Elektropolieren ist keine kosmetische Oberflächenbehandlung. An einer Vakuumkammer entfernt es die mechanisch verformte Randschicht, löst eingebettetes Eisen und Schwefel heraus und verkleinert die reale Oberfläche, die Wasserdampf bindet. Eine Kammer, die ausgast, hält kein UHV – unabhängig davon, wie gut die Schweißnähte sind.
Warum Elektropolieren für das Vakuum zählt – und nicht nur optisch
Mechanisches Polieren verschmiert das Metall, statt es abzutragen, und hinterlässt eine Beilby-Schicht aus verformtem Material mit eingeschlossenen Verunreinigungen. Diese Schicht ist ein Reservoir für Wasserstoff und Wasserdampf. Das Elektropolieren löst sie anodisch ab, typischerweise 20–40 µm, und hinterlässt eine chromangereicherte, passive Oberfläche. Das Ergebnis: ein günstigeres Verhältnis von realer zu scheinbarer Oberfläche, schnelleres Abpumpen und ein niedrigerer Enddruck.
Was wir im eigenen Haus beherrschen
Elektropolieren und Passivieren erfolgen im eigenen Betrieb und nicht bei einem Unterlieferanten. Das ist aus zwei Gründen wichtig: Die Oberfläche ist Teil der Maß- und Sauberkeitskette und darf nicht an Dritte gehen, ohne die Rückverfolgbarkeit zu verlieren; und wenn eine Kammer nach dem Lecktest nachgearbeitet werden muss, dauert das Tage statt Wochen.
Typische Spezifikation, nach der wir arbeiten
Ra < 0.4 µm auf inneren medienberührten Flächen, 20–40 µm Materialabtrag, gleichmäßige Stromdichte auch bei komplexer Geometrie sowie Spülen und Trocknen nach der Behandlung, um Rückstandsbildung zu vermeiden. Innenliegende Schweißnähte werden vor dem Polieren bündig verschliffen, damit das Elektropolieren eine Stufe an der Naht nicht verstärkt.
Werkstoffe
Edelstahl 1.4301 (304), 1.4307 (304L), 1.4401 (316), 1.4404 (316L) und 1.4429 (316LN) sowie Aluminiumlegierungen, wenn der Kunde stattdessen eine Chemfilm- oder Eloxalroute vorgibt. 316L ist der Standard für UHV-Halbleiterkammern; 316LN wird spezifiziert, wenn die Anwendung eine niedrige magnetische Permeabilität verlangt.
Innere Oberflächenbehandlung im Vergleich zur typischen Vakuumleistung
| Innere Oberflächenbehandlung | Typische Rauheit Ra | Typischer Enddruck | Ausgasverhalten |
|---|---|---|---|
| Wie geschweißt, ohne Behandlung | 3–6 µm | Nur Hochvakuum | Hoch – Schweißoxid und eingeschlossene Verunreinigungen |
| Mechanisch poliert | 0.8–1.6 µm | Hochvakuum (HV) | Mittel – verschmierte Schicht bindet Wasserdampf |
| Glasperlgestrahlt + gereinigt | 1.0–2.0 µm | HV bis UHV mit Ausheizen | Mittel – abhängig von Perlgüte und Spülung |
| Elektropoliert | < 0.4 µm | UHV mit Ausheizen | Niedrig – verformte Schicht entfernt, Cr-angereicherte Oberfläche |
| Elektropoliert + 400 °C ausgeheizt | < 0.4 µm | UHV, niedrigster erreichbarer Wert | Am niedrigsten – Oberflächenwasser wird vor dem Verschließen ausgetrieben |
Was wir im eigenen Haus beherrschen
- 304 / 316L stainless steel and 6061 / 5083 aluminium fabrication
- Clean-environment TIG welding with full penetration and no micro-porosity
- Helium mass-spectrometer leak testing to 1 × 10⁻⁹ mbar·l/s
- In-house electropolishing and passivation — not subcontracted
- Chamber bake-out to 150–400 °C for UHV outgassing control
- Precision-machined ISO-KF, ISO-K and CF (ConFlat) flanges
- Zeiss CMM verification to ±0.02 mm across large work envelopes
- 12 m gantry CNC machining — 12 m × 4 m × 2 m envelope
- SEMI-referenced documentation and inspection protocols
Häufig gestellte Fragen
Was bewirkt Elektropolieren an einer Vakuumkammer?
Es löst anodisch 20–40 µm der Oberfläche ab und entfernt damit die verformte Schicht, die beim Zerspanen und mechanischen Polieren entsteht. Diese Schicht speichert Wasserdampf und Wasserstoff; wird sie entfernt, sinkt das Ausgasen und die Kammer erreicht nach dem Ausheizen das UHV.
Wie stark senkt Elektropolieren das Ausgasen?
Für das Ausgasen ist die Randschicht entscheidend, nicht das Grundmaterial. Wird die verformte Schicht entfernt und die Oberfläche mit Chrom angereichert, sinkt die Desorptionsrate von Wasserdampf typischerweise um eine Größenordnung – genau der Unterschied zwischen Abpumpzeiten in Stunden und in Tagen.
Elektropolieren Sie im eigenen Haus?
Ja. Elektropolieren und Passivieren laufen im eigenen Betrieb, sodass Oberfläche, Maßprüfung und Lecktest in einer durchgängig rückverfolgbaren Kette bleiben und Nacharbeit keine zusätzliche Lieferzeit eines Unterlieferanten erzeugt.
Können Sie auch große Kammern elektropolieren?
Ja – unser Portal-Bearbeitungsraum misst 12 m × 4 m × 2 m, und die Elektropolieranlage ist entsprechend dimensioniert, sodass große Schweißkonstruktionen für die Oberflächenbehandlung nicht geteilt werden müssen.
Ist Elektropolieren dasselbe wie Passivieren?
Nein. Beim Passivieren wird freies Eisen chemisch von der Oberfläche entfernt, die verformte Schicht bleibt jedoch erhalten. Das Elektropolieren trägt Material ab und ebnet die Oberfläche ein. Für UHV-Arbeiten ist üblicherweise Elektropolieren die richtige Wahl, optional gefolgt von einer Passivierungsspülung.
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