Pokrytie nosného média brúsiv na podložke brúsnym zrnom

V informačných materiáloch o brúsivách na podložke môžete naraziť na pojmy „open coating“ a „closed coating“. Tieto pojmy hovoria o hustote osadenia nosného média brúsnym zrnom. Je určená mierou pokrytia nosného média časticami brúsnych zŕn, inými slovami tým, aké veľké sú medzery medzi jednotlivými zrnami. Dnes sa pozrieme na brúsivá na podložke a ich brúsne vlastnosti z tohto pohľadu.

Brúsivá na podložke sa bežne vyrábajú v troch úrovniach pokrytia nosného média brúsnym zrnom (obr. 1).

• closed coating – takmer celý povrch nosného média je pokrytý brúsnymi zrnami (výrobcovia uvádzajú rozmedzie 90-100%)
• open coating – povrch nosného média je pokrytý brúsnymi zrnami približne na 50% (výrobcovia uvádzajú rozmedzie 30-60%)
• semi-open coating – povrch nosného média je pokrytý brúsnymi zrnami približne na 75% (výrobcovia uvádzajú rozmedzie 50-75%). Je kompromisom medzi vyššie spomenutými dvomi hlavnými prístupmi a kombinuje ich výhody (resp. nevýhody)

Obr. 1. Hustota osadenia podložky brúsnym zrnom

Pozn.: na ilustračnom obrázku sú brúsivá v rôznych farebných vyhotoveniach. Farbou povrchovej vrstvy nie je určená hustota pokrytia brúsiva brúsnymi zrnami, ale podľa nepísaných pravidiel typ použitého brúsiva. Zaužívané použitie farieb povrchovej vrstvy je nasledovné (nie každý výrobca ho musí dodržiavať):

• korund – hnedá
• zirkónium – modrá
• keramické brúsivo – červená
• karbid kremíka – zelená alebo čierna

Ako vplýva hustota pokrytia nosného média brúsnymi zrnami na brúsne vlastnosti finálneho nástroja?

Pokiaľ nie sú zvláštne dôvody pre použitie iného typu nástroja, vždy sa odporúča používať nástroj s plným pokrytím. Logika hovorí, že čím je brúsiva na podložke viac, tým je brúsenie efektívnejšie a je to skutočne tak. A nielen to – zároveň použitie nástroja s vyšším pokrytím vedie k dokonalejšiemu povrchu obrábaného materiálu.

Prečo sa teda vôbec vyrábajú abrazívne nástroje s nižším pokrytím?

Obr. 2. Detail zalepeného nástroja

Sú na to dobré dôvody. Problémom je najmä opracovávanie mäkkých materiálov, čiže mäkkého dreva (borovica, smrek, jedľa,...), prípadne mäkkých - neželezných kovov (hliník, meď, bronz, horčík,...). Najväčšou výzvou je brúsenie materiálov, ktoré sú mäkké a lepivé a pôsobením tepla vznikajúceho pri brúsení sa zároveň čiastočne rozpúšťajú – príkladom je hrubá vrstva laku na dreve. Kto takýto materiál niekedy brúsil, vie, aká je to nevďačná práca.

Keď budeme tieto materiály brúsiť nástrojom s plným pokrytím, zvyšky po brúsení vyplnia po chvíli malé medzery medzi jednotlivými brúsnymi zrnami až po úroveň špičky zŕn. Pôsobením tlaku na obrábaný materiál sa ďalej vtláčajú do týchto úzkych medzier a pevne sa v nich usadia. V niektorých prípadoch je tento nános taký vysoký, že je až nad úrovňou špičky brúsnych zŕn (obr. 2).

Vtedy už nástroj vôbec nebrúsi, čo vedie k zvyšovaniu tlaku na materiál, následne v dôsledku trenia k zvyšovaniu jeho teploty. K zalepeniu brúsneho nástroja dôjde oveľa skôr, než nastane opotrebenie jeho brúsnych zŕn.

Toto nie je cesta. Vysoká hustota pokrytia nosného média brúsivom nie je vždy prínosom. Správnou možnosťou je v takýchto prípadoch použiť brúsivo typu open-coating, s väčšími medzerami medzi brúsnymi zrnami. Viac voľného priestoru medzi zrnami umožňuje lepšie prúdenie vzduchu, čím sa brúsny materiál počas práce ochladzuje. Okrem toho – väčšie medzery medzi časticami brúsnych zŕn umožňujú ľahšie vypadávanie zvyškov po brúsení, čím sa znižuje pravdepodobnosť ich uviaznutia medzi zrnami.

Treba však povedať, že použitie open-coating brúsiv nie je všeliekom na brúsenie problematických podkladov. Upchatiu medzier medzi brúsnymi zrnami na povrchu nástroja sa úplne zabrániť nedá a zvlášť pri brúsení mäkkých materiálov je len otázkou času, kedy nastane. Výrazne sa však predlžuje doba, počas ktorej je s nástrojom možné efektívne brúsiť a aj jeho následné „oživenie“ je v prípade open-coating jednoduchšie a rýchlejšie.

Čo robiť, keď sa povrch brúsneho nástroja predsa len upchá zvyškami po brúsení? Našťastie existuje viacero spôsobov, ako vrátiť nástroju jeho brúsnu schopnosť, na internete nájdete množstvo postupov, ako to docieliť.

Renovácia má význam predovšetkým pri brúsnych nástrojoch vyššej cenovej hladiny, ako sú napr. nekonečné brúsne pásy s plochou v desiatkach až stovkách dm². Niekedy je možné tieto pásy renovovať aj 10-krát, kým sa opotrebujú. U lacnejších nástrojov, ako sú lamelové kotúče, je význam použitia týchto techník sporný, ale pre niekoho môže mať zmysel.

Medzi najúčinnejšie a najrýchlejšie patrí mechanické odstránenie nalepených zvyškov po brúsení.

Pri miernom znečistení, najmä po brúsení tvrdých, nelepivých materiálov niekedy stačí nástroj oklepať o hranu stola, prípadne poprehýbať, ak ide o voľný arch.

Veľmi účinným pomocníkom je čistiaca guma na abrazívne brúsne pásy (obr. 3). Rýchlo odstráni takmer celý nános zvyškov po brúsení z abrazívneho pásu. Pokiaľ je to nutné, malé zbytky sa dajú ľahko odstrániť jemnou drôtenou kefou.

Odstraňovanie nánosov zvyškov po brúsení je ľahké nielen z nekonečných pásov, ale aj z rotujúcich nástrojov, ako je napríklad fíbrový kotúč. U lamelových kotúčov to nie je také jednoduché, pretože sa lamely prekrývajú a čistiaci nástroj nemá úplne dokonalý kontakt s ich povrchom. Čistiacu gumu onedlho nájdete aj v našom programe, a to v niekoľkých prevedeniach.

Obr. 3. Čistiaca guma na abrazívne brúsne pásy

Ďalším spôsobom je použitie organických rozpúšťadiel, ktoré si poradia aj tam, kde gumená tyč zlyhá. Jedná sa hlavne o znečistenie živicami, lepidlami a hrubou vrstvou laku. Proces spočíva v tom, že sa brúsivo ponorí do rozpúšťadla, ktoré sa nechá pôsobiť 12-24 hodín. Po vytiahnutí je celý nános preč a po vysušení je možné nástroj znovu použiť. Aj táto metóda má svoje obmedzenia, napr. nie je možné pomocou nej oživovať brúsivá na papierovom nosnom médiu (a všeobecne na žiadnom, ktoré nie je povrchovo upravené pre mokré brúsenie). Vzhľadom na časovú náročnosť je vhodná najmä pre brúsne nástroje vyšších cenových kategórií.

Niektorí používatelia majú dobré skúsenosti s ofúknutím zvyškov po brúsení z nástroja vysokotlakovou dýzou, iní dokonca s použitím vodných vysokotlakových čističov (wapky).

Obr. 4. ABRANET Max

Zaujímavým produktom pre prácu s mäkkými materiálmi je náš lamelový kotúč HERMAN LY-20 Special, ktorý je určený predovšetkým na opracovanie hliníka a iných neželezných kovov. Nie je vyrobený z bežného abrazívneho pásu, ale zo špeciálneho materiálu ABRANET Max (obr. 4). Tento bol vyvinutý pre opracovávanie mäkkého dreva, ale vďaka svojim vlastnostiam sa dobre hodí aj na brúsenie neželezných kovov. Nosným médiom je v tomto prípade sieťovina z polyamidu. Vďaka sieťovej štruktúre ho vlastne tiež môžeme považovať za brúsivo typu open-coating a dobre odoláva upchávaniu zvyškami pri brúsení. Pri brúsení týmto materiálom nedochádza k nadmernému zahrievaniu obrobku. Doporučuje sa brúsenie menším tlakom. Ako brúsivo je použitý syntetický korund. Ak je k dispozícii zodpovedajúce elektrické náradie, je vhodný aj pre mokré brúsenie.

Záver

Pochopenie problematiky a výber nástroja s vhodným pokrytím pre konkrétnu aplikáciu Vám môže nielen spríjemniť a uľahčiť prácu, ale aj predĺžiť životnosť Vašich brúsnych nástrojov. Výber medzi týmito tromi typmi závisí od špecifických požiadaviek na danú úlohu, materiál a požadovaný výsledok brúsenia.

Kľúčové slová: nosné médium, abrazívne zrno, brúsivá na podložke, brúsenie, brúsne nástroje, lamelové kotúče, closed coating, open coating, semi-open coating, hustota osadenia nosného média

Zdroje:
Interné technické a školiace materiály spoločnosti HERMAN
https://www.mirka.com/sg/ABRANET-MAX-AB0/

Ing. Anton Tokár

Vyštudoval som softwarové inžinierstvo a programovaním som sa aktívne zaoberal vyše 25 rokov. V súčasnej dobe je mojou hlavnou pracovnou náplňou vo firme Herman koordinovanie tímu, ktorý sa zaoberá vývojom našej webovej stránky a e-commerce riešeniami. Okrem toho mám niekoľkoročné skúsenosti ako technológ na úseku výroby abrazívnych nástrojov. Voľný čas delím medzi svoje koníčky, ktorými sú predovšetkým umenie, motorka, hra na saxofón, plávanie a cestovanie.