CD-Textur auf Metall: Optik, Geometrie und der richtige Fertigungsweg

1. Zunächst: Was eine CD-Textur tatsächlich ist

Dreht man eine CD gegen das Licht, wandern gekrümmte Regenbögen über die Oberfläche. Sieht man Ähnliches auf Metall — eine Telefontaste, ein Drehknopf im Fahrzeug, ein Zierring, der Kopf einer Dekorschraube —, lautet die erste Reaktion meist „in welcher Farbe ist das beschichtet“. Die Antwort ist meist: in keiner. Es ist Licht, das technisch geformt wurde.

CD-Textur bezeichnet ein Feld gleichmäßig beabstandeter, feiner konzentrischer oder spiraliger Rillen, die in eine Metall- oder Kunststofffläche eingearbeitet sind. Der Name stammt vom visuellen Vorbild, den feinen Spuren auf der Datenseite einer Scheibe. Die Branche nennt sie auch Konzentrisch-Textur, Sunburst-Textur oder Disc-Textur, wobei meist dieselbe Familie gemeint ist — die Benennung beschreibt das Aussehen, nicht die Herstellung. Eine Vorsicht: Sunburst meint mitunter gezielt den visuellen Effekt, also Strahlen, die unter starkem Licht vom Zentrum ausgehen, während die Rillengeometrie konzentrisch bleibt. Dieselbe Mikrostruktur kann je nach Lichtquelle als Ringe oder als Strahlen erscheinen; der Name darf die Diskussion daher nicht steuern.

Die Textur erscheint am häufigsten auf rotationssymmetrischen oder nahezu symmetrischen Sichtflächen: Tastenoberseiten, Stirnflächen von Drehknöpfen, Zierringe, Schraubenköpfe, Kamerablenden, Uhrenkronen, Türgriffleisten. Drei funktionale Vorteile kommen mit: Griffigkeit, weil die Mikrorillen die Reibung erhöhen; Unterdrückung von Fingerabdrücken, weil diffuse Reflexion den Glanz eines Abdrucks streut; und visuelle Identität, weil unter einem bestimmten Winkel eine unverwechselbare Sprache aus Hell und Dunkel entsteht.

Abzugrenzen ist sie von den Texturen, mit denen sie leicht verwechselt wird, sonst geht die Verfahrensdiskussion später schief:

Eine Zeile zur Abgrenzung: Haarlinie sind Linien, Rändeln ist ein Gitter, CD-Textur sind Ringe, Facettenschliff sind Spiegelfacetten. Alle sitzen auf Metall, und ihre visuelle Logik hat nichts gemeinsam.

2. Optik: Eine CD beugt, Metall reflektiert

Dies ist der Abschnitt, der am häufigsten vorausgesetzt statt verstanden wird, und er bestimmt die meisten technischen Entscheidungen.

Der Regenbogen einer CD ist Beugung. Die Datenspur ist eine durchgehende Spirale vom Innen- zum Außenrand, mit einem Abstand benachbarter Windungen von etwa 1,6 μm bei einer CD und etwa 0,74 μm bei einer DVD. Das liegt in derselben Größenordnung wie die Wellenlänge des sichtbaren Lichts von rund 0,38–0,78 μm, sodass die gesamte Spur wie ein reflektierendes Beugungsgitter wirkt. In Richtungen, welche die Gittergleichung d · sinθ = mλ erfüllen, verstärkt sich eine Wellenlänge konstruktiv und hellt auf, während andere geschwächt werden, und verschiedene Wellenlängen verlassen das Gitter unter verschiedenen Winkeln. Weißes Licht zerlegt sich in einen Regenbogen. Der Effekt stammt aus einer periodischen Struktur in Wellenlängengröße und hat nichts damit zu tun, welche Daten gespeichert sind.

Eine CD-Textur in Metall funktioniert nicht so. Eine technisch hergestellte CD-Textur hat eine Teilung im Bereich von etwa 0,05–0,3 mm, zwei Größenordnungen größer als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts — etwa das 90- bis 550-Fache der Mittenwellenlänge. In diesem Maßstab ist der Beugungswinkel auf die Spiegelebenrichtung zusammengefallen, sodass kein Regenbogen entsteht. Was man statt dessen sieht, sind Lichtbänder, die mit dem Betrachtungswinkel wandern, und der Mechanismus ist ein anderer: Jede Rillenflanke ist ein kleiner Spiegel, und ihre Orientierung dreht sich kontinuierlich um den Kreis. Eine Punktlichtquelle beleuchtet daher nur den Ring von Rillen, dessen Orientierung das Reflexionsgesetz erfüllt, und man sieht einen Lichtring. Eine linienförmige Quelle wie eine Leuchtstoffröhre zieht diesen Ring zu radialen Bändern auseinander. Unter diffusem oder bedecktem Licht zerfällt er zu einem breiten Verlauf.

Das hat eine praktische Folge: Der hochwertige Eindruck einer CD-Textur ist keine Farbe, sondern gerichtete anisotrope Reflexion. Deshalb funktioniert sie ohne Beschichtung, und deshalb reagiert sie empfindlich auf zwei Dinge — Konstanz der Teilung und Rauheit der Flanken. Lässt eine Windung um einen Bruchteil nach, zeigt der Lichtring einen sichtbaren Bruch; bleibt ein Kratzer oder eine Werkzeugspur auf einer Flanke, wirkt das Band sofort schmutzig.

Eine Folgerung: Wer auf Metall tatsächlich einen Regenbogen will und kein grauweißes Band, muss die Teilung auf 1–2 μm absenken; das ist Beugungsgitterterritorium, hergestellt durch Laserinterferenz-Lithografie oder holografische Master, nicht durch gewöhnliches Drehen. Produkte, die als „Regenbogen-CD-Textur“ vermarktet werden, erhalten ihre Farbe meist durch eine Beschichtung wie Gradienten-PVD oder einen optischen Film, nicht dadurch, dass die Textur das Licht zerlegt.

3. Geometrie: Teilung, Zahnform und Tiefe sind gekoppelt

Viele Zeichnungen sagen nur „CD-Textur 0,1 mm“. Das ist eine unvollständige Spezifikation. Sind Teilung P und Zahnform festgelegt, ist die Tiefe h geometrisch bestimmt, und die Werkstatt hat keinen Spielraum mehr.

V-Profil. Mit dem Spitzenwinkel 2β, also dem halben Winkel β, gilt für Tiefe und Teilung:

Je spitzer der Zahn, desto tiefer schneidet dieselbe Teilung. Die drei üblichen Spitzenwinkel:

R-Profil. Ein spitzes Werkzeug bricht in der Produktion schnell aus, weshalb ein Werkzeug mit Eckenradius R häufiger ist. Die Oberfläche wird zu einer Folge von Schuppen aus überlappenden Durchgängen, und die Tiefe entspricht näherungsweise:

Bei P = 2R erreicht die Schuppe die halbkreisförmige Grenze und die Tiefe entspricht R; darüber entsteht in der Mitte eine Flachstelle, und die Textur ist nicht mehr durchgehend. Tatsächliche Tiefen in μm für mehrere Eckenradien:

Die Schlussfolgerung aus beiden Tabellen ist eindeutig: Es gibt nur zwei Wege zu einer tieferen Textur — die Teilung vergrößern oder den Zahn spitzer machen. Beides erschwert den Prozess: Eine größere Teilung vergröbert das Muster und streut den Glanz, ein spitzerer Zahn schwächt das Werkzeug, lässt Matrizenzähne ausbrechen und erhöht die Rissbildung nach dem Eloxieren. Das reife Vorgehen besteht darin, zuerst Tiefe und Glanz festzulegen und daraus Teilung und Zahnform zurückzurechnen, statt eine Teilung zu schreiben und die Werkstatt um eine Lösung zu bitten.

Eine weitere Vorsicht: Für die CD-Textur gibt es keine nationale Norm. Die Textur ist ein Sichtmerkmal, und die Abnahme stützt sich normalerweise auf die Kundenzeichnung plus ein unterschriebenes Grenzmuster, wobei die Rauheit im Rahmen von GB/T 1031 und GB/T 10610 beurteilt wird. Eine Zeichnung, die nur „CD-Textur“ sagt, ist unvollständig; sie braucht mindestens die Teilung, die Zahnform oder den Eckenradius, den abgedeckten Durchmesserbereich und die Feststellung, dass das unterschriebene Grenzmuster maßgeblich ist.

4. Vier Umformwege

Es gibt nicht viele Wege, CD-Textur herzustellen, und vier überleben in der Produktion.

① Einzelschneiden-Diamantdrehen oder Fly-Cutting — ein Teil nach dem anderen. Das Werkstück rotiert, und ein Diamantwerkzeug aus Einkristall fährt mit einem Vorschub je Umdrehung gleich der Teilung über die Fläche und schneidet konzentrische Ringe. Für flache Teile wird oft ein großdurchmessriger Fly-Cutter verwendet, bei dem das Werkzeug einen großen Kreis beschreibt, während das Werkstück linear zustellt; streng genommen hinterlässt Fly-Cutting Tangentialbögen statt echter konzentrischer Ringe, wobei ein ausreichend großer Fräserradius sie nahezu gerade erscheinen lässt. Die Terminologie ist zwischen Werkstätten nicht einheitlich, sodass in der Musterphase zu klären ist, welcher Weg tatsächlich verwendet wird.

Das Diamantdrehen hat klare Leistungsgrenzen. Bei diamantbearbeitbaren Werkstoffen — Aluminium, Kupfer, Messing, Nickel-Phosphor — erreicht die Oberflächenrauheit typisch Ra ≤ 5 nm und im besten Fall Ra ≤ 2 nm, also Spiegelglanz direkt vom Werkzeug ohne Polieren, und das ist der physikalische Grund, warum das Lichtband sauber und nicht schmutzig wirkt. Die Einschränkung ist ebenso klar: Diamant kann eisenhaltige Legierungen nicht direkt schneiden. Bei Schnitttemperatur hat der Kohlenstoff des Diamanten eine starke chemische Affinität zu Eisen, was katalytische Graphitisierung und Diffusionsverschleiß verursacht und die Standzeit abstürzen lässt. Für CD-Textur in Stahl und nichtrostendem Stahl gibt es daher drei realistische Wege: auf CBN oder beschichtetes Hartmetall wechseln und geringeren Glanz sowie kürzere Standzeit akzeptieren; zuerst Nickel-Phosphor aufbringen und dann drehen; oder das Drehen ganz verlassen und eine Matrize verwenden. Die Grenze liegt im Werkstoff, nicht in einer besser geschliffenen Schneide.

② Matrizenprägen oder Kaltmassivumformung — einmal eine Matrize bauen, dann kopieren. Die Textur wird als Negativ im Matrizenhohlraum erzeugt, und jedes Teil kopiert die Matrizenoberfläche in einem einzigen Umformvorgang. Der Prozess heißt korrekt Prägen, eine Form des Kalt- oder Gesenkschmiedens: Der Werkstoff ist vollständig eingeschlossen und kann kaum fließen, der Druck liegt weit über der Streckgrenze, und das Metall wird mit minimaler Rückfederung in jedes feine Detail des Hohlraums gepresst, wodurch scharfe Kanten und feine Muster auf Mikrometergenauigkeit abgebildet werden.

Warum das zur CD-Textur passt: Die Textur ist ein einzelnes Merkmal auf einer Stirnfläche und nichts, was Teil für Teil geschnitten werden muss. Existiert die Matrize, unterscheiden sich Teil eins und Teil eine Million nur durch den Matrizenverschleiß, und die Stückkosten nähern sich mit steigender Stückzahl gegen null Amortisation. Voraussetzung ist ein weicher, duktiler Werkstoff — Reinaluminium, 6063, Messing, Kupfer und niedrig gekohlter Stahl sind die Hauptstützen. Aushärtbare Zustände wie 6061-T6 müssen vor dem Umformen weichgeglüht und anschließend wieder ausgelagert werden. Nichtrostender Stahl hat hohe Fließspannung und verfestigt schnell, sodass Standzeit und Integrität der Textur neu zu bewerten sind. Auch die Kosten sind real: Die Textur in der Matrize muss selbst durch Drehen, Drahterodieren oder Funkenerosion geschnitten und dann auf Spiegelglanz poliert sowie optional hartverchromt oder DLC-beschichtet werden; die Matrizenzähne sind Spannungsspitzen, sodass CD-Textur-Matrizen deutlich kürzer leben als gewöhnliche Umformmatrizen; und das Muster ist fixiert — eine Änderung der Textur bedeutet eine neue Matrize.

③ Walzen — der produktivste Weg auf Rotationsflächen. Eine texturierte Walze drückt in eine rotierende Fläche, und das Muster wird durch plastisches Fließen aufgewalzt. Die Anlage ist einfach, die Taktzeit kurz, und die Konstanz kommt von der Walze. Konzentrische Ringe auf einer Stirnfläche lassen sich jedoch nicht walzen, weil die gerichtete Natur des Walzens nicht zur radialsymmetrischen Anordnung passt; dieser Weg dient daher vor allem zylindrischen und kegeligen Flächen, wobei die Tiefe dadurch begrenzt ist, wie weit der Werkstoff fließt.

④ Ätzen oder Galvanoformen — die größte Musterfreiheit. Fotolithografie plus chemisches Ätzen oder Lithografie plus Galvanoformen zur Herstellung eines Masters und anschließender Abformung. Jedes Muster ist möglich, ohne Einschränkung auf Rotationssymmetrie. Die Kosten unterscheiden sich: Chemisches Ätzen leidet unter Unterätzung, sodass Wandsteilheit, Tiefengleichmäßigkeit und Grundrauheit meist schlechter sind als beim Drehen oder Prägen, und der zusätzliche Maskierungsschritt erschwert Ausbeute und Konstanz; Galvanoformen ist ein Abformprozess, dessen Genauigkeit vom Master abhängt — der Weg, auf dem optische Master entstehen —, doch die Prozesskette ist länger und die Kosten höher.

Drei weitere Wege stehen außerhalb der Haupttabelle, sind aber in bestimmten Fällen wichtig: Lasergravur, gut für kleine Serien, ungewöhnliche Formen und individualisierte Textur, jedoch mit rauem Grund und einer wärmebeeinflussten Zone, die den Glanz begrenzen; UV-Transfer oder IMD, der Kunststoffansatz, der ebenfalls Matrizenabformung ist und seine Logik mit dem Metallprägen teilt; und der am häufigsten übersehene — die Textur überhaupt erst in der Matrize herzustellen. Die Hohlraumtextur wird als Negativ erzeugt, meist durch Diamantdrehen eines Masters und anschließendes Galvanoformen oder durch direkte Verwendung als Einsatz, oder durch Drahterodieren und Funkenerosion mit anschließendem Polieren. Die Genauigkeit der Matrizentextur bestimmt die Genauigkeit der fertigen Textur, und die Obergrenze dieses Schritts ist die Obergrenze der gesamten Kette.

5. Werkstoffe: Dieselbe Zeichnung ist in jedem ein anderes Problem

Dieselbe Zeichnung kann in einem anderen Werkstoff einen völlig anderen Prozessweg erfordern. Zwei Größen dominieren: die Härte, die entscheidet, ob Diamantdrehen und Kaltprägen möglich sind, und die Duktilität samt Neigung zur Kaltverfestigung, die entscheidet, ob die Textur getreu abgebildet wird.

Härtewerte verschieben sich mit dem Zustand — geglüht, kaltverfestigt, ausgelagert —, und verschiedene Werkstoffe werden auf ihren üblichen Skalen angegeben (HB, HV, HRC), sodass die Zahlen nicht zeilenübergreifend vergleichbar sind; sie zeigen nur die Größenordnung. Am Muster im tatsächlichen Lieferzustand bestätigen.

In einem Satz: Aluminium ist das beste Metall für die CD-Textur — weich, wärmeleitfähig, mit Diamant auf Nanometerglanz bearbeitbar und in der Lage, Farbe und Verschleißfestigkeit aus dem Eloxieren zu beziehen. Nichtrostender Stahl ist das Gegenteil — Diamant kann ihn nicht schneiden, die Fließspannung ist hoch, die Kaltverfestigung schnell, und dieselbe Textur kann ein Mehrfaches eines Aluminiumteils kosten. Deshalb wird CD-Textur in nichtrostendem Stahl meist entweder geprägt oder vernickelt und dann gedreht.

6. Nachbehandlung: Hier geht die Hälfte der Textur verloren

Das Schneiden der Textur ist nur die halbe Arbeit. Das Aussehen hängt vom Kontrast zwischen Zahn und Grund ab, und nahezu jedes Oberflächenverfahren ebnet einen Teil dieses Unterschieds ein.

Eloxieren bei Aluminium. Es ist eine Konversionsschicht und keine Beschichtung: Etwa 50 % der Schicht wachsen nach außen und etwa 50 % dringen in das Grundmaterial ein, sodass die Außenmaße um rund die halbe Schichtdicke zunehmen. MIL-A-8625F gibt den Maßzuwachs mit der halben Nennschichtdicke an, und die Systeme ISO 7599 und ISO 10074 verlangen ebenfalls, das Schichtwachstum in den Toleranzen zu berücksichtigen, wobei die tatsächliche Aufteilung je nach Legierung, Bad und Stromdichte zwischen 50/50 und 60/40 schwankt. Nach GB/T 8013.1 werden anodische Schichten nach mittlerer Dicke eingeteilt: AA5, AA10, AA15, AA20 und AA25 mit mindestens 5, 10, 15, 20 und 25 μm im Mittel, bei lokalen Minima von 4, 8, 12, 16 und 20 μm; die aktuelle Ausgabe ergänzt die dünneren Stufen AA3 sowie die dickeren AA30 und HA40. Zwei Systeme dominieren die Praxis: das konventionelle Schwefelsäure-Eloxieren mit 5–25 μm, bei Zierteilen meist 10–15 μm, Mikrohärte etwa HV 200–350; und das Harteloxieren mit 25–100 μm, üblich 25–50 μm, Mikrohärte etwa HV 400–600.

Drei Wirkungen auf die CD-Textur, von denen jede eine Charge zurückbringen kann:

• Die Zähne werden verrundet, der Kontrast fällt. Die Schicht überzieht das Profil gleichmäßig und stumpft die scharfen Kanten ab, und je dicker die Schicht, desto größer der Verlust. Die Texturtiefe auf Aluminium muss daher danach bemessen werden, was nach dem Eloxieren übrig bleibt — üblich ist, eine Stufe tiefer zu schneiden und am ersten eloxierten Muster zu korrigieren.
• Die Maße verschieben sich. Die Zähne im texturierten Bereich wachsen um etwa die halbe Schichtdicke. Hat dasselbe Teil eine Passung oder ein Gewinde, muss die Zeichnung einen Schichtausgleich tragen, sonst zeigt sich das Problem erst bei der Montage, wenn Nacharbeit sehr teuer ist.
• Eine Harteloxalschicht ist hart und spröde. An scharfen Ecken ist sie sowohl schwer vollständig zu bedecken, sodass blankes Metall bleibt, als auch anfällig für Risse aus Spannungskonzentration. MIL-A-8625F Tabelle III verlangt mindestens R0,8 mm an scharfen Ecken bei 25 μm Schicht und mindestens R1,6 mm bei 50 μm. Für ein wirklich scharfes V-Profil ist das praktisch ein Verbot: Ein harteloxiertes Teil mit CD-Textur braucht verrundete Zähne oder eine andere Oberfläche.

PVD und galvanische Beschichtung. PVD-Schichten — Nitride, Carbide, DLC — liegen typischerweise im Submikron- bis wenige-Mikrometer-Bereich, decken gleichmäßig, erhöhen Härte und Glanz und verrunden die Zähne weit weniger als eine dicke anodische Schicht, was sie zum üblichen Partner macht, wenn Glanz und Verschleißfestigkeit zugleich gefordert sind. Vernickeln und Verchromen hellen ebenfalls auf, doch die Streufähigkeit in den Rillengründen ist schlechter als auf den Zähnen, sodass tiefe Textur oben hell und unten dunkel erscheint; das ist vorab auf der Zeichnung zu benennen.

Oleophobe und fingerabdruckabweisende Beschichtungen. Rillen sammeln Fingerabdrücke und Öl, und einmal verschmutzt wird das Lichtband trüb. Unterhaltungselektronik ergänzt fast immer eine oleophobe Schicht im Nanometerbereich, und deren Vorhandensein macht die Vergleichsbedingungen für das Grenzmuster wichtig: Die Abnahme muss unter dem vereinbarten Lichtwinkel und Betrachtungsabstand beurteilt werden, sonst wird dasselbe Muster in zwei verschiedenen Werkstätten unterschiedlich bewertet.

7. Prüfung und häufige Fehler

Für die CD-Textur gibt es einen ziemlich standardisierten Satz von Prüfpunkten, doch jeder Wert hängt stark vom Produkt ab und muss mit dem Kunden schriftlich vereinbart werden. Die Tabelle nennt die in der Branche übliche Größenordnung als Gesprächsgrundlage, nicht als Abnahmemaßstab.

Das wiederholte „zu bestätigen“ ist kein Haftungsausschluss, sondern die Tatsache: Die CD-Textur ist ein Sichtmerkmal, und die Beurteilungsgrundlage ist fast immer ein unterschriebenes Grenzmuster plus vereinbarte Betrachtungsbedingungen. Zahlen auf der Zeichnung sind nur der erste Schritt. Die Ausbeute entscheidet sich daran, ob beide Seiten in der Bemusterung festlegen, was als annehmbar gilt, und danach die Betrachtungsbedingungen fixieren.

Eine Messfalle: Die Rauheit auf einer CD-Texturfläche lässt sich nur auf einer einzelnen Flanke und mit einer Grenzwellenlänge weit unter der Teilung beurteilen. Mit einer konventionellen Grenzwellenlänge über mehrere Rillen wird Ra von der Rillengeometrie selbst dominiert — Zehner Mikrometer Tiefe treiben den Messwert in den Mikrometerbereich und geben die Tiefe statt der Oberflächenqualität wieder. Eine Anforderung an Spiegelglanz sollte auf der Zeichnung daher durch Messrichtung und Grenzwellenlänge ergänzt werden.

Die Fehlersuche arbeitet vom Symptom zur Ursache zurück. Die übliche Auswahl in der Linie:

8. Wie auswählen: drei Fragen

Alles oben Genannte reduziert sich auf drei Fragen.

• Wie viele Stück pro Jahr? Bis zu einigen Tausend gewinnt das Drehen — keine Matrizeninvestition, und eine Änderung der Textur ist eine Parameteränderung. Ab Zehntausenden beginnt Matrizenprägen das Drehen bei den Gesamtkosten zu schlagen. Über Hunderttausenden ist die Amortisation vernachlässigbar, und die Stückkosten bestehen nur aus Material plus Umformung.
• Welcher Werkstoff? Aluminium, Kupfer, Messing — alle vier Wege stehen offen, also nach Stückzahl wählen. Stahl und nichtrostender Stahl — das Drehen ist durch die Diamant-Eisen-Reaktion weitgehend verschlossen, also entweder Nickel-Phosphor aufbringen oder auf eine Matrize gehen.
• Wie fein ist die Textur? Grobe Textur mit 0,2–0,3 mm Teilung liegt klar im Bereich von Prägen und Walzen. Feine Textur mit 0,05–0,1 mm macht die Mikrobearbeitung des Hohlraums deutlich schwieriger und teurer, sodass das Drehen die stabilere Option wird. Unter 0,02–0,05 mm kann im Wesentlichen nur das Drehen zuverlässig liefern.

9. Die Wirtschaftlichkeit: Wann sich eine Matrize rechnet

Die Wahl zwischen Drehen und Prägen ist eine Break-even-Rechnung:

Durchgerechnet mit angenommenen Werten. Die Zahlen zeigen die Methode; eigene Angebote und Taktzeiten einsetzen:

Unter etwa zwanzigtausend Stück pro Jahr ist das Drehen meist günstiger und erlaubt es, die Textur ohne Matrizenwechsel zu ändern. Bei hunderttausend Stück pro Jahr ist der Stückkostenvorteil des Prägens bereits entscheidend. Der Umschlagpunkt verschiebt sich mit Teilegröße, Feinheit der Textur und Matrizenstandzeit, doch die Größenordnung hält: Der wirtschaftliche Wendepunkt für CD-Textur liegt bei etwa zehn- bis zwanzigtausend Stück.

Zwei Größen werden leicht vergessen. Die Matrizenstandzeit: Die feinen Zähne einer CD-Textur-Matrize tragen die gesamte Kontaktspannung, sodass sie deutlich kürzer lebt als eine gewöhnliche Umformmatrize, und sobald die Textur stumpf wird, muss sie aufgearbeitet oder ersetzt werden — das gehört in die Amortisation. Das Risiko von Konstruktionsänderungen: Beim Drehen ändert ein Programm die Textur, bei einer Matrize ändert eine neue Matrize die Textur. Wird das Produkt noch überarbeitet, ist eine zu früh geschnittene Matrize oft die teuerste verfügbare Entscheidung.

10. Was auf der Zeichnung stehen muss

Sind alle Punkte ausgefüllt, wird die Zeichnung ausführbar und Angebote werden vergleichbar:

• ① Art und Form der Textur — CD-Textur als konzentrische Ringe, spiralig oder gerade; volle Fläche oder ringförmiges Band.
• ② Teilung — Wert und Toleranz, meist ±0,005–0,01 mm, und die Feststellung, dass radial gemessen wird.
• ③ Zahnform — der Spitzenwinkel wie 90° oder der Eckenradius wie R0,1. Das sind Alternativen; nicht zwei widersprüchliche Zahlen angeben.
• ④ Tiefe — gegen die Geometrie prüfen: Ist sie mit der angegebenen Teilung und Zahnform vereinbar? Nur ein R-Profil erlaubt es, die Tiefe unabhängig vorzugeben.
• ⑤ Behandlung der Mitte — bleibt in der Mitte eine Planfläche, mit welchem Durchmesser, und ist ein Bearbeitungsrest zulässig.
• ⑥ Außenrand — ist am Rand eine 45°-Glanzfase gewünscht, und bleibt zwischen Fase und Textur ein glattes Band.
• ⑦ Werkstoff und Zustand — Sorte und Lieferzustand, zum Beispiel 6061-O oder 6061-T6. Soll ein T6-Teil geprägt werden, ist anzugeben, dass Weichglühen vor dem Umformen und erneutes Auslagern danach zulässig sind.
• ⑧ Nachbehandlung — Eloxalstufe und maximale Schichtdicke, zum Beispiel AA15 bei 10–15 μm; ob PVD zur Anwendung kommt; ob eine oleophobe Beschichtung ergänzt wird. Das ist die entscheidende Vorgabe dafür, wie tief die Textur geschnitten werden muss.
• ⑨ Ausgleich der Passung — gibt es Gewinde, Auflagesitze oder Passbohrungen, ist anzugeben, wer den Schichtausgleich verantwortet und in welchem Arbeitsgang er erfolgt.
• ⑩ Abnahmegrundlage — „nach dem von beiden Seiten unterschriebenen Grenzmuster“ schreiben und Lichtquelle, Winkel und Abstand vereinbaren. Zahlen ohne unterschriebenes Muster garantieren einen Streit in der Produktion.

11. Zusammenfassung: ein Umformproblem, kein Kosmetikproblem

Die CD-Textur ist ein Lehrbuchfall. Die Textur sieht nach einer Aussehensfrage aus und ist in Wahrheit eine Frage der Präzisionsumformung. Die Geometrie legt die Parameter fest, der Werkstoff schließt die Hälfte der Verfahrenswege aus, die Nachbehandlung kommt zurück und schreibt die Textur neu, und die Abnahme hängt davon ab, dass beide Seiten klar sagen, was sie meinen. Wer sie als Oberflächenveredelung behandelt, bekommt die Ausbeute nie stabil. Wer sie als Umformvorgang mit geometrischen Randbedingungen behandelt, dem wird sie nicht mehr rätselhaft.

Deshalb sind die drei Dinge, die früh geklärt werden sollten: die geometrische Definition — Teilung, Zahnform, Tiefe; der Weg der Nachbehandlung und wie viel Textur er verbraucht; und die Art, wie die Stückzahl den Weg filtert — jedes Teil drehen oder einmal eine Matrize schneiden. Sind diese drei geklärt, ist alles Weitere Ausführung.

Bei den Werkstoffen, die für CD-Textur am häufigsten verwendet werden — Aluminiumlegierung, Messing und niedrig gekohlter Stahl —, verdient Kaltmassivumformung oder Kaltfließpressen in einem einzigen Umformvorgang eine frühe Bewertung: Die Textur wird einmal in der Matrize definiert, und jedes Teil kopiert dieselbe Geometrie, wobei die Konstanz der Teilung durch die Matrize garantiert wird und nicht durch den Werkzeugzustand. Genau diese Stabilität brauchen Zierteile in Serie.

12. Quellen und Normen

• GB/T 8013.1, Anodische Oxidschichten und organische Polymerbeschichtungen auf Aluminium und seinen Legierungen, Teil 1: Anodische Oxidschichten: mittlere und lokale Mindestdicke von AA5, AA10, AA15, AA20 und AA25, Verdichtungsqualität und Korrosionsprüfverfahren.
• ISO 7599, Anodisieren von Aluminium und seinen Legierungen — Verfahren zur Spezifikation dekorativer und schützender anodischer Oxidschichten; ISO 10074, Spezifikation für hartanodische Oxidschichten auf Aluminium und seinen Legierungen.
• MIL-A-8625F, Anodic Coatings for Aluminum and Aluminum Alloys, Tabelle III: Kanten- und Innenradien nach Nennschichtdicke, 0,001 in (etwa 25 μm) bis etwa 1/32 in (R0,8 mm) und 0,002 in (etwa 50 μm) bis etwa 1/16 in (R1,6 mm); §6.10.1 gibt den Maßzuwachs mit der halben Schichtdicke an.
• GB/T 1031, Geometrische Produktspezifikation (GPS) — Oberflächenbeschaffenheit: Tastschnittverfahren — Rauheitskenngrößen und ihre Werte; GB/T 10610, GPS — Oberflächenbeschaffenheit: Tastschnittverfahren — Regeln und Verfahren zur Beurteilung der Oberflächenbeschaffenheit.
• GB/T 6403.3, Rändeln: Arten und Maße.
• ECMA-130, Data Interchange on Read-only 120 mm Optical Data Disks (CD-ROM): Spurabstand 1,6 μm und seine Toleranz.
• Optik: die Gittergleichung für reflektierende Beugungsgitter, d · sinθ = mλ, mit einer Wellenlänge des sichtbaren Lichts von etwa 0,38–0,78 μm.
• Single Point Diamond Turning (SPDT) ultra-precision machining reference: typische Oberflächenrauheit bei Nichteisenmetallen Ra ≤ 5 nm und im besten Fall Ra ≤ 2 nm; der Mechanismus des chemischen Verschleißes, der Diamantwerkzeuge bei eisenhaltigen Werkstoffen ausschließt; Vernickelung als alternativer Weg.
• Cold and closed-die forging reference: coining: Reproduktion von Details im Mikrometerbereich unter dreiachsiger Druckspannung, minimale Rückfederung, Anforderungen an die Duktilität und Verschleißverhalten der Matrize.