Spanende Fertigung Kühler Schliff

Schleifscheiben mit kontrollierter Korn- und Porenstruktur erhöhen die Lebensdauer und verkürzen die Schleifzeit. Poröse Schleifscheiben mit Keramikbindung werden unter anderem im Flugzeugbau, der...

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Poröse Schleifscheiben mit Keramikbindung werden unter anderem im Flugzeugbau, der Automobil- und der Werkzeugindustrie eingesetzt. Sie sind bewährt und leisten gute Arbeit beim Flach-, Diaform- und insbesondere beim Tiefschleifen. Doch jetzt erlaubt der Schleifwerkzeughersteller Saint-Gobain Abrasives mit der Norton-Vortex-Technik erstmals, den Strukturaufbau der Schleifscheiben gezielt zu kontrollieren. Dadurch kann der Anwender erheblich Zeit und Kosten einsparen. Möglich wurde dieser Fortschritt durch eine neuartige Elektrokorund-Körnung und eine Innovation beim Herstellen der Keramikbindungen. Beim Tiefschleifen, etwa von Automobil-Lenkungskomponenten, Turbinenschaufelgehäusen oder Strator-Bauteilen an Gasturbinen, werden mit großer Kontaktfläche und Zustellung bei jedem Überschliff erhebliche Mengen Material abgetragen. Dabei entstehen an der Kontaktzone zwischen Schleifscheibe und Werkstück hohe Temperaturen – das Schleifbrandrisiko wächst. Poröse, keramisch gebundene Schleifscheiben sind in diesen Einsatzgebieten die erste Wahl, denn in den Poren verteilt sich das Kühlschmiermittel gleichmäßig, und die Hitze wird dank der Durchlässigkeit dieser Schleifscheiben schnell aus der Kontaktzone abgeführt. In den vergangenen Jahren ist der Kostendruck in der Industrie gewaltig gewachsen. Daher hat sich Saint-Gobain intensiv mit der Optimierung von Schleifprozessen und -werkzeugen beschäftigt, um die Kunden zu unterstützen, ihre Fertigung günstiger zu gestalten. Dabei ist es von Vorteil, dass unter dem Dach des Unternehmens Marken wie Norton, Winter, Universal, Indimant, Flexovit, Efesis, Cora oder Bay State zu einem kompletten Produktportfolio vereint sind. Daraus ergeben sich Synergien zur schnellen, effizienten und zielgerichteten Produktentwicklung. Im Mittelpunkt der Vortex-Entwicklung standen die Körnung sowie die Struktur der Schleifscheibe, denn eine optimale Schleifmittel- und Porositätsverteilung sind gerade beim Tiefschleifen entscheidend für möglichst hohen Materialabtrag, für verringerte Abnutzung und damit letztlich für eine lange Lebensdauer der Schleifscheibe. Das Ergebnis der Entwicklungsarbeit ist eine neuartig behandelte, im Hochleistungsverfahren hergestellte Elektrokorund-Körnung. Durch Vortex ist Saint-Gobain in der Lage, die Verteilung von Schleifkörnern, Porenraum und Porengröße gezielt zu steuern. So sind bisher unerreicht gleichmäßige Kornabstände und Porenvolumina realisierbar. Außerdem ist eine optimale 3D-Kornbindung ohne künstliche, umweltbelastende Porenbildner möglich. Insgesamt führt die neue Technik damit zu einem besonders hohen Grad an Durchlässigkeit der Schleifscheiben – eine 14-mal stärkere Kühlschmiermittel-Diffusion als bisher – und zu einer offeneren Porosität. Dabei entsprechen die Festigkeitswerte denen bisher eingesetzter Werkzeuge. Die Ergebnisse sind ein aggressiver Schliff, wesentlich höhere Zerspanungsleistung und keine thermische Schäden.Niedrigere Schleiftemperaturen bewirkt auch die im Vortex-Verfahren optimal verteilte und ausgerichtete Elektrokorundkörnung. Sie begünstigt die Abfuhr der Späne und reduziert die Reibung durch die geringeren Kontaktflächen. Das verlängert die Lebensdauer und die Abrichtintervalle der Schleifscheiben deutlich. Außerdem sind die Schleifscheiben leichter zu profilieren, was auch die Abrichtwerkzeuge schont. Ein weiterer Effekt: Es entstehen geringere Eigenspannungen nach dem Schleifvorgang. Weil jede Anwendung anders ist - zum Beispiel hinsichtlich Maschine, Material, Geometrie oder Kühlung - lassen sich optimale Ergebnisse nur mit Werkzeugen erzielen, die genau auf diese Gegebenheiten angepasst wurden. Mit dem neuen Verfahren lassen sich die Werkzeuge jetzt noch genauer auf die jeweilige Anwendung hin maßschneidern. Ein Beispiel für die Leistungssteigerung ist das Tief-Flachschleifen von Turbinenschaufelgehäusen aus Spezial-Inconel. Im Vergleich zu vorher eingesetzten Werkzeugen produzieren die mit Vortex hergestellten porösen Schleifscheiben 94% mehr Teile pro Werkzeug, reduzieren die Schleifzeit um 60% und minimieren die Gesamtkosten um 45% pro Teil. Oder beim Tiefschliffschleifen eines Lenkungsbauteils im Automobilbau: 150% mehr Teile pro Schleifscheibe bei hoch legiertem Stahl.Die Vortex-Technik bietet folgende Vorteile: - rund 100% höhere Lebensdauer bei konstanter Zerspanungsleistung, - rund 20% geringere Stromaufnahme bei konstanter Zerspanungsleistung oder rund 50% höhere maximale Zerspanungsleistung bei konstanter Stromaufnahme, - deutlich geringere Taktzeiten durch sehr hohe Zerspanungsleistungen, - leicht zu profilieren und deutlich verlängerte Abrichtintervalle bei Schonung des Abrichtwerkzeugs, - minimales Schleifbrandrisiko durch deutlich gesteigerte Kühlmitteldiffusion und - geringere Eigenspannung nach dem Schleifvorgang.