Werkzeuge

Zerspanungswerkzeuge aus Gestein statt aus Hartmetall

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Steine als Schneidstoffe: Ihre Zusammensetzung bestimmt, wie gut sie sich eignen (Bild: Leibniz Universität Hannover)
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Zurück in die Steinzeit: Wissenschaftler erforschen die Möglichkeiten, Gesteine als Schneidwerkzeuge einzusetzen. Das würde ökologisch und ökonomisch viele Vorteile bringen. Die ersten Werkzeuge aus Stein wurden erfolgreich eingesetzt.

Seit den frühesten Tagen der Menschheitsgeschichte werden Gesteine als Werkzeuge eingesetzt. Im Laufe der Geschichte lösten jedoch immer leistungsfähigere metallische Schneidstoffe sie ab. Die zunehmende Verknappung der natürlichen Ressourcen führt derzeit dazu, dass die Preise konventioneller Schneidstoffe stetig ansteigen. M.Sc. Philipp Wolters, Ingenieurwissenschaftler am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover erklärt: „Die Preise für Hartmetall steigen kontinuierlich, weil die Rohstoffe für seine Herstellung nur noch begrenzt verfügbar sind und die zugänglichen Lagerstätten für die Rohstoffe sich auf wenige Staaten wie China oder den Kongo konzentrieren. Dies schafft Gründe, Hartmetalle in möglichst vielen Anwendungsfällen zu ersetzen.“

Nur noch in Form bringen: fertig

Wolters erforscht in einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekt, ob sich konventionelle Werkzeuge bei der Bearbeitung von Nichteisenmetallen durch Zerspanwerkzeuge aus Gestein ersetzen lassen. „Die Vorteile von Gesteinen als Schneidstoff sind beachtlich“, sagt Wolters. Natürliche Gesteine sind weltweit in großen Mengen verfügbar, leicht zugänglich und günstig. Im Vergleich zu konventionellen Schneidstoffen können aus ihnen mit einem geringeren Energieaufwand Zerspanwerkzeuge hergestellt werden. Wolters: „Beispielsweise entfällt das Sintern, die Herstellung von Werkzeugen aus Metallpulvern. Die Gesteine sind bereits durch die Natur gefertigt. Sie müssen nur noch in Form gebracht werden.“

Zusammensetzung und Schleifprozess wichtig

Eine Herausforderung im Herstellungsprozess ist die natürliche Varietät der Gesteine. „Gesteine sind ein Naturprodukt“, gibt Wolters zu bedenken, „die natürliche Inhomogenität der Gesteinszusammensetzung müssen wir im Herstellungsprozess der Werkzeuge berücksichtigen und die Schleifprozesse dementsprechend anpassen.“

Im Rahmen des Projektes wird daher erforscht, welche Rolle die Zusammensetzung und die Eigenschaften der Gesteine für ihre Eignung als Schneidstoff spielen, wie ein geeigneter Schleifprozess der Gesteine auszulegen ist und wie sich diese Werkzeuge im Einsatz verhalten und einzusetzen sind. Erste Ergebnisse aus dem Projekt gibt es schon. Wolters hat Wendeschneidplatten aus verschiedenen Gesteinen hergestellt und bei der Bearbeitung von Aluminium (ENAW 2007) erfolgreich eingesetzt.

www.uni-hannover.de

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