Schleifen im XXXL-Format

Das Schleifen behandeln erstaunlicherweise manche Fertigungsexperten etwas stiefmütterlich, obwohl mit ihm die Qualität eines Bauteils steht und fällt. Den Stellenwert des Verfahrens kennt und schätzt Markus Weiß, Leiter der Gruppe Schleiftechnik am Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen. „Es kommen verstärkt Anfragen zum Schleifen von hochfesten Werkstoffen auf Nickel-Basis, von Titan und Carbonfaserkunststoffe (CFK)“, sagt der Fachmann. Viel Potenzial sieht er aber auch bei Werkzeugen mit definierter Schneide oder beispielsweise bei Fräsern, Wendeschneidplatten oder Bohrern. Spezielles Know-how war gefragt beim Optimieren eines Fertigungsverfahrens für ein besonderes Werkzeug. Weiß: „Es handelt sich um neue, patentierte Keramikwerkstoffe auf Basis von Zirkonoxid, aus denen Augenskalpelle zum Operieren etwa von grauem Star entstehen. Es ist eine wirtschaftliche Alternative zu sonst eingesetzten Skalpellen aus Stahl oder Diamant.“ Das Augenskalpell entsteht in mehreren Prozessschritten durch Schleifen. Wichtige Rollen übernehmen dabei das Schleifwerkzeug und die Prozessführung beim Fertigen der filigranen Strukturen Energiesparen beeinflusst zunehmend die Arbeit der Schleifexperten: Die Aachener optimieren dazu den bisher sehr hohen Verbrauch an Kühlschmierstoffen (KSS). Positive Erfahrungen machte Weiß mit esterbasierten KSS, die „von der Leistungsfähigkeit meist besser abschneiden als konventionelle Schmiermittel auf Mineralölbasis“. Außerdem kümmert sich seine Gruppe in einem Sonderforschungsbereich zusammen mit den Technischen Universitäten in Dresden und Chemnitz um das thermische Verhalten von Werkzeugmaschinen. „Wir nehmen unter die Lupe, wie die beim Schleifen entstehende Wärme sich auf die Maschinenstruktur und die Bauteil-qualität auswirkt“, erläutert Weiß.

Bei den Schleifscheiben beobachtet er einen Trend hin zum Werkstoff CFK, der bei Grundkörpern statt der klassischen Materialien wie Stahl, Keramik oder Aluminium zum Einsatz kommt, weil er höhere Schleifumfangsgeschwindigkeiten von bis zu 250 m/s erlaubt. „Es ist eine Frage der Berechnung der Wirtschaftlichkeit, bei der es auch auf Stückzahl, Verschleiß und Werkstoff ankommt“, so der Fachmann. „Es kann also durchaus sein, dass die konventionelle Scheibe die wirtschaftlichere Alternative ist.“

Doch wie sieht der Schleifexperte konkurrierende Verfahren wie das laserunterstützte Drehen an, das das Aachener Fraunhofer IPT zusammen mit der A. Monforts Werkzeugmaschinen GmbH & Co. KG, Mönchengladbach, zum Bearbeiten von härteren Materialien wie Keramik oder Hartmetall entwickelt hat? „Schleifen geht eigentlich immer“, antwortet Weiß diplomatisch. „Doch derartige Verfahrenskombinationen können durchaus technologisch und wirtschaftlich einen Sinn ergeben.“ Um hier nicht alles nur mit der Brille des Experten zu sehen, gibt es neuerdings am WZL eine Gruppe Technologieplanung, die die Vor- und Nachteile aller Fertigungsverfahren unter die Lupe nimmt.

Nikolaus Fecht Fachjournalist aus Gelsenkirchen

Die Messe Metav findet vom 28. Februar bis 3. März 2012 in Düsseldorf statt. Sie hat sich in den geraden Jahren als wichtiges Technologieschaufenster der gesamten Fertigungstechnik und Automatisierung in Deutschland für Hersteller und Kunden aus Europa fest etabliert. Rund 620 Aussteller aus 26 Ländern zeigen auf 35 500 m² Nettoausstellungsfläche das komplette Spektrum der Fertigungstechnik. Schwerpunkte sind Werkzeugmaschinen, Fertigungssysteme, Präzisionswerkzeuge, automatisierter Materialfluss, Computertechnologie, Industrieelektronik und Zubehör. Zur Besucherzielgruppe der Metav gehören alle großen Industriezweige, insbesondere der Maschinen- und Anlagenbau, die Automobil- und Zulieferindustrie, Luft- und Raumfahrt, Elektroindustrie, Metallbearbeitung, Medizintechnik und Handwerk.