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Fakultät Maschinenbau

Neue Generation der Doppelseitenplanschleifwerkzeuge für Oberflächentopographien im sub-μm-Bereich

Um den aktuellen und zukünftigen Umweltschutzvorschriften in der Feinstbearbeitung gerecht zu sein, sollen die aufwändige Entsorgung der Verbrauchsstoffe sowie die Werkstückreinigung als Bestandteile eines Läppprozesses bei der Auswahl einer geeigneten Technologie in Betracht gezogen werden. Die modernen Läppprozesse bedürfen weiterhin viel Handarbeit und Erfahrung des Bedienpersonals, was die Automatisierungsmöglichkeiten stark beeinträchtigt. Aufgrund dessen stieg in der letzten Zeit das Interesse an den Zerspannungsprozessen für die Erzeugung der Werkstückoberflächen mit Geometrie- und Oberflächenqualitäten ähnlich wie bei den Läppverfahren sowie mit der minimalen Randzonenbeeinflussung für spröde und reduzierter Gratbildung für duktile Werkstoffe. Das Doppelseitenplanschleifen mit Planetenkinematik (DPMP) ist eine robuste Alternative dafür und bringt mit sich Vorteile, wie reduzierte Prozesszeiten, kontrollierten Abtrag, vereinfachte Reinigung der geschliffenen Bauteile sowie hohe Automatisierungsgrade. Um die mit dem Läppverfahren vergleichbare Oberflächengüte mittels DPMP zu erreichen, werden Werkzeuge mit dem ultrafeinen Schleifkorn benötigt.

Die keramisch gebundenen Schleifwerkzeuge verfügen über hohe Härte und Verschleißbeständigkeit, hohe Porosität und geringere thermische Ausdehnung, welche bei der Schleifbearbeitung von Präzisionsbauteilen von Vorteil sind. In herkömmlichen keramischen Bindungssystemen ist die Integration kleinster Schleifkörnungen grundsätzlich möglich. Eine inhomogene Verteilung des superfeinen Kornmaterials in der Bindungsmatrix stellte jedoch eine Herausforderung dar, welche zum erhöhten Reibungsanteil in der Kontaktzone und reduzierten Zerspanungsleistung führen. Die neue UF-Bindung überwindet diese Schleifherausforderungen durch den Einsatz speziell entwickelter Rohstoffe, die in einem geeigneten Aufbereitungsprozess behandelt werden. Damit können Korngrößen unterhalb des Mikrometerbereichs in eine hochporöse keramische Matrix integriert werden.

Im Rahmen des Vortrages werden die Eigenschaften der neuen Schleifwerkzeuggeneration sowie Ergebnisse aus den schleiftechnologischen Untersuchungen und industriellen Anwendungen der UF-Diamantschleifwerkzeuge an sprödharten und duktilen Werkstoffen diskutiert.

Serge Shamray (Meister Abrasives AG)