbid, Borcarbid und Aluminiumoxid eingesetzt. Sie gehören zu der Gruppe der nichtmetallischen Hartstoffe. Qualitätskriterien wie Härte, Spaltfähigkeit und Kornklassierung bestimmen den Einsatzbereich und die Abtragsleistung. FLP Microfinishing unterscheidet in:

  • Siliziumcarbid dunkel und grün, Borcarbid und Edelkorund
  • Korngröße 120 – 1200 mesh, feinklassiert nach FEPA-Norm
  • Korngröße 120 – 1000 mesh, feinklassiert nach FEPA-Norm
  • Korngröße 180 – 1200 mesh, feinklassiert nach FEPA-Norm

die Klassierungen lt. FEPA stellen den Mindeststandard für die anspruchsvolle Läpptechnik dar. FLP Microfinishing setzt zur Sicherung optimaler Oberflächen grundsätzlich eine zusätzliche Feinklassierung ein. Ein weiteres qualitätsbestimmendes Kriterium ist das Konzentrationsvolumen des Läppkorns in der jeweiligen Trägerflüssigkeit. FLP Microfinishing bestimmen hier je nach Anwendung 100 – 200 g/ Liter.

Weltweit tätiger Läppmaschinen Hersteller

Eine Einscheiben-Läppmaschine wird logischerweise nach dem Läppscheibendurchmesser gekennzeichnet. So hat die FLP 600 einen Läppscheibendurchmesser von 600 mm. Es gibt handelsübliche Maschinen mit der Durchmessergröße von 300 mm bis ca. 2200 mm. Sondergrößen liegen bei 4000 mm und 5500 mm. Etliche Maschinen können auch mit Zusatzausrüstungen versehen werden, um die Art des Läppvorganges zu ändern. Zum Beispiel mit einer zweiten, zusätzlichen Arbeitsscheibe und einem Antriebssystem für das Rundläppen oder als Zweischeiben-Flach-Läppmaschine.

FAQ

Was ist Läppen ?

Läppen ist Spanen mit losem, in einer Paste oder Flüssigkeit verteiltem Korn, dem Läppgemisch, das auf einem meist formübertragenden Gegenstück bei möglichst ungeordneten Schneidbahnen der einzelnen Körner geführt wird (Definition nach DIN 8589).

Was ist eine Läppmaschine ?

FLP Microfinishing hat einseitige und zweiseitige Bearbeitungsmaschinen sowie Rundläppmaschinen im Programm.
– Einseitige Bearbeitungsmaschinen bearbeiten immer nur eine Seite eines Werkstücks.
– Zweiseitige Bearbeitungsmaschinen bearbeiten gleichzeitig zwei Seiten eines Werkstücks (planparallel).
– Rundläppmaschinen sind Spezialmaschinen mit runden oder zylindrischen Werkzeugen, mit denen sich runde oder zylindrische Werkstücke läppen lassen.

Was ist ein Läppmittel ?

Ein Läppmittel ist ein gebrauchsfertiges Produkt, das aus Flüssigkeit und Korn besteht. Der Bearbeitungsvorgang Läppen braucht in jedem Fall ein Trägermittel, das mit Zusätzen hergestellt wird. Die Trägermittel auf Ölbasis werden mehrheitlich als Läpp-Öle oder öllösliche Läppflüssigkeiten bezeichnet. Solche auf Wasserbasis oder verwandter Basis nennt man wässerige Läppflüssigkeiten.

Was ist der Unterschied zwischen Läppen und Honen ?

Läppen ist Spanen mit losem Korn, das zwischen dem formübertragenden Läppwerkzeug und dem Werkstück in ungerichteten Wirkbahnen abrollt. Honen zählt zum Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide. Honen ist ein Spanen mit gebundenem Korn unter ständiger Flächenberührung des Werkzeuges.