Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Leistungssteigerung keramisch gebundener Korundschleifscheiben beim Profil-Tiefschliff-StrukScheibe 2

Beim Schleifen mit profilierten Scheiben entstehen aufgrund der variablen Eingriffsbedingungen mit großen Kontaktflächen häufig lokale thermische Schädigungen am Bauteil, zurückzuführen auf unzureichende Kühlung in diesem Bereich. Im Rahmen des DFG-geförderten Vorhabens DE 447/97-1 „Steigerung der Prozessleistungsfähigkeit durch Schleifen mit mikroprofilierten Schleifscheiben“ entstand ein Lösungsansatz zur Verbesserung des Einsatzverhaltens konventioneller zylindrischer Schleifwerkzeuge beim Flachschleifen, in dem mittels Strukturierung eine lokal offene Schleifscheibentopographie erzeugt und angewendet wurde. Die Arbeitshypothese für dieses Projekt über die dort erzeugten Projektergebnisse hinaus ist, dass die Produktivität beim Profil-Tiefschliff durch längs und quer angeordnete Strukturen auf der Schleifscheibenoberfläche entlang des Profils bei gleicher oder verbesserter Bauteilqualität (Randzonenschädigungen) gegenüber der konventionellen Schleifbearbeitung um bis zu 30% gesteigert werden kann. Es wird erwartet, dass diese Effekte zur Leistungssteigerung insbesondere beim Profilschleifen aufgrund der variablen Eingriffsbedingungen führen. Hieraus ergibt sich das folgende Hauptziel: Das Ziel dieses Vorhabens ist die Leistungssteigerung keramisch gebundener Korundschleifscheiben beim Profil-Tiefschliff durch Erzeugung einer lokal offenen Schleifscheibentopographie mittels Strukturierung. Gelingt es die Leistung beim Profilschleifen zu erhöhen, profitieren alle an der Prozesskette „Schleifen“ beteiligten Branchen. Hierzu zählen neben den Endanwendern die Schleifmaschinenhersteller, Schleif- und Abrichtwerkzeughersteller. Neben einigen Großunternehmen aus der Luftfahrt- und Automobilindustrie gibt es eine Vielzahl an kleinen und mittelständischen Zulieferern, die zum Beispiel Zahnräder, Turbinenschaufeln oder Nockenwellen bearbeiten. Diese Anwender können durch die Projektergebnisse die Produktivität steigern und damit die Fertigungskosten senken.

Ergebniszusammenfassung:

Keramisch gebundene Schleifscheiben werden für die Bearbeitung von metallischen Werkstoffen eingesetzt. Die untersuchten Stahl-, Guss- sowie Nickelbasislegierungen werden von verschiedenen Branchen verwendet, wie der Automobilzulieferbranche, dem allgemeinen Maschinenbau sowie der Energietechnik. Diese Branchen weisen eine Vielzahl an KMU auf, die direkt aus den gewonnen Erkenntnissen profitieren. KMUs stehen unter steigendem Wettbewerbsdruck, dem sie durch Steigerung ihrer Leistungs- und Anpassungsfähigkeit begegnen müssen. Die Methode der Mikrostrukturierung von konventionellen Schleifscheiben stellt eine Möglichkeit dar, die Leistung von konventionellen Schleifscheiben zu steigern und gleichzeitig flexibler bei Bauteilwechseln agieren zu können. Anhand der vorliegenden Ergebnisse besteht nun die Kenntnis über die Verfahrensauslegung, den Einfluss der Strukturierung auf das Einsatzverhalten sowie Möglichkeiten für einen Transfer in die Wirtschaft.

Neben den anwendenden Unternehmen profitieren Schleifscheibenhersteller und Schleifwerkzeugmaschinenhersteller. Beide Branchen weisen einen hohen Anteil an KMU auf. Durch das neue Verfahren ist es den Schleifwerkzeugherstellern möglich, die Leistungsfähigkeit ihrer Schleifscheiben zu steigern. Gleiches gilt für die Schleifwerkzeugmaschinenhersteller. Zudem können letztere die neue Technologie in ihren Maschinen implementieren, um so eine flexiblere Anpassung an wechselnde Aufträge zu realisieren.