Akademia szlifowania Klingspor (część VIII). Szlifowanie drewna. Ogólne informacje o materiałach ściernych firmy Klingspor

Firma Klingspor jest dobrze znana użytkownikom materiałów ściernych do obróbki metali i drewna. Jest czołowym światowym producentem wysokiej jakości wyrobów ściernych i na światowy rynek dostarcza ponad 50.000 najróżniejszych narzędzi do szlifowania.

Wyroby ścierne nasypowe składają się z mniej lub bardziej elastycznego nośnika (podłoża), do którego przytwierdzone jest ziarno ścierne za pomocą spoiwa podkładowego. Warstwę ziaren ściernych pokrywa się spoiwem zalewowym, na którym z kolei opcjonalnie może znajdować się dodatkowa warstwa aktywnie wspomagająca proces szlifowania. Jako podstawowe podłoża do materiałów ściernych nasypowych Klingspor stosuje papier, tkaninę bawełnianą i tkaninę poliestrową. Ponadto, poza wymienionymi rodzajami podłóż, firma

stosuje w pojedynczych wyrobach lub do specjalnych zastosowań także takie materiały jak fibrę (do produkcji krążków fibrowych do zastosowań na szlifierkach kątowych), płótno kombinowane (specjalne połączenie tkaniny bawełnianej z poliestrową do produkcji elastycznych i bardzo wytrzymałych na zrywanie pasów bezkońcowych) oraz folię (krążki ścierne samoprzyczepne z nasypem półotwartym, ziarnem elektrokorundowym spojonym żywicą syntetyczną, specjalne wyroby do obróbki farb, lakierów i szpachli). Samoprzyczepne krążki charakteryzują się tym, że ich ziarna ścierne są silnie umocowane, także na obszarze krawędzi oraz bardzo dobrze dopasowują się do kształtu przedmiotu obrabianego. Dzięki dodatkowej aktywnej warstwie zapychanie ziaren ściernych pyłem jest mocno zredukowane, co znacznie wydłuża żywotność krążka.

Klingspor stosuje siedem rodzajów papierów jako podkład do materiałów ściernych nasypowych. Papiery o gramaturze 95, 105 i 110 g/m2 (oznaczone jako A, B, C) stosowane są do wyrobów do ręcznego szlifowania przedmiotów profilowanych, papiery o gramaturze 130, 250, 300 g/m2 (oznaczone symbolami D, E, F) przeznaczone są do maszynowego szlifowania powierzchni. Podłoża płócienne, stosowane przez firmę Klingspor, mają nieco wyższą wytrzymałość na zrywanie, ale są dużo bardziej elastyczne w porównaniu do podłóż papierowych. Płótna oznaczone literami J i JF jako lekkie i bardzo elastyczne nadają się do obróbki ręcznej i maszynowej przedmiotów mocno profilowanych. Płótno kombinowane (lekkie i elastyczne) może być stosowane tylko do szlifowania maszynowego przedmiotów o złożonych kształtach. Podłoże z płótna oznaczonego symbolem XF, ciężkie i elastyczne, wykorzystuje się do produkcji pilników taśmowych do szlifowania ręcznego. Ciężkie i mocne płótno X nadaje się do obróbki maszynowej powierzchni i krawędzi. Z kolei materiały ścierne na ciężkim, bardzo mocnym i odpornym na zrywanie, ale o małej elastyczności, podłożu płóciennym Y i Z wykorzystuje się do szlifowania maszynowego powierzchni i krawędzi.

Papierowe lub płócienne podłoże pokrywa się spoiwem podkładowym, które wstępnie mocuje ziarno ścierne. Jako spoiwo Klingspor stosuje najczęściej żywice sztuczne, dzięki którym uzyskuje ono właściwości o niezmiennie wysokiej jakości. Tylko dla wybranych rodzajów papierów ściernych, przeznaczonych do szlifowania ręcznego, do mocowania ziaren ściernych stosuje się klej.

Ziarno ścierne jest właściwym elementem skrawającym materiał obrabiany. Przy wyborze ziarna ściernego szczególną uwagę należy zwrócić na dwie właściwości, tj. twardość i ciągliwość. W celu zapewnienia niezmiennej jakości firma Klingspor wszystkie rodzaje ziaren wytwarza syntetycznie. Do produkcji wyrobów ściernych nasypowych stosuje się cztery rodzaje ziarna: węglik krzemu, elektrokorund (tlenek glinu), elektrokorund cyrkonowy oraz elektrokorund ceramiczny. W obróbce drewna i tworzyw sztucznych mają zastosowanie głównie dwa pierwsze wymienione rodzaje ziaren ściernych. Węglik krzemu (SiC) jest ziarnem bardzo twardym, ale mało ciągliwym, ma budowę krystaliczną o ostrych krawędziach. Jest kruchy oraz łamliwy i zużywa się przez mikrowykruszenia. Ziarno elektrokorundu (Al2O3) jest mniej twarde, ale bardziej ciągliwe w porównaniu do węglika krzemu, ma budowę krystaliczną ale nieregularną, często w kształcie klina, i zużywa się przez makrowykruszenia. Węglik krzemu i elektrokorund mogą występować na materiałach ściernych także w postaci tzw. aglomeratów. Nie są to samodzielne, pojedyncze ziarna, lecz ich skupiska. Składają się z wielu ziaren sklejonych spoiwem żywicznym w jedno wielkie ziarno. Ziarna aglomeratowe wykorzystuje się wyłącznie w obróbce metalu. Główną zaletą aglomeratów jest to, że podczas obróbki materiały ścierne zachowują niezmienną agresywność. Stare,

tępe pojedyncze ziarno wyłamuje się z aglomeratu odsłaniając nowe, ostre ziarna. W efekcie jakość powierzchni obrabianej oraz wydajność obróbki jest niezmienna przez długi czas.

Ziarna ścierne w wyrobach materiałów nasypowych nanosi się z różną gęstością, tj. z różną ilością ziaren na jednostkę powierzchni podłoża. Tzw. pełne podłoże jest w całości pokryte ziarnem. Podłoże półotwarte ma ziarna na około 75% swojej powierzchni. Natomiast nasyp otwarty ma 50% powierzchni podłoża pokrytej ziarnem. Wybór gęstości nasypu zależy głównie od właściwości obrabianego materiału. Wyroby ścierne o nasypie otwartym mają więcej przestrzeni pomiędzy poszczególnymi ziarnami. Dzięki temu produkty obróbki i pył drzewny mogą być lepiej odprowadzane z powierzchni szlifowanej. Do obróbki drewna miękkiego i materiałów o długich włóknach zaleca się stosować narzędzia ścierne z nasypem otwartym lub półotwartym. Do szlifowania drewna twardego mogą być stosowane papiery ścierne z nasypem pełnym.

Ostateczne utwierdzenie ziaren ściernych na podłożu uzyskuje się dzięki spoiwu zalewowemu. Utwierdza ono dodatkowo ziarna ścierne i powoduje, że wyrób staje się bardziej wytrzymały na siły powstające podczas obróbki. Spoiwo zalewowe wytwarza się wyłącznie z żywicy sztucznej. Bardzo często jako warstwę ostatnią nanosi się dodatkową warstwę aktywną w połączeniu ze środkami wspomagającymi szlifowanie. Nadaje ona narzędziu właściwości, które pozytywnie oddziałują na proces szlifowania oraz przedłużają trwałość wyrobu. Do wyrobów ściernych nasypowych do obróbki drewna Klingspor stosuje warstwy stearynianowe, ACT (Advanced Coating Technology) oraz warstwy o właściwościach antystatycznych.

Warstwa stearynianowa na wyrobie ściernym nasypowym zapobiega zapychaniu się pasa bezkońcowego i wykonuje się ją w szczególności na narzędziach do obróbki wysokiej jakości powierzchni lakierowanych. W czasie obróbki miękkich materiałów, które pod wpływem wysokiej temperatury miękną i kleją się (farby, lakiery, tworzywa sztuczne), pył szlifierski może przedwcześnie zapychać przestrzenie międzyziarnowe papieru ściernego. Tworzy się wówczas dodatkowa warstwa oblepiająca ziarna, których ostre krawędzie i wierzchołki tracą swą skuteczność. Aby temu zapobiec lub spowolnić ten proces, powierzchnię wyrobów ściernych nasypowych pokrywa się powłoką antyadhezyjną, np. stearynianem.

Technologię ACT (Advanced Coating Technology) firma Klingspor stosuje w celu udoskonalenia właściwości wyrobów ściernych nasypowych. ACT gwarantuje wyraźnie wyższą przyczepność ziaren, która jest niezbędna zwłaszcza przy agresywnym szlifowaniu taśmą bezkońcową krawędzi twardych elementów drewna oraz lakierów. Technologia ACT zapobiega przedwczesnemu zapychaniu się ziarna i tym samym zdecydowanie wydłuża żywotność pasów bezkońcowych.

W czasie szlifowania dochodzi do tarcia różnych materiałów i w konsekwencji do wędrówki elektronów. W efekcie wytwarzają się powierzchniowe ładunki elektrostatyczne. Ładunki te kumulują się zwłaszcza na materiałach nieprzewodzących prąd, takich jak np. drewno. Aby temu zapobiec Klingspor wyposaża własne wyroby ścierne we właściwości antystatyczne, które powodują, że ładunki elektryczne są odprowadzane przez wyrób ścierny, a następnie przez maszynę. W ten sposób zapobiega się przyczepianiu się pyłu ściernego do przedmiotu obrabianego, pasa bezkońcowego i obrabiarki. W grupie wyrobów ściernych nasypowych Klingspor produkuje pasy bezkońcowe, rolki, arkusze i krążki ścierne.*

* W artykule wykorzystano informacje zawarte w katalogu firmy Klingspor „Dobry. Bezpieczny. Żółty”. Katalog2015.