Das Glattwalzen ist ein wichtiges Verfahren, das in vielen unterschiedlichen Industriezweigen angewendet wird. Es dient dazu, Oberflächen gezielt zu veredeln und ihre Eigenschaften zu optimieren. Durch das Glattwalzen lassen sich sehr glatte Oberflächen mit definierten Strukturen erzeugen.

Das Verfahren findet beispielsweise Anwendung in der Metallindustrie, um Metalle zu verfestigen, Druckeigenschaften zu verbessern und die Oberflächengüte zu erhöhen.

Insgesamt ist das Glattwalzen ein vielseitiges Verfahren, das in zahlreichen Industriezweigen zur gezielten Modifikation von Werkstoffoberflächen dient. Dieser Artikel gibt einen Überblick über das Verfahren und erläutert die grundlegenden Prinzipien und Anwendungsmöglichkeiten des Glattwalzens.

Was ist das Glattwalzen?

Das Glattwalzen ist ein Umformverfahren zur Erzeugung glatter Oberflächen. (1)

Durch das Glattwalzen erfolgt eine plastische Verformung der Werkstückoberfläche, indem das Werkstück zwischen zwei oder mehr Walzen mit äußerst glatten Oberflächen durchgepresst wird. Der hohe Flächendruck der Walzen bewirkt dabei eine Mikroglättung der Oberfläche.

Die wichtigsten Verfahrensschritte beim Glattwalzen sind:

• Das Werkstück wird zwischen die rotierenden Glattwalzen eingeführt
• Hoher Flächendruck der Walzen verformt die Oberfläche plastisch
• Meist mehrere Durchgänge für die gewünschte Oberflächengüte
• Die Walzen rotieren mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten
• Prozess findet kalt oder warm statt, abhängig vom Material

Durch die kombinierte Druck- und Scherbeanspruchung wird eine definierte Oberfläche erzeugt.

Vorteile vom Glattwalzen-Verfahren

Das Glattwalzen Verfahren bietet verschiedene Vorteile gegenüber anderen Umformverfahren.

Verbesserte Oberflächenqualität

Eines der Hauptziele beim Glattwalzen ist es, die Oberflächenqualität des Werkstücks zu verbessern. Durch die Walzkraft wird die Oberfläche geglättet und Fehlstellen sowie Unebenheiten werden beseitigt.

Je nach Legierung und Walzparametern sind so Güten bis Ra 0,1 μm möglich. Die erreichbare Oberflächengüte hängt von Faktoren wie Walzdruck, Geschwindigkeit und Temperatur sowie dem Ausgangszustand ab. Durch mehrfaches Walzen lassen sich sehr glatte Oberflächen erzeugen.

Optimierte Materialeigenschaften

Neben der Oberflächenqualität können durch das Glattwalzen auch die Materialeigenschaften des Werkstücks optimiert werden. Das führt zu einer verbesserten Verschleißfestigkeit und reduzierten Reibung.

Effiziente Umformung

Das Glattwalzen eignet sich für eine effiziente plastische Umformung bestimmter Werkstoffe, vor allem von Blechen, Bändern, Stangen und Rohren. Stahl und Aluminium lassen sich durch Walzen gezielt in der Geometrie verändern. Die hohen Kräfte ermöglichen eine schnelle Formgebung, wobei die Maßgenauigkeit hoch ist.

Nachteile des Glattwalzens

Das Glattwalzen ist ein sehr energieintensiver Prozess. Die für das Walzen benötigten hohen Kräfte erfordern einen hohen Energieeinsatz. Zusätzlich muss häufig eine aufwendige Kühlung eingesetzt werden, was den Energiebedarf weiter erhöht.

Eine effektives Glattwalzen verlangt das entsprechende Know-How und die richtige Ausstattung. Bei PK Feinmechanik können wir unseren Kunden beide Faktoren garantieren, dank unsers umfangreichen Maschinenparks und unserer Erfahrung aus über 40 Jahren.

Anwendungsbereiche des Glattwalzens

Das Glattwalzen findet Anwendung in einer Vielzahl von Branchen. Einige der wichtigsten Anwendungsbereiche sind:

• Automobilindustrie: Glattgewalzte Oberflächen von Motorenkomponenten sorgen für reibungslose Bewegung und verlängerte Lebensdauer. Beispielsweise werden Kolbenbolzen und Pleuelstangen häufig glattgewalzt
• Luft- und Raumfahrt: In Turbinen und Triebwerken werden glattgewalzte Bauteile eingesetzt, um Reibung und Verschleiß zu reduzieren. Glattgewalzte Oberflächen sorgen z.B. bei Turbinenschaufeln für eine hohe Lebensdauer
• Maschinenbau: Im allgemeinen Maschinenbau werden glattgewalzte Wellen, Zahnräder und andere Komponenten verwendet, um die Leistung zu steigern. Beispielsweise ermöglicht das Glattwalzen von Zahnradflanken engere Fertigungstoleranzen
• Medizintechnik: In chirurgischen Instrumenten werden glattgewalzte Oberflächen eingesetzt, um Reibung und damit Gewebeschäden zu vermeiden. Auch Implantate profitieren von der glatten Oberfläche.

Auch die PK Feinmechanik ist in diesen Bereichen tätig.

Verwandte Verfahren

Das Glattwalzen wird oft mit anderen Umformverfahren kombiniert, um die gewünschten Eigenschaften des Werkstücks zu erreichen. Zu den verwandten Verfahren gehören:

• Schleifen: Schleifen vor dem Glattwalzen kann die Oberflächenrauheit reduzieren und so zu einem gleichmäßigeren Walzergebnis führen.
• Polieren: Feines Polieren nach dem Glattwalzen kann die Oberflächengüte weiter verbessern.
• Festwalzen: Beim Festwalzen werden höhere Drücke und geringere Walzgeschwindigkeiten verwendet als beim Glattwalzen. Es eignet sich besser für starre Materialien.

Durch geschickte Kombination dieser Verfahren lassen sich die Vorteile des Glattwalzens noch besser nutzen. Die richtige Prozesskette hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab.

Maschinen

Für das Glattwalzen kommen spezielle Maschinen zum Einsatz, die Glattwalzmaschinen. Diese Maschinen verfügen in der Regel über zwei oder mehr Walzen aus gehärtetem Stahl.

Die Walzen können glatt oder mit einem speziellen Profil versehen sein. Glattwalzen kommen häufig bei der Herstellung von Blechen oder Folien zum Einsatz. Profilwalzen dienen dazu, ein bestimmtes Muster in das Werkstück einzuwalzen.

Je nach Anwendungsbereich unterscheidet man zwischen unterschiedlichen Maschinetypen.

Fazit

Das Glattwalzen Verfahren ist ein wichtiges Umformverfahren in der metallverarbeitenden Industrie. Es ermöglicht die gezielte Beeinflussung der Materialeigenschaften sowie die Herstellung genauer Oberflächen und enger Toleranzen.

Die Vorteile des Glattwalzens liegen in der verbesserten Oberflächenqualität, der Möglichkeit zur gezielten Eigenschaftsoptimierung und der effizienten Umformung bestimmter Materialien.

Insgesamt ist das Glattwalzen Verfahren von großer Bedeutung für die moderne Fertigungstechnik. Es findet breite Anwendung in Branchen wie dem Maschinenbau, der Automobilindustrie, dem Anlagenbau und vielen weiteren. Durch stetige Weiterentwicklung und Optimierung der Verfahrenstechnik lässt sich die Effizienz des Glattwalzens noch weiter steigern.