Pokrytí nosného média brusiv na podložce brusným zrnem

V informačních materiálech o brusivech na podložce můžete narazit na pojmy „open coating“ a „closed coating“. Tyto pojmy hovoří o hustotě osazení nosného média brusným zrnem. Je určena mírou pokrytí nosného média částicemi brusných zrn, jinými slovy tím, jak velké jsou mezery mezi jednotlivými zrny. Dnes se podíváme na brusiva na podložce a jejich brusné vlastnosti z tohoto pohledu.

Brusiva na podložce se běžně vyrábějí ve třech úrovních pokrytí nosného média brusným zrnem (obr. 1).

• closed coating – téměř celý povrch nosného média je pokryt brusnými zrny (výrobci uvádějí rozmezí 90-100%)
• open coating – povrch nosného média je pokryt brusnými zrny přibližně na 50% (výrobci uvádějí rozmezí 30-60%)
• semi-open coating – povrch nosného média je pokryt brusnými zrny přibližně na 75% (výrobci uvádějí rozmezí 50-75%). Je kompromisem mezi výše zmíněnými dvěma hlavními přístupy a kombinuje jejich výhody (resp. nevýhody)

Obr. 1. Hustota osazení podložky brusným zrnem

Pozn.: na ilustračním obrázku jsou brusiva v různých barevných provedeních. Barvou povrchové vrstvy není určena hustota pokrytí brusiva brusnými zrny, ale podle nepsaných pravidel typ použitého brusiva. Zaužívané použití barev povrchové vrstvy je následující (ne každý výrobce jej musí dodržovat):

• korund – hnědá
• zirkonium - modrá
• keramické brusivo – červená
• karbid křemíku – zelená nebo černá

Jaký vliv má hustota pokrytí nosného média brusnými zrny na brusné vlastnosti finálního nástroje?

Pokud nejsou zvláštní důvody pro použití jiného typu nástroje, vždy se doporučuje používat nástroj s plným pokrytím. Logika říká, že čím je brusiva na podložce více, tím je broušení efektivnější a je tomu skutečně tak. A nejenom to – zároveň použití nástroje s vyšším pokrytím vede k dokonalejšímu povrchu obráběného materiálu.

Proč se tedy vůbec vyrábějí abrazivní nástroje s nižším pokrytím?

Obr. 2. Detail zalepeného nástroje

Jsou k tomu dobré důvody. Problémem je zejména opracovávání měkkých materiálů, tedy měkkého dřeva (borovice, smrk, jedle,...), případně měkkých - neželezných kovů (hliník, měď, bronz, hořčík,...). Největší výzvou je broušení materiálů, které jsou měkké a lepivé a působením tepla vznikajícího při broušení se zároveň částečně rozpouští – příkladem je silná vrstva laku na dřevě. Kdo takový materiál někdy brousil, ví, jaká je to nevděčná práce.

Když budeme tyto materiály brousit nástrojem s plným pokrytím, zbytky po broušení vyplní po chvíli malé mezery mezi jednotlivými brusnými zrny až po úroveň špičky zrn. Působením tlaku na obráběný materiál se dále vtlačují do těchto úzkých mezer a pevně se v nich usadí. V některých případech je tento nános tak vysoký, že je až nad úrovní špičky brusných zrn (obr. 2).

Tehdy už nástroj vůbec nebrousí, což vede ke zvyšování tlaku na materiál, následně v důsledku tření ke zvyšování jeho teploty. K zalepení brusného nástroje dojde mnohem dříve, než nastane opotřebení jeho brusných zrn.

Toto není cesta. Vysoká hustota pokrytí nosného média brusivem není vždy přínosem. Správnou možností je v takových případech použít brusivo typu open-coating, s většími mezerami mezi brusnými zrny. Více volného prostoru mezi zrny umožňuje lepší proudění vzduchu, čímž se brusný materiál během práce ochlazuje. Kromě toho – větší mezery mezi částicemi brusných zrn umožňují snadnější vypadávání zbytků po broušení, čímž se snižuje pravděpodobnost jejich uvíznutí mezi zrnky.

Je však třeba říci, že použití open-coating brusiv není všelékem pro broušení problematických podkladů. Ucpání mezer mezi brusnými zrny na povrchu nástroje se zcela zabránit nedá a zvláště při broušení měkkých materiálů je jen otázkou času, kdy nastane. Výrazně se však prodlužuje doba, po kterou je s nástrojem možné efektivně brousit a i jeho následné „oživení“ je v případě open-coating jednodušší a rychlejší.

Co dělat, když se povrch brusného nástroje přece jen ucpe zbytky po broušení? Naštěstí existuje několik způsobů, jak vrátit nástroji jeho brusnou schopnost, na internetu najdete řadu postupů, jak toho docílit.

Renovace má význam především u brusných nástrojů vyšší cenové hladiny, jako jsou např. nekonečné brusné pásy s plochou v desítkách až stovkách dm2. Někdy je možné tyto pásy renovovat i 10-krát, než se opotřebují. U levnějších nástrojů, jako jsou lamelové kotouče, je význam použití těchto technik sporný, ale pro někoho může mít smysl.

Mezi nejúčinnější a nejrychlejší patří mechanické odstranění nalepených zbytků po broušení.

Při mírném znečištění, zejména po broušení tvrdých, nelepivých materiálů, někdy stačí nástroj oklepat o hranu stolu, případně prohýbat, pokud jde o volný arch.

Velmi účinným pomocníkem je čistící guma na abrazivní brusné pásy (obr. 3). Rychle odstraní téměř celý nános zbytků po broušení z abrazivního pásu. Pokud je to nutné, malé zbytky lze snadno odstranit jemným drátěným kartáčem.

Odstraňování nánosů zbytků po broušení je snadné nejen z nekonečných pásů, ale také z rotujících nástrojů, jako je například fíbrový kotouč. U lamelových kotoučů to není tak jednoduché, protože se lamely překrývají a čistící nástroj nemá naprosto dokonalý kontakt s jejich povrchem. Čistící gumu zanedlouho naleznete i v našem programu, a to v několika provedeních.

Obr. 3. Čistící guma na abrazivní brusné pásy

Dalším způsobem je použití organických rozpouštědel, která si poradí i tam, kde pryžová tyč selže. Jedná se hlavně o znečištění pryskyřicemi, lepidly a tlustou vrstvou laku. Proces spočívá v tom, že se brusivo ponoří do rozpouštědla, které se nechá působit 12-24 hodin. Po vytažení je celý nános pryč a po vysušení lze nástroj znovu použít. I tato metoda má svá omezení, např. není možné pomocí ní oživovat brusiva na papírovém nosném médiu (a obecně na žádném, které není povrchově upraveno pro mokré broušení). Vzhledem k časové náročnosti je vhodná zejména pro brusné nástroje vyšších cenových kategorií.

Někteří uživatelé mají dobré zkušenosti s ofouknutím zbytků po broušení z nástroje vysokotlakou tryskou, jiní dokonce s použitím vodních vysokotlakých čističů (wapky).

Obr. 4. ABRANET Max

Zajímavým produktem pro práci s měkkými materiály je náš lamelový kotouč HERMAN LY-20 Special, který je určen především k opracování hliníku a jiných neželezných kovů. Není vyroben z běžného abrazivního pásu, ale ze speciálního materiálu ABRANET Max (obr. 4). Tento byl vyvinut pro opracování měkkého dřeva, ale díky svým vlastnostem se dobře hodí také pro broušení neželezných kovů. Nosným médiem je v tomto případě síťovina z polyamidu. Díky síťové struktuře jej vlastně také můžeme považovat za brusivo typu open-coating a dobře odolává ucpávání zbytky při broušení. Při broušení tímto materiálem nedochází k nadměrnému zahřívání obrobku. Doporučuje se broušení menším tlakem. Jako brusivo je použit syntetický korund. Je-li k dispozici odpovídající elektrické nářadí, je vhodný i pro mokré broušení.

Závěr

Pochopení problematiky a výběr nástroje s vhodným pokrytím pro konkrétní aplikaci Vám může nejen zpříjemnit a usnadnit práci, ale také prodloužit životnost Vašich brusných nástrojů. Výběr mezi těmito třemi typy závisí na specifických požadavcích na daný úkol, materiál a požadovaný výsledek broušení.

Klíčová slova: nosné médium, abrazivní zrno, brusiva na podložce, broušení, brusné nástroje, lamelové kotouče, closed coating, open coating, semi-open coating, hustota osazení nosného média

Zdroje:
Interní technické a školicí materiály společnosti HERMAN
https://www.mirka.com/sg/ABRANET-MAX-AB0/

Ing. Anton Tokár

Vystudoval jsem softwarové inženýrství a programování jsem se aktivně věnoval více než 25 let. V současné době je mou hlavní pracovní náplní ve společnosti Herman koordinace týmu, který vyvíjí naše webové stránky a řešení pro elektronické obchodování. Kromě toho mám několikaleté zkušenosti jako technolog v oddělení výroby abrazivních nástrojů. Svůj volný čas dělím mezi své koníčky, kterými jsou především umění, jízda na motorce, hra na saxofon, plavání a cestování.