Essentiële Inzichten in het Lapperproces voor Precisie-oppervlakteafwerking

Wat is lapperen?

Lapperen is een populaire operatie vandaag gebruikt voor diverse oppervlakteafwerkingsoperaties, met losse slijpoeders als slijpmiddelen. Het wordt normaal uitgevoerd bij lage snelheden. Dit mechanische proces wordt uitgevoerd op producten die zeer strakke toleranties van vlakheid, parallelisme, dikte of afwerking vereisen.

Toepassingen van lapperprocessen omvatten snijgereedschappen, printapparatuur, transmissieapparatuur, stampen en smeden, etc. Vandaag leer je de definitie, toepassing, functie, diagrammen, operaties, werkingsprincipe, typen, voordelen en nadelen van het lapperproces. Je leert ook over lappermachines en hun processen kennen.

Wat is lapperen?

De term lapperen is een proces waarbij materiaal precies van een werkstuk (of monster) wordt verwijderd zodat een gewenste afmeting of vorm kan worden verkregen. Het lapperproces is uitgevoerd op veel toepassingen en verschillende materialen zoals metalen, glazen, halfgeleiders, optica, keramiek, geologische monsters, edelstenen, mineralen, etc.

Lapperen kan ook gezien worden als een afwerkproces uitgevoerd met losse slijtage. Het proces kan uitgevoerd worden na de slijpoperatie om een uiterst nauwkeurig afwerkoppervlak te creëren. Hoewel het proces vergelijkbaar is met slijpen en honen, alleen dat losse slijpdeeltjes gebruikt worden om het materiaal te verwijderen in plaats van gebonden materiaal zoals slijphiel.

Lapperprocessen verwijderen meestal 0,03 – 0,003 mm van het werkstuk. Lapperen (en polijsten) technieken bieden grote voordelen door de precisie en controle waarmee materiaal kan worden verwijderd.

Lappermachines

Lappermachines zijn speciale typen precisie-afwerkingsmachines die slijpslurry deeltjes gebruiken gemengd met olie of water. De slurry is een vloeibaar slijpgereedschap, het vormt een slijfilm tussen de onderliggende lapperplaat en het te lapperen deel.

Lappermachines hebben de capaciteit om platte oppervlakken te creëren, normaal tot 0,001mm, met oppervlakteafwerkingen beter dan Ra. 01. In het proces wordt het werkstuk geleidelijk verwijderd door de rollende en glijdende actie van de slijkorrels tussen het lapperwiel en het werkstuk. Het verwijderde materiaal en de slurry lopen dan van de tafel af.

Enkelzijdige en dubbelzijdige machines zijn de twee typen vlakke lapper- en polijstsystemen. De enkelzijdige betekent letterlijk dat slechts één kant van een werkstuk tegelijk verwerkt kan worden. Meerdere kanten van een werkstuk kunnen ook verwerkt worden maar één na de ander, slechts één tegelijk.

De dubbelzijdige betekent dat twee kanten tegelijk verwerkt kunnen worden. Meerdere kanten van het werkstuk kunnen ook verwerkt worden maar slechts twee tegelijk.

Toepassingen van lapperen

De toepassingen van lapperen in industrieën omvatten luchtvaart, automotive, elektronica, etc. Hieronder staan de verschillende toepassingen van lapperen.

• Gebruikt in hydraulica en pneumatica: gietwerk, klepplaten, afdichtingen, cilinderlichamen, glijplaten.
• Pompproductie: schaufels, wieltels, afdichtingsvlakken, roterende kleppen, etc.
• Koppelingplaten, tandwielen, afstandsringen en afstelschijven in transmissieapparatuur.
• In stampen en smeden wordt lapperen uitgevoerd op bussen, afstandsringen, platen, typehamers, etc.
• Snijgereedschappen: punten, splijtermesen.
• Printapparatuur: gebruikt in het maken van printplaten, ofwel nieuwe of gereconditioneerde.
• Inspectieapparatuur: testblokken, micrometer anviilen, oppervlakteplaten, optische vlakken.
• Ten slotte luchtvaartcomponenten: gyrocomponenten, afdichtingen, vergrendelingsplaten.

De toepassing van lapperprocessen is zo wijd omdat bijna alle soorten materialen bewerkt kunnen worden. Deze materialen omvatten keramiek, glas, hout, etc. zelfs broos materiaal kan bewerkt worden.

De functie van dit lapperproces is om een uiterst hoge nauwkeurigheid van vorm en afmetingen en een goede oppervlaktekwaliteit te verkrijgen.

Diagram van lapperprocessen:

Operaties uitgevoerd met lappermachines

Hieronder staat de speciale operatie uitgevoerd op lappermachines:

• Wijziging van oppervlakteafwerking, meestal verbeterd in oppervlakte en sub-oppervlakte kwalitatieve waarden (gladder).
• De vlakheid (geometrie) van een oppervlak kan plat of sferisch in contour worden met een lappermachine.
• Materiaalverwijdering.
• Een passieve vorm van slijpen (lage druk, lage snelheid, lage verwijderingssnelheid)
• Lapperen wordt gebruikt op platte oppervlakken, niet op sferische vormen of contouren.
• Een specifieke hoeveelheid beweging is vereist aan de kant van het gereedschap (lapplaat), het werkstuk, of beide.

• Lappermachines zijn specifiek gemaakt voor hoge-tolerantie materialen.
• Materiaalpolijsten

Werkingsprincipe

De werking van lapperen is minder complex en kan gemakkelijk begrepen worden. Een lappermachine bestaat uit 5 hoofdcomponenten die een roterende tafel (bekend als lapperplaat), verschillende conditioneringsringen, het topgewicht, de slurry (gereedschap), en de machine zelf omvatten.

De bediening, motor, koelmiddel, filter en andere subsidiaire componenten voor de juiste werking van het mechanisme zijn in de machine gehuisvest. De lapperplaat wordt aangedreven (roteert) door een motor en de conditioneringsringen draaien automatisch mee als de plaat draait. Deze plaat is meestal gemaakt van hoogwaardig zacht gietijzer, hoewel koper en andere zachte metalen gebruikt kunnen worden.

De functie van de conditioneringsringen is om het werkstuk vast te houden. De ringen helpen om de slijtage gelijkmatig over de lapperplaat te verdelen, wat de levensduur verhoogt. Speciale ringen kunnen voor sommige specifieke operaties worden gemonteerd zoals cylindrisch, met name lange stukken.

Een bovenplaat wordt gebruikt om het werkstuk naar beneden te drukken zodat de slijtage kan plaatsvinden. Het kan eenvoudige deksels of mechanisch bediende zuigerachtige deksels zijn. De slurry wordt gemaakt van diverse slijpmaterialen zoals diamant of koolstof met een vloeibare basis olie of water. Het wordt tussen de lapperplaat en bovenplaat gevoerd, wat gelijkmatig verdeeld wordt over het oppervlak door de rotatie van de plaat. De minuscule slijpdeeltjes geschorst in de vloeistof slepen en kantelen over het oppervlak van de vastgehouden stukken. Het slijpt weg eventuele micro-onregelmatigheden in het oppervlak van het deel.

Bekijk de onderstaande video om meer te leren over het lapperproces:

Typen lapperen

De verschillende typen lapperen kunnen bepaald worden door de wrijvingsactie, die handmatig of door gebruik van een machine gedaan kan worden. Hieronder staan de verschillende typen lapperen:

Handmatig lapperen:

Handmatig lapperen is wanneer de operatie handmatig wordt uitgevoerd, dat wil zeggen, het werkstuk wordt over de lapperplaat gewreven met de hand. In dit proces wordt de plaat eerst gecoat met een slijpmateriaal wat een vorm van pasta is. Na dit wordt het werkstuk dan over de plaat gewreven door handmatig weinig druk toe te passen.

Machinaal lapperen:

Het machinaal lapperen omvat een roterende lapperplaat en conditioneringsringen net zoals uitgelegd in de sectie over het werkingsprincipe. De ringen worden gebruikt om het werkstuk vast te houden en het roteert en wrijft het werkstuk tegen de lapperplaat. Deze typen lapperprocessen worden gebruikt voor het afwerken van grote hoeveelheden gelijke onderdelen.

Voordelen en nadelen van lapperen

Voordelen:

Hieronder staan de voordelen van lapperen in hun verschillende toepassingen:

• Hoge nauwkeurigheid van afmetingen.
• Verfijning van oppervlakteafwerking.
• Een onvolmaakte vorm kan gecorrigeerd worden.
• Produceren van nauwe pasvorm tussen passende oppervlakken.
• Extreme nauwkeurigheid in vlakheid en parallelisme wordt verkregen wanneer beide kanten van een plat werkstuk tegelijk gelappert worden.
• Verlichting van inherent spanningen kan bereikt worden.
• Minder warmte wordt gegenereerd vergeleken met de meeste andere afwerkingsprocessen.
• Vasthoudende apparaten zijn niet vereist. Dat wil zeggen, werkstukvervorming treedt niet op.

Nadelen:

Ondanks de goede voordelen van lapperen, treden nog steeds beperkingen op. Hieronder staan de nadelen van lapperen in hun verschillende toepassingen.

• Het proces is duur.
• Het is een langzaam proces.
• Vereist half-geschoolde operator.
• Initiële machinekosten zijn hoog.
• Het proces wordt uitgevoerd op slechts een plat oppervlak.
• Onderhoudskosten zijn ook hoog.
• Vanwege de lage productiesnelheid, kunnen operatiekosten duur zijn.

Conclusie

Het lapperproces is een heel belangrijk afwerkproces in de industriële wereld vandaag. Het proces kan 0,03 – 0,003 mm van het werkstuk verwijderen. Lapperen (en polijsten) technieken bieden grote voordelen door de precisie en controle waarmee materiaal kan worden verwijderd. Dat is alles voor dit artikel waar ik de definitie, toepassingen, operaties, werking en typen van lapperproces uitgelegd heb. De voordelen en nadelen zijn ook uitgelegd.

Ik hoop dat je de lezing genoten hebt. Deel dit gerust met andere studenten. Dank je voor het lezen. Tot de volgende keer!