Een uitgebreide analyse van het draadtrekken op metalen oppervlakken: werking, soorten, vergelijking van processen en veelgestelde vragen

1. De functie en het effect van het draadtrekken

De kern van het draadtrekproces ligt in het creëren van uiterst fijne oneffenheden op het metaaloppervlak door middel van mechanische wrijving, waardoor de volgende functies worden gerealiseerd:

• Krassen verwijderen:Wanneer er plaatselijk krassen op een metalen oppervlak voorkomen, wordt met een draadtrekmachine over het gehele oppervlak een uniforme krastextuur aangebracht (waardoor de wanddikte afneemt) om de oorspronkelijke krassen te verbergen. Dit is een van de meest voorkomende toepassingen. Hoewel de bewerking tot verharding leidt en de materiaaleigenschappen verandert, blijft reparatie door middel van draadtrekken een veelgebruikte methode, aangezien krassen tijdens de productie moeilijk volledig te vermijden zijn.
• Verfraaiing en decoratie:Door het draadtrekken worden niet alleen krassen van het oppervlak van de aluminiumplaat verwijderd, maar krijgt het metalen oppervlak ook een unieke decoratieve uitstraling. Met verschillende textuurontwerpen kunnen diverse visuele effecten worden gecreëerd, variërend van een industriële uitstraling tot verfijnde elegantie.

Technische tip:Bij het draadtrekken treedt verharding op, waardoor bepaalde mechanische eigenschappen van het materiaal veranderen. Daarom moet het draadtrekken met de nodige voorzichtigheid worden toegepast in gevallen waarin de oorspronkelijke eigenschappen van het materiaal behouden moeten blijven, of moet er een vervolgwarmtebehandeling worden uitgevoerd om de eigenschappen te herstellen.

II. De belangrijkste soorten draadtrekken

Door middel van draadtrekken kunnen, afhankelijk van de decoratieve behoeften, verschillende textuursoorten worden verkregen. De meest voorkomende zijn rechte strepen, willekeurige strepen, golvende strepen, spiraalstrepen en schroefdraadstrepen.

1. Rechtgeborsteld

Door middel van mechanische wrijving worden rechte strepen in het oppervlak van de aluminiumplaat aangebracht, wat zowel dient om krassen te verwijderen als om het oppervlak te verfraaien. Er worden twee soorten rechte strepen onderscheiden: doorlopende strepen en onderbroken strepen:

• Doorlopende draadpatroon:Wrijf met een schuursponsje of een roestvrijstalen borstel in een ononderbroken horizontale rechte lijn over het oppervlak van de aluminiumplaat (bijvoorbeeld door handmatig te schuren of door een staalborstel in een schaafmachine te klemmen en daarmee over de aluminiumplaat te schuren). Door de diameter van de staaldraden van de roestvrijstalen borstel te variëren, kunnen structuren met verschillende grofheden worden verkregen.
• Onderbroken draadpatroon:Dit wordt doorgaans vervaardigd met behulp van een polijstmachine of een structuurmachine. Het principe is gebaseerd op twee sets differentieelwielen die in dezelfde richting draaien: de bovenste set bestaat uit snel draaiende schuurrollen, de onderste set uit langzaam draaiende rubberen rollen. Aluminium- of aluminiumlegeringsplaten worden tussen deze twee sets rollen doorgevoerd, waardoor er fijne, onderbroken rechte strepen worden aangebracht.

2. Gekruiste draadtrek

Een onregelmatige, matte draadtextuur zonder duidelijke patronen, verkregen door de aluminiumplaat heen en weer en op en neer te bewegen onder een op hoge snelheid draaiende koperen borstel. Deze bewerking stelt hoge eisen aan de oppervlaktekwaliteit van aluminium- of aluminiumlegeringsplaten en is geschikt voor toepassingen waarbij een ingetogen, zachte textuur gewenst is.

3. Gegolfd en getrokken

Deze structuur wordt doorgaans vervaardigd met behulp van een polijstmachine of een structuurmachine, waarbij gebruik wordt gemaakt van de axiale beweging van de bovenste set slijprollen om het oppervlak van aluminium- of aluminiumlegeringsplaten te bewerken, waardoor een golvende structuur ontstaat. De golvende structuur heeft een vloeiend en dynamisch visueel effect en wordt vaak gebruikt voor producten met een sterk decoratief karakter.

4. Draaiing (optische draaiing)

Deze draadachtige structuur wordt verkregen door een cilindrische vilt- of nylonwiel op een boormachine te monteren en de oppervlakte van aluminium- of aluminiumlegeringsplaten roterend te polijsten met een mengsel van kerosine en polijstpasta. Deze techniek wordt vaak gebruikt voor de decoratieve afwerking van ronde bordjes en kleine decoratieve wijzerplaten en zorgt voor een uniek effect van concentrische cirkels.

5. Draadtrekken

Bevestig een kleine motor, voorzien van een rond viltstuk op de as, op het tafelblad onder een hoek van ongeveer 60 graden ten opzichte van de rand van de tafel. Maak daarnaast een slede met een vaste aluminium druklijst en plak op de slede een strook polyesterfolie met een rechte rand om de breedte van de draadpatroon te beperken. Door de rotatie van het vilt en de lineaire beweging van de slede worden er op het oppervlak van de aluminiumplaat draadpatronen met een uniforme breedte geschuurd.

3. Veelgestelde vragen over het draadtrekproces

V1: Moet het draadtrekken op een vlak oppervlak plaatsvinden?

Draadvormen is relatief eenvoudig op vlakke oppervlakken en kan ook worden toegepast op oppervlakken met een geringe kromming, maar bij een grote kromming is de bewerkingskwaliteit moeilijk te beheersen. Daarom wordt voor onderdelen met een grote kromming doorgaans aanbevolen om eerst draadvormen toe te passen en vervolgens te vervormen, of om draadvormige platen te gebruiken voor het stansen en vervormen.

Vraag 2: Eerst galvaniseren en daarna borstelen, of eerst borstelen en daarna galvaniseren?

Meestal wordt eerst geborsteld en daarna gegalvaniseerd; dit is goedkoper. In gevallen waarin het uiterlijk van groot belang is, wordt soms ook eerst gegalvaniseerd en daarna geborsteld, maar dan moet de galvaniselaag voldoende dik zijn en moet de borsteldiepte goed worden geregeld, waardoor de kosten aanzienlijk stijgen.

Vraag 3: Hoe wordt de geborstelde afwerking op roestvrij staal aangebracht?

Het borstelen van het oppervlak van roestvrij staal gebeurt eveneens door middel van bewerkingsmethoden zoals het gebruik van mechanische slijpschijven. Zo worden vacuümproducten van roestvrij staal doorgaans met schuurpapier van korrelgrootte 180 of 240 gematteerd.

Vraag 4: Welk proces moet eerst worden uitgevoerd: draadtrekken of stansen?

De kosten voor het draadtrekken na het stansen zijn erg hoog, waardoor deze methode alleen geschikt is voor kleine IT- en digitale producten met een hoge winstmarge. Voor grotere huishoudelijke apparaten (zoals afzuigkappen, desinfectiekasten, rijstkokers enz.) wordt, om een draadtrekeffect te verkrijgen, doorgaans gebruikgemaakt van reeds gedraadtrekte platen (zoals roestvrij staal SUS430) voor de stansbewerking. Roestvrij staal wordt niet veel gebruikt vanwege de hoge prijs: gewone roestvrijstalen platen kosten ongeveer 8.000 yuan per ton (in China geproduceerd), na het draadtrekken ongeveer 10.000 yuan per ton; gewone roestvrijstalen platen van het type SUS304, in China geproduceerd, kosten ongeveer 25.000 yuan per ton. Roestvrij staal ziet er hoogwaardig uit, maar het percentage afkeur bij de verwerking is hoog. Bij het verbinden kan meestal alleen worden geklonken of met TOX-lassen worden gewerkt, wat de procescontrole bemoeilijkt.

V5: Is het mogelijk om een geborstelde afwerking aan te brengen op aluminium spuitgietonderdelen?

Aluminium spuitgietonderdelen kunnen worden voorzien van een geborstelde afwerking, waarna er een beschermende laag (een laklaag ter voorkoming van oxidatie) op wordt gespoten. Daarnaast kan bij kunststofonderdelen de geborstelde structuur direct door middel van galvaniseren worden aangebracht, met een resultaat dat vrijwel niet te onderscheiden is van dat van aluminium.

V6: Is er een verband tussen het draadtrekken en het oxideren?

Het brosseren heeft niets te maken met de oppervlakteoxidatiebehandeling, maar het brosseren moet wel vóór de oxidatie plaatsvinden. Een oppervlak dat door natuurlijke oxidatie is ontstaan, moet als een kwaliteitsgebrek worden beschouwd, aangezien de oxidatielaag qua samenstelling en uiterlijk totaal verschilt van een speciaal aangebrachte oxidatielaag. Het kleuren is geen nabehandeling van de oxidatie, maar vindt gelijktijdig met de oxidatie plaats. Er zijn drie veelgebruikte methoden voor oxidatie- en kleurbehandeling:

• Gekleurde anodische oxidatielaag:De anodische oxidatielaag van aluminium krijgt zijn kleur door de adsorptie van kleurstoffen.
• Zelfkleurende anodisatielaag:Bij bepaalde aluminiumsoorten ontstaat onder invloed van elektrolyse in een geschikte elektrolyt (meestal op basis van organische zuren) spontaan een gekleurde anodische oxidatielaag uit de legering zelf.
• Elektrolytisch kleuren:De kleuring van de anodische oxidatielaag vindt plaats doordat metalen of metaaloxiden via de poriën van de oxidatielaag elektrolytisch worden afgezet.

Aanvullende opmerking:Naast het geborsteld maken wordt bij de oppervlaktebehandeling van aluminium ook vaak gebruikgemaakt van zandstralen, wat eveneens dient om krassen te verbergen en het uiterlijk te verfraaien.

IV. Vergelijking tussen draadtrekken en blinddrukken

Met het proces van warmdruk (elektrolytische aluminiumoverdracht) kan op het oppervlak van kunststofonderdelen een effect worden gecreëerd dat lijkt op geborsteld metaal. Beide technieken hebben hun eigen toepassingsgebieden en zijn niet zomaar door elkaar te vervangen. Hieronder volgt een overzicht van de belangrijkste verschillen:

vergelijkingsdimensie	draadtrekproces	Blinddruktechniek
Geschikte ondergronden	Metalen plaatwerkonderdelen (aluminium, roestvrij staal, enz.)	Papier, kunststof en textiel
Werkingsprincipe	Textuur ontstaan door mechanische wrijving	Thermische overdracht: het overbrengen van de foliedruk op het oppervlak van het basismateriaal
Kostenvergelijking	Iets goedkoper (als je alleen naar het productieproces zelf kijkt)	Iets hoger, maar de verschillen in de kosten van de ondergrond en de constructie zijn nog groter
typische toepassing	Panelen voor huishoudelijke apparaten, behuizingen voor digitale apparaten, naamplaatjes	Frontpanelen voor dvd-spelers, audiovisuele producten, decoratieve onderdelen
textuureffecten	Natuurlijke metaaltextuur, slijtvast	Met verschillende folies voor warmdruk kunnen diverse glansgraden en textuurfijnheden worden verkregen
Matrijzen en constructies	Directe bewerking van plaatmateriaal	Er moet rekening worden gehouden met de geschiktheid van kunststofonderdelen voor hotstamping

Het is belangrijk op te merken dat beide processen voor verschillende toepassingen geschikt zijn, waardoor een louter vergelijking van de kosten weinig zin heeft. Bij de daadwerkelijke keuze moet ook rekening worden gehouden met andere kostenverschillen die voortvloeien uit de matrijs, het constructieontwerp en materiaalwijzigingen — deze zijn vaak veel groter dan het kostenverschil tussen de processen zelf.

V. Technische aandachtspunten bij het hotstampen

Goudstempelen is een vorm van thermische overdracht. Bij het aanbrengen van een geborsteld effect op het oppervlak van kunststofonderdelen zijn de volgende drie factoren bepalend voor de kwaliteit van het stempelen:

1. Keuze van het materiaal voor de hotstampplaat

Voor de drukkop is roodkoper het meest geschikte materiaal, omdat roodkoper een goede warmteafvoer en warmtegeleiding heeft, tot de neutrale metalen behoort, niet te zacht en niet te hard is, gemakkelijk te bewerken is, een zekere elasticiteit bezit en zeer duurzaam is. In de praktijk kiezen veel fabrikanten voor drukplaten van aluminiumlegeringen om de kosten te drukken, maar aluminium is te zacht en heeft een korte levensduur. Bij grote producties moeten de drukplaten opnieuw worden gemaakt, en de kosten voor het vervaardigen van drukplaten zijn niet goedkoop; dit moet dus zorgvuldig worden afgewogen.

2. Procesvoorwaarden voor het hotstempelen

Het omvat hoofdzakelijk drie parameters:Druk bij het hotstempelenenHeetdruk-temperatuurZingend reagerenTijd voor het stempelen. Deze drie factoren moeten op elkaar worden afgestemd en geoptimaliseerd op basis van de eigenschappen van het basismateriaal en het foliedrukpapier.

3. De keuze van het foliedrukpapier

Dit is de belangrijkste factor. Het hotstampfolie moet worden afgestemd op de verschillende ondergronden; er is niet één soort hotstampfolie dat voor alle materialen geschikt is. Dit heeft rechtstreeks invloed op de hechtkracht tijdens het hotstampen. Bij de keuze moet het juiste type folie worden geselecteerd op basis van de eigenschappen van het substraat (zoals het soort kunststof, de oppervlakte-energie, enz.).

Uitgebreide toepassingen:Magische spiegelende decoratieve elementen (die op grote schaal worden toegepast in audiovisuele producten) worden vervaardigd door het op PMMA-platen hechten van een reflecterende folie (er wordt soms ook gebruikgemaakt van een galvanisatieproces). De geborstelde afwerking van kunststofonderdelen wordt doorgaans gerealiseerd door middel van hotstamping, waarbij onder hoge temperatuur en hoge druk de stof van de hotstampfolie op het kunststofoppervlak wordt overgebracht.

slotopmerkingen

Het draadtrekproces is een klassieke techniek voor de oppervlaktebehandeling van metaal en wordt dankzij zijn dubbele functie – het herstellen van gebreken en het verfraaien van het uiterlijk – op grote schaal toegepast in sectoren als huishoudelijke apparaten, digitale producten en decoratieve panelen. Van rechte tot willekeurige patronen, van golvende tot spiraalvormige patronen: de verschillende textuurtypes bieden een ruime keuze voor productontwerpen. Tegelijkertijd speelt het hotstamping-proces, als alternatief voor het bereiken van een geborsteld effect op kunststofonderdelen, ook een belangrijke rol in specifieke sectoren.

In de praktijk moeten bij de keuze tussen draadtrekken of blinddrukken, het type textuur en de volgorde van de bewerkingen, alle factoren zoals de productpositionering, het kostenbudget, de omvang van de productiepartij en de materiaaleigenschappen in onderlinge samenhang worden afgewogen, in plaats van louter afzonderlijke procesparameters met elkaar te vergelijken.