Schuren is en blijft een vak

Techniek compenseert voor verdwijnen vakspecialisten

Het wrijven van een ruw medium langs een object om dit om functionele of esthetische redenen gladder te maken, dan wel te ruwen. Eenvoudiger kan het toch niet worden, zou u denken, maar schijn bedriegt. Een efficiënt schuurproces vergt vakmanschap en juist die vakkennis wordt schaarser. Dit maakt het noodzakelijk de schuurtechnieken, -materialen en -apparatuur te innoveren, zodat dit gemis kan worden gecompenseerd.

In de metaalindustrie wordt er om uiteenlopende redenen geschuurd. Omdat de afwerkingseisen steeds strenger worden, zijn fabrikanten voortdurend op zoek naar manieren om de drie pijlers onder het schuurproces − materialen, technieken en apparatuur – verder te verbeteren.

Materialen

Coated abrasives kenmerken zich door het feit dat het dragermateriaal bestaat uit linnen, polyester, fiber, film, papier of gaas. In de metaalsector verdienen linnen dragers de voorkeur, vanwege de duurzaamheid en omdat hun flexibiliteit het schuren van vormen eenvoudiger maakt. Ze zijn er in de categorieën JF (soepel) tot Z (zeer hard).

Surface conditioning-materialen zijn samendrukbare of 3D-schuurmaterialen met een polyester drager. De schuurkorrels zijn geïmpregneerd in een samendrukbaar web dat 'compenseert' voor (te) agressieve schuurbewegingen: de korrels worden in dat geval niet in het materiaal gedrukt, maar in het onderliggende webmateriaal. Bijkomend voordeel is dat er minder warmteontwikkeling plaatsvindt dan bij coated abrasives, waardoor de kans op vervorming of verkleuring vermindert.

Unitized schuurmaterialen kenmerken zich door het feit dat het 3D-web is samengeperst tot platen met een gecontroleerde densiteit. Dit heeft als voordeel dat de schuurkorrels tijdens het slijtproces van het schuurmateriaal afvallen, waardoor steeds nieuwe, scherpe korrels 'actief' worden. Dit maakt een uniforme finish mogelijk, waarbij zowel de krasdiepte als de warmteontwikkeling controleerbaar zijn. In tegenstelling tot de traditionele schuurmaterialen kan dit materiaal in elke richting worden gebruikt.

Voorts zijn er materialen met een elektrostatisch, open-coated oppervlak, waarbij de korrels strategisch zijn gerangschikt in de richting van het werkstuk. De korrels schuren snel en diep in het metaal en slijten gelijkmatig(er) waardoor de warmteontwikkeling beperkt blijft. Een dergelijk oppervlak voert bovendien stof af en voorkomt mede daardoor het 'vollopen' van de tussenruimten.

Tijdens het schuurproces wordt het schuurstof positief geladen terwijl de machine in werking is. De schuurband en het werkstuk krijgen een negatieve lading, waardoor het schuurstof daaraan vastkleeft. Schuurpapier gemaakt volgens een antistatisch productieprocedé voorkomt dat het schuurstof een elektrische lading krijgt. Bovendien is de afwerkingsgraad beter vanwege het hogere snijvermogen van de schuurkorrel.

Schuuractieve toevoegingen
De functie van dit type toevoegingen is drieledig: verbetering van de abrasieve eigenschappen, voorkomen dat het schuuroppervlak 'volloopt' en tegengaan van warmteontwikkeling.
Het meest in gebruik zijn:
- een coating van zinkstearaat; deze wordt aangebracht bovenop de toplijmlaag
- chemische coatings − meestal op basis van kalium of natrium – met een warmtedempend effect dat bovendien vervuiling tegengaat. Ze worden toegevoegd aan de toplijmbinding, dan wel na de toplijmbinding aangebracht als derde coating.
Dergelijke toevoegingen worden veelal toegepast bij het schuren van moeilijk verspaanbare materialen als rvs en aluminium.

Vormgeving

De vormgeving van het schuurmateriaal is mede bepalend voor de effectiviteit van het schuurproces. Vandaar de variaties.

Schuurbanden zijn bedoeld om materiaal weg te nemen van grote(re) oppervlakken. Ze worden voornamelijk gebruikt bij het verspanen en zijn in diverse lengten leverbaar, waarbij het werkbereik varieert van 3 mm tot 4 m.

Schuurschijven zijn geschikt voor materialen die een hoogwaardige oppervlaktebehandeling en weinig of geen nabewerking vragen.

Voorbeelden hiervan zijn:

• de afbraamschijf die in verhouding meer materiaal kan wegslijpen en dus sneller werkt. De grove structuur die ontstaat, vergt echter nog wel enige nabewerking;
• de fiberschijf − altijd te gebruiken op een haakse slijpmachine met een steunschijf − is geschikt voor ontbramen, het glad afwerken van lassen en het verwijderen van walshuid;
• de lamellenschijf, een schuurschijf met lamelvormige reepjes schuurlinnen. In tegenstelling tot een schuurschijf kan een lamellenschijf in één richting schuren en recht op het materiaal werken.

Schuurwielen bestaan uit lamellen die rond een kern zijn verlijmd en die zijn voorzien van een asgat of een opnamestift. Ze lenen zich onder meer voor werkstukken met een afwijkende geometrie.

Slijpstenen worden gebruikt voor onder meer het scherpen van gereedschap of het afslijpen van materiaal. Doordat er tijdens het schuurproces betrekkelijk weinig controle is, is het nagenoeg ondoenlijk om hiermee de gewenste afwerkingsgraad te bereiken.

Apparatuur

De keuze voor een bepaalde machine is sterk afhankelijk van de toepassing, maar essentieel in alle gevallen is dat de snelheid regelbaar is in functie van het schuurmateriaal, de diameter en het werkstuk.

Handbediende machines

Dit type machines wordt gebruikt daar waar mobiliteit een vereiste is:

• pneumatische handtools leveren een constant vermogen, zijn krachtig en vergen nauwelijks onderhoud. Wel dient er voldoende perslucht en smering aanwezig te zijn;
• elektrische handtools hebben voldoende aan een stopcontact, en nu ze steeds vaker zijn uitgerust met een accu zijn ze nog flexibeler geworden. Een nadeel is dat er nauwelijks valt te vermijden dat er schuurstof in de motor terechtkomt.

De volgende handtools zijn zowel in een pneumatische als een elektrische variant leverbaar:

• de bandvijl, een schuurmachine waarbij de schuurband wordt aangedreven. Deze is verkrijgbaar in verschillende breedtes, afhankelijk van de toepassing;
• de bandschuurmachine, uitgerust met een ovale schuurband die zich als een rups over het oppervlak beweegt. Als snelheid van belang is, verdient een schuurband de voorkeur boven een schuurschijf;
• de buizenpolijstmachine maakt gebruik van (meerdere) schuurbanden in een constructie die zich om de buis plooit;
• de haakse slijper of slijptol, waarbij de slijp- of schuurschijf haaks staat op het motorgedeelte waardoor een groot oppervlak kan worden bestreken;
• de rechte slijper, waarbij de (vaak kleinere) schuurborstel of -kop recht op de motor is geplaatst. Deze wordt voornamelijk ingezet bij gedetailleerd schuurwerk;
• de satineermachine, waarmee oppervlakken kunnen worden gesatineerd met behulp van schuurborstels. De aandrijving is vergelijkbaar met die van een haakse slijper. De borstel wordt in dit geval echter loodrecht op het oppervlak geplaatst.

Statische machines

Statische schuurmachines zijn grote(re) door perslucht aangedreven machines, waarin het te schuren materiaal moet worden ingevoerd. De schuurmiddelen zijn in principe gelijk aan die van handbediende machines.

Het feit dat een robot nooit moe of ziek wordt en een constante kwaliteit levert, verklaart de opkomst van de robotschuurmachine. Dit is een combinatie van een multifunctionele, computergestuurde robotarm, een slimme schuurkop en een toegankelijk besturingsprogramma.

Werkcondities
Doordat schuren stof veroorzaakt, is afzuiging een vereiste. Een statische machine vergt een hogere afzuigcapaciteit en een geringere onderdruk, terwijl dit bij handgereedschap juist andersom is vanwege de kleine afzuigaansluiting en de geringe dikte van de verbindingsslang.
Is bronafzuiging technisch niet haalbaar, dan dienen de werkzaamheden te worden uitgevoerd in een cabine met afzuiging via een afzuigwand waarin een luchtstroom wordt gecreëerd die zich van de operator af beweegt.

Technieken

Excentrisch of orbitaal schuren is de minst agressieve schuurbeweging. Patroonvorming en/of residuele krassen blijven achterwege; wel ontstaan er willekeurige schuursporen. De combinatie van een excentrische beweging ‒ een 'willekeurige acht' ‒ en het gebruik van schuurmateriaal met een hoge P-waarde – een maat voor de hoeveelheid korrels per cm² − geeft een hoogglanseffect.

Lineair schuren en roterend schuren worden gebruikt voor voorbereidend schuurwerk en voor slijpen en afbramen. Dankzij het repetitieve karakter zijn de schuurkorrels steeds op dezelfde zones actief. Door warmteontwikkeling vindt patroonvorming plaats (schuursporen). De mate waarin is afhankelijk van de korrel, de uitgeoefende druk en het machinevermogen.

Planetair schuren vergt krachtige machines. Doordat de druk in de machine wordt overgebracht via een planetair tandwielstelsel ziet het schuurpatroon eruit als een afgeronde veelhoek. Deze techniek is met name geschikt voor het bijwerken en herstellen van caviteiten. De wijze van krachtoverbrenging zorgt er namelijk voor dat de hoeveelheid weggenomen grondmateriaal beperkt blijft.

Nieuwe uitdaging

Nu de metaalindustrie het dankzij de techniek inmiddels grotendeels kan stellen zonder de expertise van de doorgewinterde operator, zien fabrikanten zich alweer voor een nieuw probleem gesteld: het ontwikkelen van schuurequipment dat raad weet met de afwerking van bijzondere materialen, bijvoorbeeld afkomstig uit 3D-printers.

Deze worden weliswaar steeds beter, maar onder meer door onnauwkeurigheden tijdens het printproces komt het object in sommige gevallen nog vrij ruw uit de printer, wat nabewerking noodzakelijk maakt. Een mooie, 'nieuwe' uitdaging.

Met medewerking van Abetech-Abrasifs, Cibo Schuurtechnieken, Klingspor, Tyrolit