Werkstück abdrehen - Diffraktionsmuster

[aaron]

Ich habe den Effekt ein paar seltene Male beobachtet und würde ihn gerne für gewisse Dinge "kultivieren":

Dreht man ein Werkstück aus stark reflektivem Material (Alu, Edelstahl, Kupfer..) mit einem hinreichend scharfen Messer ab, so wird die Oberfläche dermaßen fein strukturiert, dass sich ähnlich optischer Datenträger Diffraktionsmuster ("Regenbogenfarben") ergeben.

Am besten reproduzierbar war dieser Effekt auf meiner alten Kollektordrehbank mit Diamant-Drehmeißel.

An zwei industriell gefertigten Teilen ist mir die diffraktive Oberfläche ebenfalls begegnet.

Gibt es hier kundige Leute, welche diesen Effekt bestätigen und ggf. reproduzierbar auf eine Oberfläche unter minimalstem Materialabtrag aufbringen können?
Gibt es andere Möglichkeiten, diesen Effekt "grobmechanisch" außer unter Einsatz einer Drehbank zu erreichen? (ich denke prinzipbedingt nicht, aber fragen kost' ja nix )
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[Alumaster]

Hallo Aaron,

da Drehen mein Beruf ist, sowohl konventionell als auch CNC, ist mir dieser Effekt schon oft untergekommen. Er entsteht durch Schwingungen die beim Drehen im Werkstück oder aber auch durch defekte Lager in der Spindel oder der Reitstockspitze entstehen können.
Den Effekt zu reproduzieren ist auf einer "gesunden" Drehmaschine fast unmöglich. Man könnte dieses Oberflächenmuster auch eventuell durch ein Schleifband herstellen. Wie groß sind denn die Teile die Du so verschönern möchtest?

Gruß Tom
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[aaron]

Sehr gut, dass du mal die Entstehungsgeschichte dieses Effekts beschreiben konntest.
D.h. das ist leider eine "Sonderfunktion" nicht gut gewarteter Drehbänke und/oder spezieller Werkstückgeometrien?

Das Teil hat einen Durchmesser von ca. 10mm, leicht konisch geformt, und besteht aus Edelstahl. Länge etwa 100mm.
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[Alumaster]

Ja, "Sonderfunktion" ist der richtige Ausdruck dafür. Schmunzel.

Gerade bei sehr dünnen und langen Werkstücken können die Vibrationen verstärkt auftreten weil das Material dem Schnittdruck nicht mehr standhalten kann und sich während der Bearbeitung durch- oder verbiegt, im ungünstigsten Fall abreißt. Ein Bolzen hatte mal so stark vibriert das man ihn nach dem drehen als Holzraspel hätte nutzen können.
Versuch doch mal das Teil in eine Bohrmaschine oder Akkuschrauber einzuspannen, mit etwa 200-300 U/min laufen lassen und dann mit 240er Schmirgelpapier mit gleichmäßiger Geschwindigkeit über das Teil schmirgeln.

Mit ein bischen Übung müsste das funktionieren. Ich mache das zu Hause auch so, da ich privat keine Drehmaschine hab. Wozu auch, bin ja fast jeden Tag an der Quelle

Frohes neues Jahr!
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[aaron]

Mit Schleifpapier konnte ich den Effekt noch nie erzielen.
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[Alumaster]

Dann scheinst Du eine Oberfläche zu meinen die einem ganz ganz gaaaaanz feinem Gewinde ähnelt!? Seh ich das richtig?
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[aaron]

Ja, so könnte man das auch beschreiben. Die Lichtreflexe an der Oberfläche sehen neben den Diffraktionseffekten unter starker Vergrößerung leicht "brüchig" aus. Die Oberfläche ist, mit dem Fingernagel gefühlt, nicht vollständig glatt, aber eben auch nicht "stochastisch rau", was das zu erwartende Ergebnis mit Schleifpapier wäre.

Finde leider im ganzen Internet (TM) keine Abhandlung zu diesem Thema, und zu fotografieren ist es auch sehr schwer, weil kaum eine Kamera den Dynamikumfang einer Metallreflexion packt.
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[Alumaster]

Jetzt kommen wir der Sache schon ein gutes Stück näher. Da hatte ich in meinen Gedankengängen leider einen Fehler. Sorry! Also dieser Effekt läßt sich auf jedes Werkstück reproduzieren das glänzt, allerdings NUR mit einer Drehmaschine.
Er entsteht im Zusammenspiel von der Drehzahl des Werkstücks und dem Vorschub des Drehmeisels unter Berücksichtigung des Schneidenradius des Drehmeisels.

In der Industrie verwendet man sogenannte Schneidplatten (siehe Wikipedia "Drehen"), sie haben an der Stelle mit der sie das Material abtragen einen Schneidenradius. Je nach Schneidplatte 0,2mm 0,4mm 0,8mm 1,2mm usw. Währen sie ganz spitz würden sie den enormen Belastungen nicht Stand halten. Je kleiner der Radius umso feiner kann die Oberfläche des Werkstücks werden.

Der Vorschub an der Drehmaschine wird ja mit mm/U angegeben. Nimmt man zB. eine Schneidplatte mit Radius 0,2mm und einem Vorschub von zB. 0,02mm/U so bewegt sich die Schneidplatte bei jeder Umdrehung des Werkstücks um 0,02mm weiter und es entseht eine sehr feine Oberfläche weil der Schneidenradius nur ca. 5% seiner ganzen Breite im Einsatz ist.
Nimmt man dagegen einen Vorschub von zB. 0,1mm/U so ist der Schneidenradius schon ca. 25% seiner ganzen Breite im Einsatz. Je schneller die Maschine dabei dreht umso mehr glänzt das Material dann.

Unter einer guten Lupe oder Mikroskop sieht man dann eine Hohlkehle die sich in einer Spirale um das Werkstück windet.

Ich hoffe es ist einigermaßen Verständlich geschrieben so.
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[FlyingGekko]

Einen ähnlichen Effekt kann man auch anders erzielen: Wenn wir Werkstoff- (genauer Stahl-) Proben analysieren und genaueres über das Gefüge wissen wollen, werden geschnittene Flächen zuerst geglättet (geschliffen, anschließend poliert) und dann geätzt. Die Korngrenzen werden dabei von der Säure stärker angegriffen und treten somit optisch hervor.

mfg Stephan

[aaron]

Alumaster; ok, das würde erklären, warum ich auf der Kollektordrehbank den Effekt besonders deutlich erzielen konnte: Diamantmeißel, materialbedingt vermutlich mit sehr kleinem Radius und manueller, sehr langsamer Vorschub.

Nun muss ich aber zu meiner Ausgangsfrage zurückkommen: Gibt es eine zuverlässige, auch praktisch durchführbare Methode, das auf einem konisch geformten Werkstück anzuwenden und nicht nur dem Zufall zu überlassen?
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