Neue Abrichttechnologie verbessert die Verarbeitung exotischer Materialien

Die Studer S41 mit WireDress-Abrichteinheit ermöglicht das Abrichten von Sintermetallbindungen in der Schleifmaschine bei voller Scheibengeschwindigkeit. Foto mit freundlicher Genehmigung von Studer.

Die Schweizer Fischer AG, ein Hersteller von Hochpräzisionsspindeln, musste die Produktivität am Standort Herzogenbuchsee steigern und gleichzeitig ihre Fähigkeit verbessern, exotische Materialien wie Titan zu schleifen.

Alfred Mair, Leiter der Schleiftechnik bei Fischer, stand vor einer Herausforderung, denn er stellte fest, dass er das Problem mit einer herkömmlichen Schleifmaschine nicht lösen konnte. Der Schleifspezialist Studer schlug eine neue Technologie vor, die für seine CNC-Universal-Rundschleifmaschine S41 verfügbar ist.

Speziell für große Werkstücke konzipiert, hat es eine Spitzenweite von 1.000/1.600 mm und eine Spitzenhöhe von 225/275 mm. Sie bearbeitet Werkstücke bis zu einem Maximalgewicht von 250 kg.

Der Schlüssel für Fischer war jedoch das WireDress®-Verbandsystem von Studer.

„Wir hatten große Hoffnungen, durch den Einsatz metallgebundener Schleifscheiben messbar und reproduzierbar höchste Qualität, höhere Produktivität, universellere Bearbeitungsmöglichkeiten sowie reduzierte Werkzeugkosten zu erreichen“, sagte Mair.

Nach Angaben des Herstellers reduziert die elektroerosive integrierte Abrichttechnik nicht nur die Stillstandszeiten, sondern ermöglicht auch das Abrichten von Sintermetallbindungen in der Schleifmaschine bei voller Scheibengeschwindigkeit.

Studer konfigurierte die Mühle mit zusätzlichen Funktionen, um Fischers Fertigungsherausforderungen zu lösen.

Die Maschine erhielt eine spezielle Hochgeschwindigkeits-Außenschleifmotorspindel, bei der das axiale Wachstum besonders gering ist. Darüber hinaus ist die Spindel am hinteren Ende verjüngt, wodurch mögliche Kollisionssituationen vermieden werden.

Dies ist ein besonderer Vorteil beim Plan-/Schulterschleifen mit schräg stehender Spindel.

Die Schleifmaschine wurde außerdem mit einem vollautomatischen Werkstückmagazin und Handlingsystem ausgestattet.

„[Wir sehen] eine Produktion, die drei- bis fünfmal schneller ist als mit herkömmlicher Technologie, mit absoluter Reproduzierbarkeit, geschliffen in einem Toleranzbereich von weniger als 1 μm“, sagte Mair.

Doch wie funktioniert diese Abrichttechnik?

„Es ist bekannt, dass metallgebundene Schleifscheiben bei der Bearbeitung schwer zerspanbarer Materialien deutlich langlebiger und formstabiler sind und letztlich eine höhere Produktivität ermöglichen“, erklärt Michael Klotz, Projektleiter Entwicklung bei der Fritz Studer AG. „Das Problem dabei ist, dass Metallbindungen mit herkömmlichen Methoden in der Schleifmaschine nur sehr eingeschränkt abgerichtet werden können. Hinzu kommt ein hoher Abrichtwerkzeugverschleiß verbunden mit einer geringen Schnittfähigkeit. Dies ist weder ein Bediener noch ein Anwender.“ -freundliche, noch hochwertige und prozesssichere Abrichtmethode.“

Deshalb kommt laut Klotz die „beste“ Bindung, eine Metallbindung, selten zum Einsatz.

Beim WireDress-System erfolgt das Abrichten mit voller Scheibengeschwindigkeit. Im Gegensatz zum konventionellen mechanischen oder externen EDM-Abrichten erfolgt diese Art des Abrichtens durch eine modifizierte Drahterosion in der Schleifmaschine, wobei das Schleiföl als Dielektrikum dient.

Der Abrichtvorgang erfolgt berührungslos und verschleißfrei. Das Korn selbst wird nicht abgerichtet, die metallische Bindung um das Korn herum wird entfernt. Je nachdem, wie tief das Korn in der Bindung eingebettet ist, fällt es entweder heraus oder verbleibt mit ursprünglicher Schärfe in der Bindung.

Die Schleifscheibe erhält einen hohen Kornabstand für maximale Schneidleistung, geringere Schleifkräfte und geringe Verbrennungsgefahr.

Durch eine Bindung mit hoher Dimensionsstabilität lässt sich nahezu jedes Profil im µm-Bereich präzise konturieren.

Mit dieser Technologie wird laut Hersteller nun die präzise Bearbeitung anspruchsvoller und kleiner Geometrien möglich, die zuvor weder wirtschaftlich noch möglich war.

„Wenn man die richtige Technologie hat, ist der Prozess Peanuts. Früher musste man sich hineintasten. Heute ist alles prozessstabil. Das hat auch den Vorteil, dass man die Kosten klarer kalkulieren kann“, so Mair.

Ein weiterer Vorteil, der insbesondere für Ingenieure und Konstrukteure interessant sein dürfte: Es können nicht nur gerade Formen, sondern auch sehr feine Profile abgerichtet werden, was mit metallgebundenen Schleifscheiben bisher nicht möglich war. Dies eröffnet Ingenieuren völlig neue Gestaltungsmöglichkeiten.

Fischer AG, www.fischerspindle.com

Fritz Studer AG, www.studer.com