Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Mechanisches Abrichten von Trennschleifscheiben in der Bauindustrie

Der zunehmende Rückbau oder Sanierung von Industrieanlagen und Gebäuden erfordert Lösungen, die eine produktive Trennung von Betonstrukturen jeglicher Art ermöglichen. Die Zerlegung sämtlicher Strukturen z. B. eines Kernkraftwerks mit einem Gesamtvolumen von über 200.000 t verbautem Material pro Anlage bringt aktuelle Werkzeug- und Maschinenkonzepte an ihre Grenzen. Der Trennschleifprozess im Rückbau sollte ein kontinuierlich ablaufender Prozess zur Zerlegung unterschiedlichster Werkstoffe in möglichst kurzer Zeit sein.

Ziel ist es, wie in der klassischen Schleiftechnik, mechanische, individuelle Abrichtprozesse zu etablieren, um künstlich erzeugte, definierte und anforderungsgerechte Bindungsrücksätze zu erzeugen. Die dann mögliche Verwendung härterer Bindungen und durch den Abrichtprozess geschärfte Werkzeuge werden den Werkzeugverschleiß insgesamt verringern. Zunächst soll das Verschleißverhalten von Referenzwerkzeugen in Abhängigkeit der Werkstoffzusammensetzung untersucht werden. Durch eine Korrelation des Verschleißes, der auftretenden Prozesskräfte und Werkzeugschwingungen wird eine Aussage über die notwendige Schärfung möglich. Für die Ermittlung geeigneter Abrichtverfahren werden Versuche mit stehenden und rotierenden Abrichtern durchgeführt. Auch ein In-Prozess-Abrichten wird untersucht. Ergänzend zu den Laborversuchen soll das Abricht- und Schärfkonzept mit einem Demonstrator unter realen Einsatzbedingungen evaluiert werden. Maschinen-, Werkzeughersteller und Abrichtwerkzeughersteller werden als kmU nach Abschluss des Projektes in der Lage sein, neuartige Abrichttechnologien umzusetzen, wodurch Umsatzsteigerungen und eine Abgrenzung zur internationalen Konkurrenz zu erwarten sind. Für die klein- und mittelständischen Bohr- und Sägebetriebe als Anwender werden sich durch einen prozesssicheren Trennprozess mit ca. 30 % erhöhter Werkzeugstandzeit erhebliche Optimierungspotentiale ergeben.

Ergebniszusammenfassung:

Das Ziel dieses Vorhabens war die Verfügbarkeit eines an die Belastungssituation angepassten mechanischen Abrichtverfahrens zur Leistungssteigerung von Trennschleifscheiben.

Verglichen wurde der Nass- und Trockenschnitt. Hierbei stellte sich heraus, dass bei armierten Beton lediglich der Nassschnitt zu empfehlen ist.

Weiterführend wurde der rotierende und stehende Abrichter hinsichtlich der Eignung und Effektivität für den Einsatz des Abrichtens untersucht. Mit beiden Verfahren konnte abgerichtet werden. Für das In-Prozess-Schärfen stellte sich der stehende Abrichter als praktikabler dar.

Tendenziell haben Versuche gezeigt, dass die besten Schärfergebnisse mit einem hohen Vorschub (1000 mm/min) und Schärfsteinen mittlerer Korngröße (#60) erzielt werden konnten. Des Weiteren stellte sich der Spindelstrom als geeigneter Parameter zur Bewertung der Schnittfreudigkeit der Trennschleifscheibe heraus. Dieser war dem Kraftisignal in seiner Deutlichkeit überlegen.

Das In-Prozess-Schärfen konnte mittels einer Linieareinheit und einem stehenden Abrichter durchgeführt werden. Der größte Effekt im Trennschnitt konnte nach Einschätzung des PA bei hochharten Werkstoffen (Keramik) zum Tragen kommen. Diese neigen generell zum Reißen und Splittern aufgrund der schnellen Abstumpfung des Werkzeugs. Dies kann durch ein kontinuierlich schnittfreudigeres Werkzeug reduziert werden.

In der Bauindustrie, die bis auf wenige Ausnahmen durch KMU abgebildet wird, und hier in der Anwendung von Trennschleifscheiben, wirkt sich Abrichten der Werkzeuge sowohl positiv auf das Schleifergebnis als auch auf die Produktivität beim Trennschnitt von hochfesten Werkstoffen aus. Werkzeugstandzeiten erhöhen sich und Nebenzeiten für das außer-Prozess-Schärfen entfallen. Dadurch entsteht einer Vielzahl von KMU auch ein wirtschaftlicher Nutzen.