Pintakäsittely

Pintakäsittely parantaa kappaleen kestävyyttä

Useissa tilanteissa eri metallikappaleet saattavat vaatia jonkinlaista pintakäsittelyä, jotta niihin saadaan lisää lujuutta ja käyttöikää. Pintakäsittely muokkaa kappaleen pinnan ominaisuuksia, mutta samalla se usein myös suojaa kappaleen sisempääkin osaa. Metallipintoja on mahdollista käsitellä monin tavoin. Oleellista on pinnoitteen kestävyys.

Muun muassa koneiden osiin kohdistuu jatkuvaa rasitusta, jolloin pinnat tyypillisesti ajan mittaan kuluvat tai muutoin vaurioituvat. Toisaalta kappaleet voivat alun perinkin joutua poikkeuksellisen koviin olosuhteisiin ja siksi tarvitsevat todella hyvää korroosionkestävyyttä.

Tavanomaisen suojamaalauksen lisäksi pintakäsittelyyn on valittavissa vaikkapa sellaisia menetelmiä kuin kovahitsaus tai terminen ruiskutus.

Edelleen kappaleen pintaa voidaan muokata jollakin tavoin mekaanisesti: sitä pystytään muun muassa hiomaan, kiillottamaan tai harjaamaan. Näin kappaleen pintaan saadaan esimerkiksi enemmän liukkautta, jolloin se kenties soveltuu omaan käyttötarkoitukseensa aiempaa paremmin.

Kemiallisia käsittelyjä

Kun halutaan parantaa työkalujen tai koneenosien eri ominaisuuksia, yksi mahdollinen ratkaisu on metallin pintakarkaisu.

Vaihtoehtoina voi olla myös erityyppisiä kemiallisia pintakäsittelyjä. Tällaisia perinteisesti ovat peittaus, anodisointi, fosfatointi, sinistys ja galvanointi.

Määritelmällisesti galvanoitu teräs on sinkkikerroksella päällystettyä terästä. Metallipintaa on silloin siis suojattu sinkillä, joka on hitaammin hapettuva metalli. Toisinaan elektrolyyttisesti toteutetusta galvanoinnista käytetään myös termiä sähkösinkitys. Galvanointi voidaan vaihtoehtoisesti suorittaa myös upottamalla teräskappale sulaan sinkkiin, jolloin kyseessä on niin sanottu kuumasinkitys.

Sinkkikerroksen avulla galvanoitu teräs kestää korroosiota hyvin, mutta on hinnaltaan edullisempaa kuin ruostumaton teräs. Galvanoitua terästä on käytetty paljon esimerkiksi peltikatoissa, valopylväissä, kaiteissa, teräsputkissa sekä monenlaisissa rakennustarvikkeissa.

”Vaihtoehtoina voi olla myös erityyppisiä kemiallisia pintakäsittelyjä.

Laserpinnoitusta moneen käyttöön

Tekniikan kehityksen myötä käyttöön yhdeksi pintakäsittelyvaihtoehdoksi on tullut myös laserpinnoitus. Siinä pinnoitusaine sulatetaan laserilla metallikappaleen pintaan.

”Tällöin syntyy tiivis sulaliitos, jonka avulla metallisten komponenttien tai osien elinkaari pitenee. Tätä nykyä laserpinnoitus on ainoa yrityksemme käyttämä pintakäsittelymenetelmä”, selittää tekninen myyjä Henri Haasala laserpinnoituksia toteuttavasta Kokkola LCC Oy:stä.

Haasalan mukaan laserpinnoitus sopii erittäin hyvin muun muassa tuotantolinjoilla käytössä olevien komponenttien huoltopinnoitukseen. Sillä voidaan parantaa metallipintojen kestävyyttä monilla teollisuuden aloilla.

”Menetelmä soveltuu esimerkiksi pyörivien, kuluvien ja myös uusien kappaleiden pinnoittamiseen. Laserpinnoite on hyvä ratkaisu, jos kappaleille tarvitaan suojausta kovaa rasitusta tai korroosiota vastaan. Voidaan kunnostaa vanhoja osia – tai tehdä kokonaan uusia.”

”Pinnoitus voidaan tehdä hyvinkin laajalla skaalalla. Yksi vaihtoehto on päällystää kulutukselle alttiit osat kovemmalla materiaalilla ja valmistaa kappale muutoin huokeammasta metallista”, Haasala mainitsee.

Pinnoitus korjaa koneistusvirheitä

Tyypillisesti laserpinnoituksella käsiteltävät kappaleet voivat olla vaikkapa teollisuuden tai voimalaitosten koneenosia.

Tärkeä tuoteryhmä ovat myös meriteollisuuden valmistamat osat, jotka monessa tapauksessa saattavat olla hyvinkin suurikokoisia.

”Metalli- ja puuteollisuus sekä konepajateollisuus ovat laserpinnoituksen keskeisiä asiakasryhmiä. Pinnoituksella voidaan vaikkapa korjata koneistusvirheitä, jolloin osaa ei tarvitse ryhtyä valmistamaan alusta asti uudelleen”, muistuttaa Haasala.

Hän mainitsee Kokkola LCC Oy:n toimineen Keskipohjanmaalla itsenäisenä laserpinnoitus- ja koneistusyrityksenä jo 20 vuotta. Tätä nykyä yrityksellä on 15 työntekijää ja kaksi erillistä pinnoituksessa tarvittavaa laseria, joiden tehot ovat 4 kW ja 6 kW.

”Koneet ovat kiinteästi hallissa, joten pinnoitusta tarvitsevat kappaleet on tuotava paikan päälle.”

”Metalli-, puu- sekä konepajateollisuus ovat laserpinnoituksen keskeisiä asiakasryhmiä.

Isotkin kappaleet pinnoitetaan

Laserpinnoitettavat kappaleet voivat periaatteessa olla hyvinkin suurikokoisia.

”Joskus ehkä tulee vielä jokin raja vastaan, mutta LCC:n nosturit pystyvät käsittelemään todella isoja kappaleita ilman ongelmia. Tähän mennessä painavin on ollut 65-tonninen, mutta se tuotiinkin sisälle käsittelyyn erillisellä lavetilla”, Haasala kertoo.

On tapauskohtaista, millaista metallijauhetta kappaleiden pinnoitukseen sovelletaan.

Erilaisilla pinnoitteilla voidaan saada erilaisia ominaisuuksia. Mikäli komponentin pintaan tarvitaan aiempaa enemmän vaikkapa kuumuuden tai korroosion kestävyyttä – tai esimerkiksi parempaa sitkeyttä – se pystytään saamaan aikaan laserpinnoituksen avulla.

”Jauhe voi toki olla samantyyppistä metallia kuin muukin kappale, mutta monesti pinnoituksessa käytetään kovempaa metalliainetta, joka sitten kestää paremmin kulutusta tai korroosiota. Useinhan pinnoituksella ei pelkästään korjata kappaleen pintaa, vaan siihen haetaan myös aiempaa parempaa kestävyyttä.”

Ympäristömyönteinen pinnoitusmenetelmä

Myös ympäristöystävällisyys on pätevä peruste laserpinnoituksen käyttöön.

Kun laserpinnoitteella kunnostettu kappale saadaan kestämään käyttöä pitempään, myös sen ylläpitokustannukset vähenevät. Kunnostus on myös nopeampaa ja monesti edullisempaakin kuin kokonaan uuden komponentin tilaaminen. Laserpinnoitusmenetelmä on kestävän kehityksen mukainen ratkaisu, joka säästää luonnonvaroja ja vähentää hiilidioksidipäästöjä.

Usein vain pieni kulunut osa komponentista tarvitsee uutta pintaa.

”Pinnoitukseen kuluu vain vähän uutta materiaalia. Sen sijaan kokonaan uuden ison kappaleen valmistukseen metallia jouduttaisiin käyttämään moninkertainen määrä. Siinä kuluisi luonnonvaroja turhaan”, Haasala tähdentää.

”Laserpinnoitusmenetelmä on kestävän kehityksen mukainen ratkaisu.

”Kun kappale korjataan pinnoittamalla, kappale saadaan taas käyttökuntoon esimerkiksi käyttämällä siihen 20 kg:n verran metallia. Silloin voi säästyä metallia jopa useita tonneja.”

Nykyisin Kokkola LCC:n teollisuushallin katolle on asennettu myös aurinkovoimalaitos, jossa on noin 200 aurinkopaneelia. Myös tämä uudistus osaltaan vähentää ympäristökuormitusta.

Metallialalle Haasala toivoo lisää koulutusta.

”Päteville ammattilaisille olisi paljon töitä tarjolla, ja esimerkiksi laserpinnoitusta tarvitaan varmasti myös tulevina aikoina.”

Teksti: Ari Mononen
Kuvat: Kokkola LCC Oy