Erkenntnisse Ohne Sauerstoff verbessert sich das Schleifen

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Kann durch eine sauerstofffreie Atmosphäre die Effizienz des Schleifprozesses gesteigert werden? Diese Frage beantworten Forscher vom IFW der Universität Hannover.

Experten des Instituts für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) untersuchen im Rahmen eines Teilprojekts des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Sonderforschungsbereichs „Sauerstofffreie Produktion“, ob sich das Schleifen ohne Sauerstoff positiv auf die Bearbeitung auswirkt. „Die Untersuchung der Schleifbearbeitung in sauerstofffreier Umgebung liefert tiefgehende Erkenntnisse über den Einfluss der atmosphärischen Bedingungen auf den Schleifprozess“, erläutert IFW-Mitarbeiter Michael Zenger. Genauer gesagt, fokussiert sich Zenger auf den Einfluss der Umgebungsatmosphäre beim Flachschleifen.

Verschiedene KSS und Schleifscheiben werden verglichen

Erste Ergebnisse zeigen, dass auch ohne Sauerstoff der Einfluss des Kühlschmierstoffs (KSS) und seiner chemischen Komponenten prozessbedingt bestehen bleibt. Durch die gezielte Auswahl und Kombination von Kühlschmierstoffen und atmosphärischen Bedingungen kann ein Einfluss auf die Bauteileigenschaften und den Schleifprozess beobachtet werden, wie betont wird. Die Kooperation mit Blaser Swisslube ermöglicht dazu eine systematische Analyse dieses Einflusses durch gezielte Variationen des KSS und seiner Additive. Zenger merkt an: „Diese Analyse bildet die wesentliche Grundlage für die Weiterentwicklung innovativer Schleifprozesse und für die Steigerung der Produktqualität.“ Zur Untersuchung des Einflusses der Kühlschmierung werden Schleifscheiben mit metallischer sowie mit keramischer Bindung verwendet, wobei die Prozessstellgrößen für drei verschiedenen KSS konstant gehalten werden. Verglichen wird dabei das standardmäßig verwendete Schmieröl von Castrol mit zwei Schmierölen von Blaser (einem sogenannten Grundöl und einem Schmieröl, das mit einem Schwefel-Additiv versetzt ist).

Keramikschleifscheiben arbeiten ohne Sauerstoff besser

Um die Einflüsse zu validieren, werden unter Variation der Umgebungsatmosphäre und der Schmieröle die Prozesskräfte, die Ölzusammensetzungen sowie die Oberflächen- und Bauteileigenschaften analysiert, wie es weiter heißt. Dabei zeigen sich vielfältige Einflussfaktoren auf die Bauteileigenschaften und den Fertigungsprozess Schleifen. Insbesondere werde deutlich, dass die Prozesskräfte bei der Bearbeitung mit keramischen Schleifscheiben generell geringer seien als mit metallischen Schleifscheiben. Laut Zenger ist auch zu erkennen, dass bei keramischen Schleifscheiben in sauerstofffreier Atmosphäre, der Einfluss der Kühlschmierung eine erweiterte Rolle spielt. Denn die veränderten atmosphärischen Bedingungen führen zu einem verbesserten Schleif-Kraft-Verhältnis. Weiterhin können bei der Variation der Kühlschmierung Veränderungen der Eigenspannungen beobachtet werden.

Geschliffene Bauteile erhalten so bessere Eigenschaften

Insgesamt ermöglicht die detaillierte Analyse der Wechselwirkungen zwischen Schleifscheibenbindung, Schmierstoffen und atmosphärischen Bedingungen ein umfassenderes Verständnis der möglichen Optimierungspotenziale im Schleifprozess. Zenger abschließend: „Durch die gezielte Auswahl und Kombination von Kühlschmierstoffen und atmosphärischen Bedingungen kann man die Bauteileigenschaften verbessern und die Effizienz des Schleifprozesses steigern.“

Das IFW bedankt sich bei Blaser Swisslube für die Bereitstellung der Schmierstoffe, sowie für die Kooperation im Rahmen der Versuche. Gleicher Dank gilt der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen der Projektförderung Sonderforschungsbereich 1368 – Sauerstofffreie Produktion.

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