Szczotki ścierne idealne do szlifowania i strukturyzacji

Szczotki ścierne idealne do szlifowania i strukturyzacji

Szczotki ścierne perfekcyjnie dopasowują się do obrabianej powierzchni, dając wymierne korzyści w czasie szlifowania płaszczyzn i krawędzi oraz strukturyzacji drewna, jak i materiałów drewnopochodnych.

Szczotkowanie drewna może oznaczać zarówno szlifowanie powierzchni, jak i też jej postarzanie, inaczej mówiąc strukturyzację. Pomiędzy jednym a drugim procesem jest zasadnicza różnica polegająca na uzyskanym efekcie końcowym obrabianej powierzchni. Oba procesy na stałe znalazły szerokie zastosowanie w małych stolarniach, jak i dużych fabrykach jako ważny element technologicznego przygotowania powierzchni drewna i tworzyw drzewnych pod wykończenie lakierami, olejami i woskami.

Szlifowanie, polerowanie, rozcieranie

Szczotkowanie z użyciem szczotek ściernych to jeden z procesów technologicznych, mający za zadanie wykonanie operacji szlifowania, polerowania drewna, jak i tworzyw drzewnych, bądź rozcierania oleju i wosku na jego powierzchni. Szczotki, w zależności od swojej konstrukcji, idealnie dopasowują się do obrabianej powierzchni, powodując dokładne wycięcie wstających włókien drzewnych przed i pomiędzy lakierowaniem.

Szczotki to również idealne narzędzie do powtarzalnego zaokrąglania trudnych krawędzi elementów. A to szczególnie ważne, gdyż właściwe przygotowanie powierzchni do lakierowania wpływa bezpośrednio na koszt wytworzenia wyrobu, czas jego produkcji oraz uzyskany efekt estetyczny.

Odpowiedni dobór parametrów szczotki

Szczotka sama w sobie jest narzędziem elastycznym i dlatego, aby mogła wykonać założoną operację technologiczną, musi być zamocowana do korpusu nośnego (głowicy). Głowice mogą być wykonane ze stopu metali lekkich bądź z odpowiednio sztywnego i odpornego na odkształcenia tworzywa sztucznego. Taka budowa pozwala przenieść duże obciążenia podczas szlifowania, bez uszczerbku dla trwałości głowicy i napędu maszyny. Do standardowych szczotkarek firma PolishStyl – polski producent narzędzi i materiałów ściernych – oferuje głowice walcowe i tarczowe oraz hybrydowe – jako połączenie głowicy walcowej ze stożkowymi lub tarczowymi.

Głowice walcowe wykonywane są z rowkami prostymi lub spiralnymi. Różny jest także system blokowania szczotek i zależy od konstrukcji samej głowicy czy też maszyny, w której dane narzędzie pracuje, dzięki czemu ich wymiana jest prosta i szybka.

Firma PolishStyl – jako producent zarówno głowic, jak i szczotek szlifierskich – jest w stanie szybko reagować na dzisiejsze potrzeby rynku. Poprzez fachowe doradztwo może zaproponować optymalną technologię szlifowania.

O tym, jaki uzyskamy efekt, decyduje szereg parametrów szczotki, jak wysokość materiału ściernego, jego granulacja, gęstość, nacięcie, kształt końcówki płótna, rodzaj ziarna na płótnie, dlatego też bez odpowiedniego doradztwa i przeprowadzania prób na produkcji właściwy dobór całej technologii nie byłby możliwy.

W zależności od potrzeb produkcyjnych i efektu, który chcemy uzyskać, do szczotek można zastosować płótno ścierne, włókninę ścierną, skórę naturalną, abralon, włosie roślinne lub włosie końskie. Odpowiedni dobór tych materiałów, jak i ich granulacji, nacięć oraz sposobu podparcia zapewnia uzyskanie optymalnego efektu podczas wykonywania założonej operacji. PolishStyl produkuje szczotki jedno- i dwurzędowe, o wysokości włosia od 20 do 110 mm i nacięciach płótna co 2, 4, 7, 20, 50 i 100 mm lub bez nacięć. Zakończenia pasków płótna mogą być proste, łukowe lub stożkowe.

Materiałem wykonującym operację szlifowania w szczotkach ściernych może być zarówno płótno ścierne, jak i włóknina ścierna. Włókno agawy podpierające płótno ścierne, jako materiał pochodzenia naturalnego, charakteryzuje się właściwościami antystatycznymi, dzięki czemu na powierzchni szlifowanego materiału nie powstają ładunki elektrostatyczne. Oczywiście stosowane włosie ma również doskonałe właściwości szlifująco-polerujące oraz czyszcząco-odpylające.

Podczas doboru parametrów bardzo ważna jest także szerokość listka szlifującego, która ma wpływ na agresywność szlifowania – szczególnie na krawędziach. Nacięcia płótna o szerokości od 20 mm wzwyż oraz skracanie włókna podpierającego powodują zwiększenie agresywności szlifowania. Ważnym elementem decydującym o parametrach szczotkowania z użyciem szczotek szlifierskich jest odpowiedni dobór prędkości obrotowej narzędzia. Generalnie przyjmuje się, że nie powinno się przekraczać prędkości rzędu 700-800 obr./min, a optymalna prędkość to około 500 obr./min.

Od ręcznych narzędzi po maszyny CNC

Najprostszymi maszynami, oferowanymi przez firmę PolishStyl, gdzie zastosowanie mają głowice z systemem wymiennych szczotek szlifujących, są pneumatyczne szlifierko-polerki jedno- i dwuręczne. Dodatkowo duża różnorodność mocowań narzędzi pozwala na wykorzystanie wielu maszyn z grupy elektronarzędzi typu polerki, wiertarki czy też satyniarki.

Często wykorzystywaną do szczotkowania elementów z drewna i tworzyw drzewnych jest zwykła frezarka dolnowrzecionowa lub maszyna z bocznym zamocowaniem narzędzia, na których wrzecionie mocuje się głowice walcowe z obsadzonymi szczotkami, pamiętając jednak o zalecanych prędkościach obrotowych dla danego procesu szlifowania.

Bardziej zaawansowane technologicznie szlifierko-szczotkarki posiadają agregaty szlifujące składające się z 2, 3 i więcej głowic szlifujących szczotkami, pracujących jako maszyny samodzielne lub stanowiące element, lub elementy w linii produkcyjnej.

Głowice stożkowe i tarczowe, poprzez zamontowanie na odpowiedniej średnicy trzpienia, znalazły zastosowanie w maszynach CNC. Zaletą tego rozwiązania jest optymalizacja procesu polegająca na wykonaniu szeregu operacji na danym elemencie za jednym jego zamocowaniem na stole obróbczym.

Trzy etapy strukturyzacji

Innym procesem technologicznym, gdzie zastosowanie znajdą szczotki ścierne, jest strukturyzacja drewna. Polega ona na wybraniu drewna wczesnego (w gatunkach iglastych) oraz powiększeniu naczyń (w drewnie liściastym) spośród przyrostów rocznych, co w efekcie końcowym prowadzi do otrzymania nierównomiernej struktury, którą można przyrównać do naturalnego wyglądu postarzania drewna. Postarzanie drewna jest procesem kilkuetapowym, a ilość etapów jest uzależniona od efektu, jaki chcemy uzyskać oraz od rodzaju materiału, jaki poddajemy obróbce.

Do strukturyzacji powierzchni PolishStyl produkuje szczotki, które wykonane są metodą nabijania we wcześniej wymodelowany korpus tworzywowy. W procesie strukturyzacji drewna stosuje się głowice z drutem stalowym lub tynexowe (tworzywo sztuczne z zatopionym ziarnem materiału ściernego, najczęściej korundem).

Przy postarzaniu twardych i miękkich gatunków drewna wymagane są przynajmniej dwa, a najlepiej trzy etapy strukturyzacji.

W pierwszym etapie, aby otworzyć naczynia i głęboko wybrać drewno miękkie, należy użyć głowic z drutem stalowym. Drut metalowy powinien być wykonany ze stali nierdzewnej lub stali mosiądzowanej celem eliminacji możliwości powstania plam na drewnie, powstających w wyniku utleniania się opiłków ze stali niezabezpieczonej (ważne w przypadku strukturyzacji drewna dębowego).

W kolejnym etapie stosujemy głowicę tynexową, której zadaniem jest usunąć postrzępione włókna z powierzchni drewna oraz wstępnie wygładzić ostre krawędzie porów powstałe w wyniku pracy szczotki drucianej.

W trzecim etapie stosuje się głowicę z wymiennymi szczotkami ściernymi, które odpowiednio dobrane gwarantują ostateczne wygładzenie powierzchni oraz przygotowanie do bejcowania lub lakierowania.

Parametry doboru głowicy

Podczas produkcji mamy możliwość wpływania na ostateczny efekt postarzania. Służą nam do tego celu parametry obróbki. Zwiększenie liczby obrotów głowicy z drutem stalowym, zmniejszenie posuwu materiału oraz zwiększenie docisku powodują głębsze wybranie drewna wczesnego, a co za tym idzie – zwiększenie efektu „starości”.

Prędkość obrotowa głowic do strukturyzacji powinna być dostosowana do wielkości narzędzia i oscylować w granicach 800-1200 obr./min. W procesie strukturyzacji ważne jest, aby drut nie zagłębiał się w powierzchnię obrabianą więcej jak 0,8 mm.

Odpowiedni dobór narzędzia, celem uzyskania zakładanego efektu, w przypadku szczotki z drutem sprowadza się do ustalenia parametrów związanych z grubością drutu, sposobem obsadzenia w głowicy (pojedynczo lub w postaci kilkunastu spiralnie skręconych ze sobą drutów), jak również materiału, z jakiego są wykonane. Jeśli pojedynczy drut lub zespół skręconych drutów jest grubszy, efekt strukturyzacji jest bardziej agresywny.

W przypadku szczotek z drutem tynexowym dobieramy grubość drutu oraz gramaturę ziarna ściernego zatopionego w pojedynczym drucie. I tu – podobnie jak w głowicy z drutem stalowym – im niższa gramatura ziaren ściernych oraz grubszy i sztywniejszy drut, tym powstała na powierzchni rysa/wybranie jest większe.

Ważnym elementem w przypadku doboru narzędzi do strukturyzacji jest element związany z obsadzeniem głowicy w maszynie. Z uwagi na dość duże opory skrawania powstające w trakcie procesu strukturyzacji, firma PolishStyl zaleca zastosowanie wałów napędowych o odpowiednich przekrojach średnicy umożliwiających bezpieczną i stabilną pracę. Parametr ten ma istotny wpływ na późniejszy efekt szczotkowania, żywotność samego narzędzia, jak również elementów maszyny.

W przypadku strukturyzacji powierzchni elementów drewnianych stosuje się podobne rozwiązania maszyn jak w przypadku szlifowania z użyciem szczotek szlifujących. Często w maszynach z kilkoma agregatami proces postarzania powierzchni zachodzi równocześnie z procesem szlifowania szczotkami. W procesie lekkiej strukturyzacji przeprowadzanej na niedużą skalę można wykorzystać szczotkarkę dwuręczną produkcji PolishStyl, wyposażoną w odpowiedni zestaw głowic czy też istniejących na rynku elektronarzędzi.  

~ tekst: Grzegorz Kulbat, technolog i specjalista ds. sprzedaży PolishStyl