Polieren Hochglänzende Freiformflächen automatisch auf Stahlformen erzeugen

Das Polieren von Freiformflächen aus Stahl lässt sich automatisieren. Das ist Ziel eines Entwicklungsprojekts, an dessen Ende eine Polierzelle zur weitgehenden Automatisierung der Oberflächenfeinbearbeitung bei Stahlformen steht. Basis dafür ist ein CAM-gesteuerter Knickarmroboter, der eine axial zustellbare, kraftgeregelte Spindel mit dem Schleif- oder Polierwerkzeug führt.

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COSCOM Computer GmbH

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Bei der Herstellung von Fahrzeugteilen, Elektronikartikeln, Haushalts- und Spielwaren, aber auch in der Lebensmitteltechnik kommen häufig Werkzeuge und Formen mit frei geformten Oberflächen zur Anwendung. Damit werden Produkte hergestellt, die hohe visuelle Anforderungen, tribologische oder optische Funktionen erfüllen müssen.

Gerade sehr glatte oder sogar hochglänzende Oberflächen verlangen jedoch einen hohen Arbeits- und Zeitaufwand beim Schleifen und Polieren. So lassen sie sich auf Freiformflächen nur manuell erzeugen – von erfahrenen Mitarbeitern. Das Ergebnis hängt derzeit noch stark von persönlichen Fähigkeiten ab und ist häufig nur schwer reproduzierbar. Um das zu ändern, arbeitet das Fraunhofer IPT an der Entwicklung einer automatisierten Polierzelle.

Basis des automatisierten Polierens ist ein CAM-gesteuerter Knickarmroboter

Dies geschieht im Rahmen des Projekts Moldfinish – zusammen mit neun Partnern aus Forschung und Industrie. Die automatisierte Polierzelle soll möglichst viele unterschiedliche Geometrien schleifen und polieren können, das Ergebnis reproduzierbar sein (Bild 1). Die Basis für den automatisierten Polierprozess ist ein CAM-gesteuerter Knickarmroboter, der eine axial zustellbare, kraftgeregelte Polierspindel führt.

Neue Polierwerkzeuge, deren Oberflächen durch eine Gummimembran eine konstante Druckverteilung auf das Werkstück ausüben, gewährleisten besonders konstante Bearbeitungsbedingungen. Dies schafft die Voraussetzung für eine flexible, reproduzierbare Bearbeitung von Oberflächengeometrien aller Art, beispielsweise zum Polieren von Kanten oder Verrundungen.

Um einen konstanten Werkstoffabtrag zu erreichen und gleichbleibende Polierergebnisse zu erzielen, erarbeitet das Fraunhofer IPT zuverlässige Strategien für die Prozessführung. Der Polierprozess wird über ein CAD/CAM-Modul gesteuert. Dies hat den Vorteil, dass sich die Bahnen und Parameter analog zum Fräsen auf frei geformten Flächen programmieren und einstellen lassen.

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