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Das Kundenmagazin der UNITED GRINDING Group

INTERVIEW Stephan Nell über die Zukunft des Schleifens

STATION TO STATION Die Technologiepräsentationen im Überblick

TALKING HEADS Die Fachvorträge des Symposiums

GRINDING SYMPOSIUM21. – 23. Mai 2014

Guide zu allen Stationen

Alle Vorträge zum Nachlesen

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IN DIESER MOTION FINDEN SIE:

3 WELCOME

Stephan Nell, CEO der UNITED GRINDING Group, über das Grinding Symposium

4 NEWS

„Zusätzliche Wertigkeit“: das neue Maschinendesign im Spiegel der Presse; Symposium in Zahlen; Preisregen für Motion; Motion-Kalender

6 DIE ZUKUNFT DES SCHLEIFENS

Das dritte Grinding Symposium der UNITED GRINDING Group beleuchtet die Trends von morgen und übermorgen

8 „DIE REDUKTION DER NEBENZEITEN“

CEO Stephan Nell im Interview über neue Technologien, innovative Produktionssysteme und darüber, wo derzeit die deutlichsten Effi zienzgewinne zu erzielen sind

11 STATIONEN

An 14 Stationen können Besucher des Grinding Symposiums Technologien in Aktion erleben

01_Effi zienter fertigen mit der PROKOS XT 02_Technologie für den Werkzeug- und Formenbau03_Schleifen von Kurbelwellenlagern04_Kompetenz beim Innenschleifen 05_Software für Effi zienz und Präzision06_Spitzenlosschleifen im Schrägeinstich07_Customer Care 08_Für hohe Produktivität 09_Schnell und fl exibel10_Produktivität und Komplettbearbeitung11_Hochproduktives Schleifen von Wendeschneidplatten12_Laser- oder Schleiftechnologie? 13_Werkzeugkontrolle durch Tool Measure Interface14_Effi zienz durch neueste Softwarelösungen

27 VORTRÄGE

In 20 Vorträgen, zusammengefasst in fünf Fachkolloquien, werden Entwicklungen in der Schleifmaschinenbranche und der industriellen Produktion skizziert

FACHKOLLOQUIEN

I_INTELLIGENTE PRODUKTION

Rulebreaker® – durch Regelbrüche Mitbewerber überholenProfessionelle IntelligenzTrends in der SchleiftechnologieMit Fertigungskompetenz zu Innovationen

II_FLACH- UND PROFILSCHLEIFEN

Schnellhubschleifen von HochleistungskeramikenRazorTec® – effektive SchleifscheibenreinigungTrends in der SchleifwerkzeugentwicklungAuslegung von Schleifwerkzeugen

III_PRODUKTIONS-RUNDSCHLEIFEN

Leistungssteigerung beim AußenrundschleifenSchwingungen beim spitzenlosen SchleifenEffi zienter KühlschmierstoffgebrauchCBN-Schleifen in der Massenproduktion

IV_WERKZEUGSCHLEIFEN

Werkzeugschleifen in höchster Präzision3-D-LasermaterialbearbeitungEinsatz modernster MesstechnikVollhartmetall-Hochleistungswerkzeuge

V_UNIVERSAL-RUNDSCHLEIFEN

Thermisches Verhalten von WerkzeugmaschinenNeueste Schleif- und AbrichttechnologienDynamische Stabilität von SchleifmaschinenRechnergestützte Rundschleifprozesse

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IMPRESSUMHERAUSGEBER United Grinding Group AG, Jubiläumsstraße 95, 3005 Bern VERANTWORTLICH Sandro Bottazzo OBJEKT LEITUNG Philippe Selot CHEF-REDAKTION Michael Hopp (V.i.S.d.P.) ART DIRECTION Jessica Winter OPERATION MANAGER Niels Baumgarten BILDREDAK-TION Julia Peukert AUTOREN Klaus Jopp, Heinz-Jürgen Köhler (Textchef), Merle-Sophie Röhl, Ira Schoers LAYOUT Tobias Heidmeier, Sandra Rudl HERSTELLUNG Claude Hellweg (Ltg.), Stefanie Albrecht VERLAG UND ANSCHRIFT DER REDAKTION HOFFMANN UND CAMPE VERLAG GmbH, Harvestehuder Weg 42, 20149 Hamburg, Tel. +49.40.44 188-457, Fax +49.40.44 188-236 GESCHÄFTSFÜHRUNG Christian Breid, Dr. Kai Laakmann, Christian Schlottau ACCOUNT MANAGER Niels Baumgarten LITHO PX2, Ham-burg DRUCK Neef-Stumme premium printing, Wittingen. Gedruckt auf FSC®-zertifi ziertem Papier (FSC® - C 1857)

Alle mit ® gekennzeichneten Marken sind mindestens in der Schweiz oder in Deutsch-land als Basismarke registriert und somit berechtigt, das Zeichen zu führen.

„IHR ERFOLG IST UNSER ERFOLG – IN DIESEM SINNE, WILLKOMMEN BEIM GRINDING SYMPOSIUM.“

Stephan Nell,CEO, United Grinding Group AG

„Wer von der Zukunft schwärmt, ist umso glaubhafter, wenn er die Realität im Auge behält.“

LIEBE LESERINNEN UND LESER,

Schlagworte, die derzeit sofort fallen, wenn es um industrielle Produktion geht, sind Industrie 4.0 und 3-D-Drucker beziehungsweise additive, mehrdimensionale Fertigungs-verfahren. Produktionsmaschinen kommunizieren miteinander und der 3-D-Drucker fertigt komplexe Teile. Die Ingenieure und Softwareentwickler von UNITED GRINDING arbeiten seit Langem an vielen Entwicklungen in Richtung einer vernetzten Produktion.

Doch wer von Industrie 4.0 und 3-D-Druckern spricht, ist umso glaubhafter, wenn er auch die Realität im Auge behält. Und die hält noch einige Fragen bereit: Was bedeutet die bei Weitem noch nicht gegebene Intelligenz des Werkstücks? Wie steht es um den Energie-verbrauch einzelner Verfahren? Und welche Oberfl ächengüte lässt sich wirklich erreichen?

Die UNITED GRINDING Group ordnet ihre Arbeit nicht Trends und Schlagworten unter, sondern einem großen Hauptziel. Unsere vornehmliche Aufgabe ist es, SIE, UNSERE KUNDEN, NOCH ERFOLGREICHER ZU MACHEN. Seien wir ehrlich: Entscheidend ist doch stets, das zu produzierende Gut in der höchsten Qualität, in der kürzesten Zeit und mit dem geringsten Ressourcenverbrauch herzustellen. Das gilt gestern, heute und morgen.

Bei dieser Aufgabe unterstützen wir Sie. Mit Maschinen in bester Qualität, mit unserem umfassenden Dienstleistungsangebot, mit unserem Know-how – und jetzt, in diesem Früh-jahr, mit inspirierenden Stunden auf dem Grinding Symposium. In diesem Sinne freue ich mich, Sie in Thun begrüßen zu dürfen; ICH FREUE MICH AUF DEN AUSTAUSCH MIT IHNEN UND AUF IHRE ANREGUNGEN.

Ich wünsche Ihnen viel Spaß auf dem GRINDING SYMPOSIUM 2014 und bei der Lektüre dieser Sonderausgabe unseres Kundenmagazins Motion!

WELCOME

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UNITED GRINDING GROUP NEWSUNITED GRINDINUNITED GRINDING GROUP NEWS

UNITED GRINDING GROUP

AM PULS DERINNOVATION AUF DER METALLBEARBEITUNGSMESSE EMO im September 2013 stellte die UNITED GRINDING Group das neu entworfene Design ihrer Maschinen vor und präsentier-te ihre neue Gruppenmarke. „The Rhythm of Innovation“ lautete das Motto des Events, bei dem Mitarbeiter aus elf Ländern in einem Einspielfi lm und Perkussionisten und Tänzer live am Stand für Rhythmus und Power sorgten.

Viel Anerkennung gab es in der inter-nationalen Fachpresse. Die zusätzliche Wertigkeit des neuen Designs für den Kunden betonte die „Canadian Metalwor-king“. Außer der modernen Optik gebe es „eine Reihe zusätzlicher ergonomischer Vorteile“, hob das Fachorgan „maschine + werkzeug“ aus Deutschland hervor. „Neues Image, neues Highlight“, schwärmte „Machine Market“ aus China.

Auf besonders großes Interesse stieß die neu auf der Messe vorgestellte STUDER S11. Sie müsse in ihrer Kompaktheit als Überraschung gelten, schrieb der deutsche „MM MaschinenMarkt“. „Das i-Tüpfelchen“, meinte der „SSM Schweizer Maschinen-markt“, „ist ihr modernes Aussehen, mit dem sie die Produktionshallen der Zulieferer aufwertet.“ Die S11 sei nicht nur die Antwort auf die Bedürfnisse der Anwender, schrieb das thailändische Info-Portal „Thai PR“, „sondern setzt mit ihrer Kompaktheit auch neue industrielle Standards.“

„DAS NEUE DESIGN KOMMT ABER NICHT NUR IN MODERNER OPTIK DAHER. ES BIETET EINE REIHE ERG O NOMISCHER VORTEILE.“

maschine + werkzeug, Deutschland

Das neue Design der Maschinen garantiert optimale Ergonomie und Bedienbarkeit

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PREISREGEN FÜR„MOTION“

„HERAUSRAGEND“, urteilte die Jury bei den US-amerikanischen Spotlight Awards über das Kundenmagazin der UNITED GRINDING Group und vergab Silber. „Motion“ überzeuge mit klarer Struktur, relevanten Inhalten und kreativem Layout, so die Jury. Das Magazin behauptete sich gegen eine internationale Konkurrenz von über 1500 Unternehmensmedien.

Zwei weitere Auszeichnungen in Wett-bewerben für Unternehmenskommunikati-on konnte das Magazin 2013 gewinnen. Bei den Galaxy Awards gewann „Motion“ eine lobende Erwähnung und wurde mit dem GOOD DESIGN Award beim gleichnamigen Design-Wettbewerb ausgezeichnet.


MOTION-KALENDER

JULI 2014

14.– 17.7.2014 EASTPO, SHANGHAI, CHINAWWW.EMTE-EASTPO.COM

SEPTEMBER 20141.– 5.9.2014 CIEME, SHENYANG, CHINAWWW.CIEME.ORG.CN 8.– 13.9.2014 IMTS, CHICAGO, USAWWW.IMTS.COM

16.– 20.9.2014 AMB, STUTTGART, DEUTSCHLANDWWW.MESSE-STUTTGART.DE/AMB

OKTOBER 201430.9.– 4.10.2014 Bi-MU, MAILAND, ITALIENWWW.BIMU.IT7.– 12.10.2014 TATEF, ISTANBUL, TÜRKEIWWW.TATEF.COM

NOVEMBER 201430.10.– 4.11.2014 JIMTOF, TOKIO, JAPANWWW.JIMTOF.ORG 18.– 21.11.2014 PRODEX, BASEL, SCHWEIZWWW.PRODEX.CH

GRINDING SYMPOSIUM

SYMPOSIUM IN ZAHLEN

16 294 m²

4 SPRACHEN

900min

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misst das Messegelände der Thun-Expo, auf dem das Symposium stattfi ndet. Sieben Prozent der Fläche nehmen die Stati-onen, zwölf Prozent das Cateringzelt ein.

Trends und Inno vationen der Schleifmaschinen -branche und produzierenden Industrie – vorgetragen von 20 nam haften Experten aus der ganzen Welt.

werden auf dem Grinding Symposium gesprochen. Vorträge und Technologiepräsentationen werden auf Deutsch, Englisch, Französisch oder Italienisch gehalten und simultan in die jeweils anderen Sprachen übersetzt.

bringen zusammen alle Maschinen auf die Waage, die auf dem Symposium präsentiert werden. Darunter sind mehrere Weltneuheiten.

Technologie-Präsentationen an den 14 Stationen des Grinding Symposiums zeigen Besuchern Anwendungs lösungen – live vor Ort.

3 Tage dreht sich in Thun alles um die Hartfeinbearbeitung.

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UNITED GRINDING GROUP RUBRIK

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DIE ZUKUNFT DES SCHLEIFENS Auf dem Grinding Symposium vom 21. – 23. Mai 2014 im schweizerischen Thun diskutiert die UNITED GRINDING Group mit ihren Kunden und mit externen Experten über die Schleifmaschinenbranche von morgen. Im Mittelpunkt stehen die Entwicklung innovativer Fertigungsmethoden wie Lasertechnologien und Konzepte voll vernetzter Produktion

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Zum dritten Mal lädt die UNITED GRINDING Group ihre Kunden zum Grinding Symposium ein. An den

drei Veranstaltungstagen sind Vorträge von 20 renommierten Schleif- und Ferti gungs-experten aus der UNITED GRINDING Group sowie aus Forschung und Wirtschaft zu erleben. Darin werden zum einen Szena-rien zur Zukunft des Schleifens entworfen, zum anderen die Möglichkeiten innovativer industrieller Produktion abseits des eigent-lichen Schleifprozesses skizziert.

Ergänzt wird dieser eher theoretische Zugang zu den Zukunftsthemen durch praktische Vorführungen. An 14 Statio-nen sind verschiedene Innovationen der UNITED GRINDING Group in Aktion zu erleben. Bei diesen Technologiepräsentati-onen werden neue Maschinen vorgestellt: etwa die JUNG JE600 für höchste Ober-fl ächengüte im Formen- und Werkzeug-bau oder die SCHAUDT CrankGrind zum Hochgeschwindigkeitsschleifen von Kur-

THUN-EXPO: ZWISCHEN SEE UND BERGENDas Veranstaltungszentrum Thun-Expo liegt im Westen der Stadt zwischen Schlossberg und Thuner See. Drei Säle wird das Grinding Symposium belegen, einen für das Fachkolloquium mit seinen Vorträgen, einen für die Technologiepräsentationen und einen fürs Beisammensein und den Austausch der Besucher (Foto, rechts).

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UNITED GRINDING GROUP INTERVIEW

IM GESPRÄCH

STEPHAN NELLStephan Nell (46) kam 2003 als Vertriebsleiter zu STUDER. 2005 rückte er dort in die Geschäftsführung auf. Seit 2012 ist er CEO der United Grinding Group AG.

„ENTSCHEIDEND IST DER ERFOLG UNSERER KUNDEN“Von Laser bis 3-D-Druck: Im Interview spricht Stephan Nell, CEO der UNITED GRINDING Group, über die Relevanz neuer Technologien für die Schleifmaschinenherstellung und die wahren Erneuerungs- und Einsparpotenziale in der Branche

„Wir freuen uns darauf, gemeinsam mit

Ihnen in Thun die Zukunft der Branche

zu diskutieren“, schreiben Sie auf der

Homepage zum Grinding Symposium.

Wie sieht die Zukunft der Branche aus?

Wohin entwickelt sie sich?

Stephan Nell: Wenn wir das schon wüssten, müssten wir es nicht mehr diskutieren. Es gibt viele Trends, aber ei-ne klare Richtung kann man bisher nicht absehen. Stichworte sind sicher Indus-trie 4.0 und 3-D-Drucker. Außerdem grei-fen wir auf dem Grinding Symposium auch Themen abseits der eigentlichen Hartfeinbearbeitung auf: Wie gehe ich Themen an, wie generiere ich Ideen, wie gehe ich mit Innovationen um?

Beim Stichwort Industrie 4.0 ist ja nie

ganz klar, wovon man spricht. Wie

kann man das für die Schleifmaschi-

nenbranche defi nieren? Stephan Nell: Eines der Hauptthemen ist die Vernetzung der Produktion. Die Hauptherausforderung aus meiner Sicht ist, dass das Werkstück, das unterwegs ist in der Produktion, Infor-mationen dabei haben muss. Es muss wissen, in welchem Anarbeitungszu-stand es sich befi ndet und welcher

belwellen. Auch Software können die Kun -den in Thun erleben. Vorgestellt werden unter anderem 13 in no vative Features von STUDER und die Schnittstel le Tool Measure Interface, die bei der WALTER HELITRONIC Schleif- mit Messsoftware verbindet.

Die Kombination aus Hard- und Soft-ware, aus Servicethemen und Fragestellun-gen aus der Peripherie des Schleifens steht für den ganzheitlichen Ansatz der UNITED GRINDING Group. „Kunden erfolgreich ma-chen“, nennt CEO Stephan Nell denn auch das oberste Ziel seiner unternehmerischen Aktivitäten. „Es geht darum, das Teil, das der Kunde herstellen muss, in der höchsten Qua-lität, in der kleinstmöglichen Zeit, mit dem kleinstmöglichen Ressourcenverbrauch zu produzieren.“ Dafür werden nicht immer Hightech-Lösungen eingesetzt, manchmal geht es auch um eine verbesserte Zugäng-lichkeit der Maschine, wie bei der STUDER S11. „Oft sind es die einfachen Dinge, die Optimierungspotenzial zeigen“, so Nell.

Der Veranstaltungsort des Symposiums am Thuner See ist zugleich der Hauptsitz der Fritz Studer AG. Auch in der Ortswahl spie-gelt sich die Philosophie der UNITED GRIN-DING Group wider. „Das europäische Quali-tätsversprechen“, so Stephan Nell, „wollen wir auch auf internationalen Märkten einlö-sen. Wenn man mit schweizer oder deut-scher Qualität werben kann, ist das in der Welt sicher kein Nachteil.“ Ihre Kunden fi n-det die UNITED GRINDING Group aber auf allen Märkten der Welt. „Es ist uns wichtig“, betont Stephan Nell, „dass wir eine lokale, kundennahe Organisation aufbauen, die die Sprache und die Kultur des Kunden versteht. Unseren Service, die Unterstützung des Po-duktionsprozesses beim Kunden, wollen wir lokal anbieten.“

Bearbeitungsschritt als nächster kommt. Die heutigen Maschinen, ihre Steuerung und Software, können die Informationen verarbeiten, das ist nicht das Problem. Die Frage ist, wie gebe ich dem Werkstück diese Infor mationen mit?

Setzt sich der Siegeszug der 3-D-Drucker

in der Branche fort? Wird drucken das

neue Schleifen? Stephan Nell: Nein, das wird es nicht werden. Generisch erzeugte Teile haben nie die Oberfl ächengüte wie geschliffene. Der Prozess ist diesbezüglich limitiert durch die Korngrößen, durch den Durchmesser des Laserstrahls – sie können gar nicht so feine Oberfl ächen herstellen. Von daher wird es das Schleifen nicht ersetzen. Es wird einen Einfl uss haben, indem das 3-D-Drucken den weltweiten Werkzeugverbrauch

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beeinfl usst – und Werkzeuge werden nun mal geschliffen. Außerdem ist heute der Energieverbrauch der 3-D-Drucker noch viel zu hoch. Daher wird sich das Verfahren meiner Meinung nach in naher Zukunft nur bedingt durchsetzen.

Mittlerweile gibt es futuristische Ins-

trumente zur Instandhaltung, Stichwort:

Augmented Reality, virtueller Raum. Wel-

che Rolle spielen solche Technologien bei

UNITED GRINDING? Stephan Nell: Wir haben bei STUDER schon vor Jahren die virtuelle Maschine entwickelt. Das ist ein riesiger Aufwand und die Vorteile, die es im Vergleich zur heutigen Simulation bringt, sind vernach-lässigbar. Wir können jeden Maschinen-raum simulieren und jedes Teil aufbringen, Crashtests fahren. Der Vorteil der virtuellen Maschine ist so klein, dass sich die Kosten nicht rechnen. Für Schulungszwecke entwickeln wir in diese Richtung, für die Produktion derzeit noch nicht.

Wie sind die Innovationsprozesse

bei UNITED GRINDING in der Gruppe

organisiert?

Stephan Nell: Bei jeder unserer Unter-nehmensmarken gibt es eine Innovations-abteilung, deren Mitarbeiter sich mit nichts anderem beschäftigen als mit der Frage, wie der Fertigungsprozess von übermor gen aussieht. Wir steuern über die Entwick-lungsbudgets den Wert, der nur für Inno-vationen verwendet wird. Um nicht Gefahr zu laufen, in guten Zeiten keine Zeit und in schlechten Zeiten kein Geld zu haben für Innovation. Es gibt dann Projekte wie die Laser-Entwicklung bei EWAG, die längst nicht nur EWAG betrifft. Solche Projekte werden oft in gruppenübergreifender Zu-sammenarbeit durchgeführt. Eine Firma ist bei der Entwicklung im Lead, aber dahinter fi ndet immer der Austausch zwischen den Technologien statt und die Erkenntnis-se kommen natürlich jeder Technologie zugute. Das ist einer der Vorteile, die wir als UNITED GRINDING haben und nutzen.

Wo sehen Sie die entscheidenden Inno-

vationspotenziale beim Schleifen?

Stephan Nell: Früher ging es vor allem darum, den Schleifprozess optimal zu ge-stalten. Heute sind die Prozesse teils schon ausgereizt. Es gibt immer wieder Innova-tionen auf der Maschinenseite oder von Scheibenherstellern oder Kühlmittelliefe-ranten. Auch durch höhere Steifi gkeiten bei Maschinen sind höhere Abtragsleistungenmöglich. Aber ich glaube, die wesentlichen

„ÜBER DEN GANZEN LEBENSZYKLUS EINER MASCHINE VERSUCHEN WIR DEN KUNDEN IMMER SO OPTIMAL ZU UNTERSTÜTZEN, DASS ER MÖGLICHST EFFIZIENT PRODUZIEREN KANN.“

Stephan Nell

Sprünge, die jetzt kommen, liegen in der Reduktion der Nebenzeiten. Nicht nur da-durch, dass Maschinen besser und schnel-ler umrüstbar sind. Auch etwa durch Kom-binations bearbeitung auf einer Maschine kann man ganze Logistikketten einsparen. Eine MÄGERLE-Maschine von heute zum Beispiel, das ist im Prinzip keine Schleif-maschine mehr, das ist ein Schleifbearbei-tungszentrum, das auch fräsen, drehen und bohren kann. Es gibt Projekte, in denen die

Anzahl der im Produktionsprozess involvier-ten Werkzeugmaschinen deutlich reduziert werden kann – durch die Kombination der Bearbeitungstechnologien auf unseren Maschinen. Das bedeutet Vorteile bei der Investition, beim Platzbedarf und in der Logistik: Sie müssen nicht eine große Zahl von Maschinen bedienen und beschicken. Das sind alles Bereiche, in denen Sie massiv Zeit reduzieren können. Da liegen dann die richtigen Sprünge in der Produktivität.

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UNITED GRINDING GROUP INTERVIEW

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Eines der Versprechen von UNITED

GRINDING ist die Steigerung der Wett-

bewerbsfähigkeit der Kunden. Wie

wollen Sie die heute und in der

Zukunft erreichen? Stephan Nell: Wir wollen dem Kunden nicht nur eine Maschine verkaufen, son-dern Know-how. Das beginnt bei der Anfangsberatung: Wie sehen die Pro zess -schritte aus, wie ist die Wertschöpfungs-kette gestaltet und wie der Ablauf des Schleifprozesses? Weiterhin bieten wir Unterstützung oder Training der Mitarbeiter an. Wir haben Akademien eingerichtet, in denen wir Kundenmitarbeiter ausbilden und in die Lage versetzen, die eingesetzte Technik optimal zu nutzen und Grenzen auszutesten. Durch vorbeu gende Instand-haltung versuchen wir den Kunden bei der Optimierung der Gesamtanlageneffektivität zu unterstützen und un ge plante Maschi-nenstillstandszeiten zu verhindern. Da erfassen wir viele Daten der Maschinen, damit wir voraussagen können, wann was getauscht werden müsste, damit man Wartungen geplant durchführen kann. Wenn der Kunde ein anderes Teil bearbei-ten will, bieten wir Umrüstungsunterstüt-zung an. Über den gesamten Lebenszyklus einer Maschine versuchen wir den Kunden immer so optimal zu unterstützen, dass er möglichst effi zient produzieren kann.

Wie arbeiten Sie im Bereich der daten-

gestützten Kundenbetreuung?

Stephan Nell: Das ist ein Riesenaufwand. Sie müssen viele Daten sammeln und auswertbar machen. Das hat natürlich

auch einen Datenschutzaspekt: Je mehr Daten Sie haben, desto näher kommen Sie unter Umständen auch an Produktionsge-heimnisse des Kunden. Das ist natürlich eine schwierige Grenze und kann nur im Austausch und mit dem Einverständnis des Kunden erfolgen.

Wie sichert die Gruppe ihre

Fertigungskompetenz? Stephan Nell: Fertigungskompetenz – das ist eines der wichtigen Elemente in unserem PuLs®-Programm. PuLs® steht für Präzi-sion und Leidenschaft und das ist unsere Unternehmensphilosophie. Dabei geht es um das Vermeiden von Verschwendung, um optimierte Prozesse und um die Ausbildung unserer Mitarbeiter. Für unsere Fertigungs-prozesse bedeutet dies, weltweit in unserer Industrie die Benchmark zu setzten. Und wenn Sie das konsequent verfolgen, heißt das, Sie müssen sich ständig verbessern.

„Close to the customer“, „zero distance“

– das sind Schlagworte, die eine neue

Kundennähe beschreiben. Was bedeutet

Nähe zum Kunden für Sie? Wie stellen Sie

die her? Können dabei digitale Technolo-

gien helfen?

Stephan Nell: Digitale Techniken machen es sicher möglich, dass wir uns online auf eine Maschine zuschalten können. Das hilft sicher, aber das alleine reicht nicht. Nähe hat auch damit zu tun, dass wir auf den Märkten vor Ort sind, auf denen unsere Kunden agieren. Nähe ist einerseits die geografi sche und andererseits die kulturelle Nähe, also zu verstehen: Was will

mein Kunde? Wie lebt er? Wie sind seine Produktionsprozesse? Was ist für ihn richtig? Darum kümmern sich in der UNITED GRINDING Group mehr als 450 Mitarbeiter im After-Sales-Bereich rund um die ganze Welt.

Inwieweit wirkt diese dann gewonnene

Kundennähe auf die Innovationskraft

zurück?

Stephan Nell: Je näher Sie den Kun-den sind, desto besser verstehen Sie die Kunden auch und es fi ndet ein Austausch über deren Bedürfnisse statt. Das hilft, Innovationen auch für andere Kulturkreise zu gestalten, die wir aus eigenem Antrieb vielleicht so nicht sehen. Auch die S11 ist so entstanden.

Ein anderes Thema, das mit Innovation

zu tun hat und direkt zum Symposium

führt: Einer der Referenten hat den

Begriff des Rulebreakers® geprägt. Wo

war die UNITED GRINDING Group ein

solcher Regelbrecher?

Stephan Nell: In der Vergangenheit gab es Entwicklungen, die richtungsweisende Innovationen waren. Die gesamte Industrie wurde etwa beeinfl usst vom Schleifkopf mit mehreren Scheiben und der ersten CNC-ge-stützten Maschine. Das hat wirklich etwas verändert, da gab es große Umbrüche. Im Moment kann ich mir vorstellen, dass Laser so etwas wird, aber das Potenzial dieser Technologie steckt noch in den Anfängen. Zum Abschluss: Wie sind Ihre Erwartun-

gen an das Symposium, wie sieht Ihre

persönliche Planung aus?

Stephan Nell: Ich werde da sein, und zwar für Kunden, weniger für das Symposium. Ich will möglichst viel Zeit mit Kunden verbringen, mit ihnen reden und hören, was sie sich von uns wünschen. Das ist eine Chance, Kunden aus der ganzen Welt zu sehen. Schön wäre, wenn die Kunden nach Hause gehen und sagen, das hat mir etwas gebracht. Was mir noch wichtig ist: Es geht nicht nur ums Schleifen. Wir bieten auch Themen an, die nichts mit dem Schleifen zu tun haben – sondern mit Optimieren, mit Besserwerden in den unterschiedlichsten Bereichen. Und das ist ja das, was wir uns auf die Fahne geschrieben haben: Wir wollen unsere Kunden erfolgreich ma-chen. Und so hoffen wir, dass wir unseren Kunden einen Mehrwert bieten können.

Interview: Michael Hopp

„ES GEHT DARUM, VERSCHWENDUNGEN ÜBER DIE GANZE PROZESSKETTE ZU VERMEIDEN – PuLs® IST UNSERE ANTWORT DARAUF.“Stephan Nell

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SCHLEIFRING GRUPPE RUBRIK

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STATION

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01 EFFIZIENTER FERTIGEN MIT DER PROKOS XT

02 TECHNOLOGIE FÜR DEN WERKZEUG- UND FORMENBAU

03 SCHLEIFEN VON KURBELWELLENLAGERN

04 KOMPETENZ BEIM INNENSCHLEIFEN

05 SOFTWARE FÜR EFFIZIENZ UND PRÄZISION

06 SPITZENLOSSCHLEIFEN IM SCHRÄGEINSTICH

07 CUSTOMER CARE

08 FÜR HOHE PRODUKTIVITÄT

09 SCHNELL UND FLEXIBEL

10 PRODUKTIVITÄT UND KOMPLETTBEARBEITUNG

11 HOCHPRODUKTIVES SCHLEIFEN VON WENDESCHNEIDPLATTEN

12 LASER- ODER SCHLEIFTECHNOLOGIE?

13 WERKZEUGKONTROLLE DURCH TOOL MEASURE INTERFACE

14 EFFIZIENZ DURCH NEUESTE SOFTWARELÖSUNGEN

An 14 Stationen sind Technologien in Aktion zu erleben – von Hard- und Software bis zu einem umfassenden Servicekonzept

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EFFIZIENTER FERTIGEN MIT DER PROKOS XT

KÜRZERE DURCHLAUFZEITEN, ein geringerer Einrichtaufwand und automatisierte Arbeitsprozesse sorgen für mehr Effi zienz im Fertigungsprozess. Positiv beeinfl usst werden können diese Produktionskenn-größen mit dem neuen Komplettbearbei-tungszentrum PROKOS XT. Es vereint Technologien wie das Schnellhubschleifen, das Tiefschleifen sowie das Bohren und Fräsen mit einem neuen, richtungsweisen-den Softwarepaket für die CAD/CAM-Kopp-lung. Das Ergebnis: eine effi ziente Produk-tionslösung nicht nur für die Bearbeitung von Turbinenschaufeln.

Mit der neuen Softwarelösung können Anwender Schleif-, Bohr- und Fräsoperatio-nen zunächst am PC entwickeln, simulieren und einer Kollisionsprüfung unterziehen, bevor das Programm an die Maschine überspielt wird. Die Software unterstützt außerdem die bewährte BLOHM-Zyklen-programmierung. Dieser Funktionsumfang ist bislang einzigartig. Die Software erlaubt dem Bediener, Technologieparameter wie Schnittaufteilung oder Abrichtzeitpunkt wie gewohnt direkt an der Maschine zu ändern.

Die Simulation des Programms in der Auslegungsphase ermöglicht frühzeitig eine realistische Aussage über die zu erwartenden Prozesszeiten

DIE VORTEILE AUF EINEN BLICK

Kombinationsbearbeitung: schleifen, bohren und fräsen in einer Aufspannung

Reduzierung von Rüst- und Nebenzeiten durch CAD/CAM-Kopplung

schneller Werkzeugwechsler mit 24 Stationen

Automatisierung durch Roboteranbindung möglich

höchste Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit durch Siemens-Steuerung

„DIE CAD/CAM-KOPPLUNG TRÄGT WESENTLICH ZUR REDUZIERUNG DER RÜST- UND NEBEN-ZEITEN BEI.“Arne Hoffmann, Blohm Jung GmbH

Bei Bedarf können diese Änderungen an das Programm zurückgespielt und alle Technologiedaten in der CAM-Werkzeug-datenbank abgelegt werden.

Mit der neuen Softwarelösung werden Fehler bei der Programmerstellung ver-mieden, die zu einem Schaden an der Maschine führen können. Das Einfahren der Maschine wird beschleunigt.

In Verbindung mit dem zukunftsweisen-den Spannkonzept GreenCap® und einer zusätzlichen Rundachse kann die PROKOS zu einer Sechs-Achs-Maschine ausgebaut werden, die ideal für die Bearbeitung von Turbinenlaufschaufeln in einer Aufspan-nung geeignet ist.

Ebenfalls an Station 1 des Grinding Symposiums zu erleben ist RazorTech® – das neuartige Verfahren zum Abrichten und Reinigen von Schleifscheiben in prozess-abhängigen Intervallen, das den Schleif-scheibenverbrauch um bis zu 30 Prozent reduziert.

KONTAKT [email protected]

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02MÄGERLE BLOHM JUNG STUDER SCHAUDT MIKROSA WALTER EWAG

MIT ZWEI NEUEN BAUREIHEN knüpft JUNG nahtlos an die Erfolge der Vergangenheit an: Die J-Serie als CNC-Maschine auf Basis der bekannten JUNG-Oberfl äche umfasst aktuell zwei Baugrößen: die J600 mit einem Arbeitsraum von 600 x 300 Millimetern und die J800 (800 x 400). Auf dem Grinding Symposium wird erstmals auch die neue JE600 vorgestellt. Sie ist die erste Maschi-ne der neue JE-Baureihe mit EasyProfi le-Steuerung. Beide Maschinenvarianten lassen sich mit den Abrichtsystemen aus dem Zubehör von BLOHM und JUNG individuell ergänzen.

Egal für welche Kombination sich der Anwender entscheidet: Höchste Präzision und beste Oberfl ächengüte gepaart mit einem anwenderfreundlichen Bedienkon-zept garantieren ein erfolgreiches Arbeiten.

Eine entscheidende Voraussetzung für exzellente Oberfl ächenqualität sind die besonders reibungsarmen hydrodynami-schen Gleitführungen EasySlide, mit denen die Maschinen ausgestattet sind. Sie garantieren hervorragende Dämpfungs-eigenschaften und eine große Laufruhe.

TECHNOLOGIE FÜR DEN WERKZEUG- UND FORMENBAU

Hochpräzise Kugelgewindetriebe ermögli-chen hohe Beschleunigungen, 300 Hübe pro Minute und Vorschubgeschwindigkei-ten von bis zu 50 Metern pro Minute und schaffen so die Voraussetzung für einen wirtschaftlichen Betrieb. Die präzise mechanische Bauweise der Maschinen ist Garant für dauerhaft erstklassige Schleif-ergebnisse. „Der Anwender kann sicher sein, dass die Werkstücke, die er auf den neuen JUNG-Maschinen bearbeitet, genau seinen Erwartungen entsprechen – auch ohne ständige Zwischenkontrollen“, erklärt Thomas Mank, Gebietsverkaufsleiter bei JUNG. Die Maschinen bieten speziell beim Einrichten ein hohes Maß an Ergonomie. Zwei unabhängig voneinander bedienbare elektronische Handräder erleichtern den Arbeitsgang. Das für die J-Serie optional erhältliche Kopf-Profi labrichtgerät PA-K37 mit seiner automatischen Werkzeugjustage gewährleistet einen uneingeschränkt nutzbaren Schleifbereich.



höchste Präzision und Oberfl ächengüte

maximale Flexibilität

große Werkstückvielfalt

Handräder für die manuelle Zustellung der Achsen

Kurzhubfunktion mit 330 Hüben auf 25 Millimetern Länge

„DIE NEUEN MASCHINEN DER MARKE JUNG BIETEN

MAXIMALE FLEXIBILITÄT UND PRÄZISION FÜR

DEN WERKZEUG- UND FORMENBAU.“

Thomas Mank, Blohm Jung GmbH

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Weltpremiere: Die neue CrankGrind schleift Haupt- und Hublager in höchster Präzision und mit kürzesten Bearbeitungszeiten

MIT DER CRANKGRIND stellt SCHAUDT erstmals eine Maschine zum Hochge-schwindigkeitsschleifen von Kurbelwellen vor, das als Königsklasse im Bereich des Präzisionsschleifens gilt. Die jahrzehntelan-gen Er fah rungen im Un rundschleifen sind in den neuen Ma schinentyp eingefl ossen, der nun seine Weltpremiere auf dem Grinding Symposium erlebt.

Die Maschine ist mit einem Doppel-kreuzschlitten ausgestattet, bei dem jeder der Schlitten unabhängig vom anderen bewegt werden kann. Die Schlitten ver-fügen über jeweils eine Z-Achse und eine hochdynamische X-Achse, die für das Einstech- und Längsschleifen von Kurbel-wellenhaupt- und -hublagern optimiert sind.

Zudem sind sie mit je einer großen Schleifscheibe von 600 Millimetern Durchmesser ausgerüstet, die über einen Hochleistungsdirektantrieb verfügt. So ist eine Synchronbearbeitung von benach barten Haupt- und Hublagern

möglich und die Bearbeitungszeit wird deutlich reduziert.

Die CrankGrind ist auf dem bewährten Granitan®-Maschinenbett aufgebaut und bietet sowohl eine hohe thermische Stabilität als auch eine sehr gute dynami-sche Dämpfung.

Die Grundlage für hochpräzise, stabile Schleifprozesse bilden die optimierte Maschinenbasis und die erprobte Füh-rung StuderGuide® auf der Z-Achse, eine Kombination aus einer hydrodynamischen Gleitführung und einer hydrostatischen Führung. Auf den X-Achsen, die mit Linearmotoren ausgerüstet sind, kommen hydrostatische Führungen zum Einsatz, die die Magnetkräfte verschleißfrei aufneh-men und damit eine sehr fl ache Führung zulassen.


SCHLEIFEN VON KURBELWELLENLAGERN


Doppelkreuzschlitten für höchste Produktivität

Schleifgeschwindigkeiten bis 200 m/s

Granitan®-Maschinenbett für hohe thermische Stabilität und dynamische Dämpfung

bewährte StuderGuide®-Führung auf der Z-Achse

verschleißfreie, vibrationsdämpfende, hydrostatische Führungen auf den X-Achsen

optimale Maschinenergonomie

„BEI DER ENTWICKLUNG DER CRANKGRIND HABEN WIR NEBEN DER HOHEN FUNKTIONALITÄT UND PRODUKTIVITÄT VOR ALLEM AUCH AUF BESTMÖGLICHE ERGONOMIE GEACHTET.“Daniel Mavro, Schaudt Mikrosa GmbH

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SEINE GESAMTE EXPERTISE im Bereich Innenschleifen demonstriert STUDER an der Station 4 des Grinding Symposiums. Bereits erfolgreich eingeführt sind die S110 als kompakte, fl exible Einstiegsmaschine und die CT960 als Allroundmaschine mit Vier-Spindelrevolver und Messtaster.

Die Besonderheit der S110 ist ihr technisches Konzept, bei dem das Werk -stück auf dem Kreuzschlitten verfahren wird. Die auf dem Maschinen sockel fest montierten Schleifspindeln stehen dagegen still. Diese Variante ermöglicht einen beson-ders hohen Bedienkomfort. Der Spindel-aufbau lässt sich an die Kundenwünsche anpassen und es können bis zu drei Schleifspindeln linear angeordnet werden.

Die deutlich größere CT960 hat eine B-Achse mit Direktantrieb, die von plus

61 Grad bis minus 91 Grad schwenkbar ist und so den Einsatz in verschiedenen Arbeitsbereichen ermöglicht. Besonders erfolgreich ist die Maschine beim Schleifen von sehr harten Materialien wie Hartmetall (HM) und Keramik.

Erstmalig präsentiert STUDER auf dem Symposium die neue S141, die das um-fangreiche Portfolio in Richtung größerer Werkstücke abrundet. Sie bietet auf dem Schwenktisch Platz für Teile bis 1300 mm Länge und 400 mm Durchmesser und einem maximalen Gewicht von 250 Kilogramm.

Der positionierbare Schwenktisch arbeitet zwischen minus 10 Grad und plus 15 Grad. Die Maschine ist wahlweise mit bis zu vier Innenspindeln (Durchmesser bis 140 Millimeter) auf einem Revolver mit

Direktantrieb ausgerüstet. Bis zu zwei Außenspindeln mit Scheiben bis zu 300 Millimetern sind einsetzbar.

Zudem hat sie ein oder zwei Klappab-richter. Nach Bedarf werden diese mit Diamanten oder Abrichtturbinen (Abricht-spindeln) ausgestattet. Für das genaue Einstellen und Spannen der langen Teile wurden neue Setzstöcke entwickelt. Das neue Maschinendesign ist ergonomisch optimiert und ermöglicht einen äußerst guten Zugang für einfachstes Einrichten.


KOMPETENZ BEIM INNENSCHLEIFEN

Geballte Kompetenz beim Innenschleifen: STUDER

präsentiert gleich drei Maschinen, die das ganze

Spektrum bis zu großen Werkstücken abdecken

DIE VORTEILE DER S141 AUF EINEN BLICK

Werkstücklänge bis 1300 Millimeter

Werkstückgewicht bis 250 Kilogramm

große Auswahl an Schleifspindeln und Abrichtvorrichtungen

optimierte Ergonomie

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INSGESAMT 13 SOFTWARE-FEATURES zur Stei- gerung von Effi zienz und Präzision präsen- tiert STUDER auf Station 5 des Grinding Symposiums. Mit der Funktion „Scheiben-abdruck“ (StuderDress) lässt sich direkt aus der Werkstückzeichnung ein Abdruck für das Schleifscheibenprofi l er stellen – und damit viel Zeit sparen. Die Funktion „A-Achse-Gewinde schleifen“ ermöglicht es, Gewinde mit viel größeren Steigungs-winkeln zu schleifen als bisher. Damit können auch Kugelgewinde, mehrgängige Gewinde und Schnecken bearbeitet werden. Mit „StuderWINtraining“ lassen sich am eigenen PC Schulungen durchführen.

Das Feature „StuderTechnology“ zur Auslegung von Schleifprozessparametern gibt dem Anwender die Möglichkeit, sich mit den besten Schleifern zu messen – un-abhängig von der eigenen Erfahrung. Es steht serienmäßig auf allen Maschinen mit StuderWIN zur Verfügung.

Zusammen mit der neuen S11 kommt die vereinfachte Bediensoftware StuderWINfocus auf den Markt, die auf das Thema Hochproduktion fokussiert ist. Sie

SOFTWARE FÜR EFFIZIENZ UND PRÄZISION

trägt zur sicheren Programmierung und effi zienten Nutzung der Maschine bei und erlaubt eine einheit liche Programmierung der verschiedenen Systeme. Mit dem Modul „Messwerk zeuge“ können aktive Messtaster neu als Messwerkzeuge de-fi niert und damit für verschiedene Einsatz-zwecke frei programmiert werden.

Mit dem Offl ine-Programmiersystem StuderGRIND lassen sich bequem vom Büro aus Programme für STUDER-Schleif-maschinen erstellen, ohne dass in dieser Zeit die Maschine stillsteht. Das Tool bietet außerdem Unterstützung bei der Erstellung von Werkstückzeichnungen, bei der Zeit- und Kostenberechnung sowie der Auftrags-bearbeitung und verspricht so Effi zienz-steigerungen um bis zu 50 Prozent.

Unter der Bezeichnung StuderSIM wurde eine Simulationssoftware entwi-ckelt, mit der hochpräzise Innenkonturen und Radien bei der Herstellung von Matrizen gelingen.


Viele neue Features: STUDER hat seine Software in vielen Bereichen verbessert und ausgebaut


StuderWINtraining – Ausbildung für STUDER-Maschinen am eigenen PC

StuderTechnology – Unterstützung zur Auslegung von Schleifprozessparametern

StuderGRIND – Programme für Schleif-maschinen offl ine erstellen, während die Maschinen weiter produzieren

StuderSIM – Simulationssoftware, um den Schleifprozess bis ins Detail nachzustellen

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DIE KRONOS S 250 von MIKROSA, deren neueste Generation auf dem Grinding Symposium präsentiert wird, besticht durch ihr einzigartiges Maschinenkonzept mit zwei Kreuzschlittensystemen auf der Schleif- und Regelscheibenseite. Das erlaubt neben dem Durchgangs- und Einstechschleifen auch die Kombination mehrerer Arbeitsoperationen in einer Maschine. Die Spindeleinheit kann um sechs Grad schräg gestellt werden. So wird das gezielte Maßschleifen von Durchmes-ser und Stirnfl äche in nur einer Operation möglich. Egal welches Schleifverfahren, die Kreuzschlitten mit digitalen Antrieben gewährleisten hohe Präzision bei großer Dynamik. Die Anzahl der benötigten Achsen wird von sechs auf vier reduziert bei gleichzeitig erhöhter Bearbeitungsfl exi-bilität. Für eine hohe thermische Stabilität und optimale Schwingungsdämpfung sorgt dabei das bewährte Maschinenbett aus Granitan®.

SPITZENLOSSCHLEIFEN IM SCHRÄGEINSTICH

Mit zwei Kreuzschlitten-systemen auf der Schleif- und Regelscheibenseite: die KRONOS S 250


höchste Präzision

Produktivitätsvorteil durch Mehrfach- produktion

fl exible technologische Einsatz- möglichkeiten

standardisierte Automatisierungs- lösungen

einfache Programmierung durch optimierte Bedienoberfl äche

„DIE KRONOS S 250 REALISIERT S PITZEN-WERTE IN TAKTZEIT UND WIRTSCHAFTLICHKEIT.“Karsten Otto, Schaudt Mikrosa GmbH

Ein weiteres Highlight der Maschine ist das Abrichten der Schleif- und Regelscheiben über vier CNC-Achsen im Zentrum auf Werkstück ebene. Dadurch wird eine höhere Profi lgenauigkeit erzielt und die temperatur bedingte Verlagerung der Schlittensysteme sowie der sich darauf befi ndlichen Spindeln kompensiert.

Die besonderen Fähigkeiten der KRONOS S 250 demonstriert MIKROSA beim Schleifen von symmetrischen Tonnenrollen mit sphärischer Stirnfl äche in Doppelproduktion im Schrägeinstich. Selbst bei den ballischen Formen, die als anspruchsvollste Schleifarbeit gelten, zeigt die Maschine höchste Präzision im Mikro -meterbereich bei gleichzeitig hoher Pro-duktivität. Damit ist die KRONOS S 250 für kleine und mittlere Serien im Durchmesser-bereich bis zu 40 Millimetern ideal geeignet.


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07DIE VORTEILE AUF EINEN BLICK

weltweit über 50 HelpLines

mehr als 250 Servicetechniker in der Nähe der Kunden

über 450 Customer-Care-Mitarbeiter in der UNITED GRINDING Group

besserer Kontakt zu den Kunden durch Techniker aus ihrem

unmittel baren Umfeld

bessere Kenntnisse über Sprache, Mentalität und Gebräuche der Kunden

„WIR SCHICKEN KEINE SERVICETECHNIKER IN DIE WELT HINAUS. WIR WOLLEN DIE WELT ZU UNS EINLADEN.“ Marco Vallesi, Customer Care, Fritz Studer AG

CUSTOMER CARE

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MÄGERLE BLOHM JUNG STUDER SCHAUDT MIKROSA WALTER EWAGP

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EINE UMFASSENDE VISION vom Custo-mer Care hat die UNITED GRINDING Group entwickelt. Da die Lösungen immer kom-plexer werden und die Unternehmer der Gruppe in immer größerem Ausmaß global agieren, ist der Service für den Kunden direkt vor Ort von besonderer Bedeutung. Deshalb widmet das Grinding Symposium diesem Feld eine eigene Station.

Um die Bedürfnisse von Märkten und Kunden zu erfüllen, wird es in Zukunft nicht länger darum gehen, Techniker aus Deutschland oder der Schweiz in alle Welt zu schicken, damit sie Wartung, Instandhal-tung, Reparaturen oder Software-Updates übernehmen. „Unsere Idee besteht viel-mehr darin, dieses veraltete Prinzip um-zudrehen. Wir wollen die Welt zu uns einladen“, erklärt Marco Vallesi, Customer Care, Fritz Studer AG. Voraussetzung dafür ist der Aufbau von Akademien in den Unter-nehmen der UNITED GRINDING Group, die die Ausbildung der Servicetechniker ent sprechend den Anforderungen vor Ort übernehmen. An dieser speziellen Schule – Station 7 des Grinding Symposiums ist nicht ohne Hintersinn zum Teil einem

Klassenraum nachempfunden – sollen also nicht nur die eigenen Servicetechniker, sondern auch Techniker aus den Handels-vertretungen und direkt von großen Kunden ausgebildet werden.

DER NEUESTE STAND DER MASCHINEN-ENTWICKLUNG„Wenn wir die lokalen Servicetechniker zum Beispiel aus Singapur zu uns holen, hat das viele Vorteile, denn sie kennen die Eigenarten ihrer Kunden viel besser“, so Vallesi. Für die Akademien soll ein Kurssys-tem entwickelt werden, das auf bestehende Fähigkeiten aufsetzt und zugleich Wissen auf dem neuesten Stand der Maschinen-entwicklung vermittelt.

Auf diese Weise entsteht ein Jahresplan an Schulungen, der alle Notwendigkeiten abdeckt. Wie sagte schon Henry Ford: „Er-folg besteht darin, dass man genau die Fä-higkeiten hat, die im Moment gefragt sind.“ Das gilt natürlich auch für die Vermittlung der Fähigkeiten.

Die Akademien stellen für eine umfas-sende Ausbildung die Infrastruktur und vor allem das Lehrpersonal, eigene Maschinen sowie zusätzliche Exponate zur Verfügung. Die Schulungen sind dabei als fortlaufender Prozess zu verstehen. Sie bauen aufeinan-der auf und decken dabei den gesamten Bereich – aufgeteilt auf drei verschiedene Levels – von Grundkenntnissen bis zum Expertenwissen ab. Die Themen sind zunächst technisch abgeleitet, beschäfti-gen sich also mit den Kernkompetenzen im

Service-Know-how wie Fehlersuche und -analyse. Ergänzt werden sie von allgemei-neren Inhalten wie Sicherheit, Organisation oder Kundenbetreuung. Damit will die UNITED GRINDING Group eine neue Art der Kundennähe herstellen und zugleich drei Trends begegnen: der zunehmenden Komplexität der Maschinen, dem fort-schreitenden Technikermangel und der höheren Personalfl uktuation.

SCHWERPUNKTE DER AKADEMIENDie Arbeit an den Akademien im Sinne des Customer Care steht unter den Über-schriften Skillsmanagement und Wissens-management. Mit dem Skillsmanagement wird der Ausbildungsstand, das Wissen jedes einzelnen Mitarbeiters, aber ebenso das von externen Kräften festgestellt, um daraus die Ausbildungsstrategie abzuleiten und die Fähigkeiten des Einzelnen weiter zu verbessern.

Beim Wissensmanagement geht es um den einfachen Zugang zu Know-how und dessen Sicherung, welches durch Pen sionierung und Abwanderung von Mitarbeitern bedroht ist. Weitere Aufgaben sind die Wissensverbreitung, die durch neue Anlagen und Technik notwendig ist, sowie die Wissensverlagerung, um das Wissen zu verbreitern und Expertenwissen auf zusätzliche Köpfe zu verteilen.


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FÜR DIE FERTIGUNG GROSSER SERIEN wie auch für die Bearbeitung von Kleinserien mit ho-her Fle xibilität bietet STUDER immer wieder Maschinen mit außergewöhnlicher Perfor-mance an. Auf dem Grinding Symposium demonstriert der Hersteller die Leistungs-fähigkeit seiner Maschinen mit der neuen S11, die erstmals auf der EMO vorgestellt wurde, und mit der bewährten S22, die seit Neuestem mit der revolutionären Abricht-technik für CBN-/Diamantschleifscheiben, WireDress®, ausgerüstet ist. Dank ihrer kompakten Bauweise ist die S11 be sonders für kleine Werkstücke hochproduktiv. Auf weniger als 1,8 Quadratmetern Stell-fl äche arbeitet sie effi zient und zuverlässig. Trotzdem ist die Zugänglichkeit optimal gewährleistet. Eine Schleifscheibe mit 500 Millimetern Durchmesser sorgt für beson-dere Leistungsdichte. Erstmals präsentiert STUDER die S11 auf dem Grinding Sympo-sium in der HSG-Version für das Hochge-schwindigkeitsschleifen (HSG). Eine zweite S11 ist mit einer Dornschleif vorrichtung für die Groß pro duktion von Düsenkörpern ausgerüstet.

Bei der S22 steht das Kundenwerkstück mittlerer Größe in der Massenfertigung im Fokus. Bisher bietet die Maschine schon ein breites Spektrum an Bearbeitungsmöglich-keiten wie Rundschleifen, Formen- und Gewindeschleifen, Hochgeschwindigkeits-schleifen oder Heavy-Duty-Anwendungen mit 160 Millimeter breiten Schleif scheiben. Weltweit einzig artig und zudem patentiert ist WireDress®, die neue Möglichkeit zum Abrichten von metallgebundenen Diamant-schleifscheiben. Damit ist erstmals eine Profi lierung der Scheiben möglich; bisher konnte allenfalls eine Konditionierung durchgeführt werden. Die neue Abrichttech-nik wurde von STUDER im Rahmen eines schweizweiten Forschungsprojektes initiiert.

Mit diesen Highlights haben beide Maschinen ihre Performance nochmals gesteigert.


FÜR HOHE PRODUKTIVITÄT

Auf dem Grinding Symposium präsentiert STUDER zwei S11 für die Automobil-industrie; eine zur Bearbeitung der Kontur von Turbowellen mit HSG und eine zur effi zienten Bearbeitung von Düsenkörpern


S11 – äußerst kompakte Bauweise, hohe Produktivität, hohe Ergonomie, einfache Automatisierung

S22 – vielfältige Schleifmöglichkeiten

STUDER-WireDress® – revolutionäre Abrichttechnik für CBN-/Diamantschleif scheiben

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DIE S41, die neue Universal-Rundschleif-maschine von STUDER, hat gleich in mehrfacher Hinsicht Power. Mit dem revolutionären StuderGuide®-Führungs-bahnsystem, hochpräzisen Achsantrie-ben mit Linearmotoren und dem extrem schnellen Direktantrieb der B-Achse ist ihre Bearbeitungsgeschwindigkeit vergleichbar „mit dem Tempo eines Dragsters“, erklärt STUDER-Experte John Richard.

Im Gegensatz zu den „Raketen auf Rädern“ kann die S41 aber auch im Bereich von einem Zehntel Mikrometer stoppen. Sie „verkraftet“ große Werkstücke bis zu einem Maximalgewicht von 250 Kilogramm und ist für Spitzenweiten von 1000 respek-

tive 1600 Millimetern sowie Spitzen höhen von 225 beziehungsweise 275 Millimetern ausgelegt.

Wichtigste Komponente zur Bearbei-tung ist der Schleifspindelstock mit inte-grierter B-Achse. Dieser schwenkt automa-tisch und ermöglicht den Einsatz von bis zu vier Schleifscheiben. Werkstücke können so in nur einer Aufspannung komplett bearbeitet werden. Besondere Stärke zeigt die S41 bei der Vielfältigkeit: Kombinationen aus bis zu vier Außen- oder Innenschleifspin-deln ergeben über 30 Grundvarianten, die keine Kundenwünsche offen lassen.

Zum effi zienten und hochpräzisen Gewindeschleifen bietet STUDER auf der

S41 eine automatisch schwenkbare A-Achse an, deren Schwenkwinkel plus/minus 15 Grad beträgt. Je nach Modell gibt es Ausführungen für das Innenschleifen sowie für die Schleifscheibenumfangs-geschwindigkeit Standard und Hochge-schwindigkeit für das Außenschleifen. Wenn vom Kunden gewünscht, kann die S41 sogar mit zwei A-Achsen ausgestattet werden.

Die positions- und geschwindigkeits-geregelte C-Achse ermöglicht außerdem das Schleifen von Formen und Gewinden.


SCHNELL UND FLEXIBEL


StuderGuide®-Führungsbahnsystem

hochpräzise Achsantriebe mit Linearmotoren

extrem schneller Direktantrieb der B-Achse

über 30 Grundvarianten durch bis zu vier Außen- und Innenschleifspindeln

automatisch schwenkbare A-Achse

„DIE S41 KANN NAHEZU ALLES – VON EINFACHEN UNIVERSELLEN AUFGABEN BIS HIN ZU KOMPLEXEN MASS-GESCHNEIDERTEN LÖSUNGEN.“John Richard, Fritz Studer AG

Für Großes geeignet: Auf der neuen STUDER S41 können Werkstücke von bis zu 250 Kilogramm Gewicht bearbeitet werden

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Stark in der Turbinen-industrie: die MFP 50

PRODUKTIVITÄT UND KOMPLETTBEARBEITUNG

DIE MÄGERLE MFP 50 vereint kompaktes Design, Flexibilität und Leistung. Das Fünf-Achs-Präzisionsschleif- und Bearbei-tungszentrum wurde speziell für die Mehrseiten- und Komplettbearbeitung komplexer Werkstücke wie Turbinenleit-schaufeln für Flugzeugtriebwerke in einer Aufspannung entwickelt. Hohe Achs-geschwindigkeiten sowie ein schneller Werkzeugwechsel garantieren minimale Nebenzeiten und eine hohe Produktivität.

Der integrierte Werkzeugwechsler der MFP 50 bestückt die Hochleistungsspindel mit dem für die jeweilige Bearbeitungsauf-gabe erforderlichen Werkzeug. Dazu zählt neben Schleifscheiben, Bohr- und Fräs-werkzeugen auch ein Messtaster zur automatischen Durchführung von Qualitätskontrollen.

Die hochpräzise Zwei-Achsen-NC-Kom-bination aus einer Schwenkachse und einer integrierten Rundachse erfüllt hohe An-forderungen an die Fertigungstoleranzen. Die Spannvorrichtung der Leitschaufel ist auf einem Nullpunktspannsystem montiert und somit für einen automatisierten Betrieb vorbereitet.


kundenspezifi sche Anpassungen durch Baukastensystem

hohe Präzision dank vorgespannter hydrostatischer Führungssysteme

Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit und hohe Lebensdauer

SICHER UND EFFIZIENT

Ein über zwei Achsen gesteuertes Über-kopfabrichtsystem richtet die Schleif-scheiben kontinuierlich ab. Damit sind höchste Zerspanleistung und Profi ltreue selbst bei schwer zerspanbaren Werkstof-fen garantiert. Das intelligente Konstrukti-onsprinzip sorgt zudem für die maximale Ausnutzung des Schleifscheibendurch-messers und damit für signifi kante Kosteneinsparungen. Somit verbindet die MFP 50 Fertigungsqualität und -sicherheit mit großer Kosteneffi zienz.

Auch die optimierte Kühlschmierstoff-zufuhr trägt zur hohen Produktivität der MFP 50 bei. Optional erhältlich sind außer-dem ein dynamisches Auswuchtsystem für Schleifscheiben und eine Werkzeug-überwachung mit einem umfangreichen Softwarepaket.

MÄGERLE präsentiert die MFP 50 anlässlich des Grinding Symposiums an Station 10: Dazu zeigt das Team verschie-dene fünfachsig-simultane Schleif- sowie Bohr- und Fräsoperationen an der Leit-schaufel eines Flugzeugtriebwerks.


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UM HOHEN ANFORDERUNGEN an Flexibilität und Geschwindigkeit bei der Bearbeitung von Wendeschneidplatten gerecht zu werden, bietet EWAG mit den Werkzeug-schleif maschinen COMPACT LINE und INSERT LINE ideale Lösungen an.

Die vielseitige und wirtschaftliche COMPACT LINE wurde speziell für das fl exible Schleifen von Wendeschneidplatten unterschiedlicher Materialien entwickelt. Die Torque- und Linearantriebe des Bearbei-tungscenters gewährleisten eine dynamische Fünf-Achs-Kinematik und garantieren präzise Schleifergebnisse. Selbst komplexe Werkzeuggeometrien lassen sich dank 3-D-Simulation mit der innovativen Software ProGrind erstellen. Optimierte Spannsysteme mit einer Plug-and-play-Schnittstelle sorgen dabei für kurze Rüstzeiten und präzise Schleifergebnisse. Die kompakten Maße der Maschine und ihre ergonomische Gestaltung sorgen für eine hohe Benutzerfreundlichkeit.

HOCHPRODUKTIVES SCHLEIFEN VON WENDE-SCHNEIDPLATTEN

Highspeed-Umfang schleifen von Wendeschneidplatten – bis zu 70 Prozent schneller auf der INSERT LINE

Die vielseitige COMPACT LINE mit Fünf-Achs-Kinematik und ProGrind-Software – ideal zum Schleifen von Wendeschneidplatten

INSERT LINE AUF EINEN BLICK

hohe Produktivität durch HSM-Peripherie - schleif-Technologie

Linearantriebe & hydrostatische Führungs - systeme garantieren höchste Präzision

integrierte 3-D-Simulation

COMPACT LINE AUF EINEN BLICK

neues, benutzerfreundliches, ergonomisches Design

Spannsystem mit Plug-and-play-Schnitt stelle

fl exible Sechs-Achsen-Automatisierungs lösung

belastung und somit eine Steigerung der Produktivität durch Reduzierung der Schleifzeit bis zu 50 Prozent – das ist das Ergebnis dieser innovativen HSM-Technolo-gie (High Speed Machining = Hochge-schwindigkeitsschleifen).

Die Integration eines Sechs-Achsen-Roboters unterstützt die hohe Produktivität bei beiden Maschinen. Dieser wird mit Optionen wie Palettenwechsler oder Rei-nigungsstation beziehungsweise „Vision System“ optimal unterstützt. Dazu kommt auch das neu entwickelte Mess system (IP-M), welches das fl exible Messen und Orientieren von Wendeplatten direkt in der C-Achse in noch kürzeren Taktzeiten erlaubt.

KONTAKT thomas.fi [email protected]

PRODUKTIVITÄT NEU DEFINIERT

Schnelligkeit ist das Charakteristikum der INSERT LINE. Sie erlaubt das fl exible Hochgeschwindigkeits-Umfangschleifen von Wendeschneidplatten in kürzester Fertigungszeit und liefert dabei exzellente Oberfl ächengüte und Präzision. Linear-antriebe gepaart mit hydrostatischen Führungen garantieren höchste Dynamik und heben die einzigartige Produktivität der INSERT LINE auf ein neues Niveau.

Die Antriebs- und Steuerungstechnolo-gie (basierend auf dem STUDER-Unrund-schleifen) kombiniert das Wendeschneid-plattenschleifen mit dem Peripherieschlei-fen. Die daraus resultierende Linienberüh-rung zwischen Schleifscheibe und Werkstück verkleinert die Kontaktzone, ermöglicht eine verbesserte Kühlschmier-mittelzufuhr und reduziert somit die Wärmeeinbringung. Deutlich höhere Vorschubwerte bei konstanter Scheiben-

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12EWAMATIC LINEAR AUF EINEN BLICK

Sechs-Achs-Kinematik mit neuer NUM-Flexium-Steuerung ausgerüstet

neu mit wartungsarmen, dynamischen Linearmotor-Antrieben in X-, Y-, Z-Achse

Software ProGrind und NUMROTOplus

LASER LINE ULTRA AUF EINEN BLICK

Fünf-Achs-Kinematik mit Fanuc-Steuerung

leistungsstarker Pikosekundenlaser zur Bearbeitung aller gängigen Schneidstoffe

eingängige Software LaserPro3D

„UNSERE MASCHINEN GARAN TIEREN

EIN PLUS AN PRODUKTIVITÄT.“

Thomas Fischer, Ewag AG

Prädestiniert für die Bearbeitung superharter Werkstoffe: die EWAMATIC LINEAR

ZWEI NEUE MASCHINENKONZEPTE für die Bearbeitung von Wendeschneidplatten und rotativen Werkzeugen aus modernen, superharten Werkstoffen präsentiert EWAG mit der EWAMATIC LINEAR und der LASER LINE ULTRA.

Die neue, hochproduktive EWAMATIC LINEAR ist mit einer Sechs-Achs-Kinematik sowie mit wartungs- und verschleißarmen Direct-Drive-Antrieben ausgestattet. Damit ist sie für die höchst präzise Bearbeitung superharter Werkstoffe wie HM, PKB und PKD wie geschaffen. Neben dem kraftge-steuerten Schleifen sorgen ein extrem schneller, sternförmiger Sechsfach-Schei-benwechsler sowie kunden optimierte Spannstationen für höchste Produktivität. Speziell zum Herstellen und Nachschärfen von rotationssymmetrischen Werkzeugen kann der Anwender die EWAG-Schleifsoft-ware ProGrind optional mit der etablierten Softwarelösung NUMROTOplus koppeln.

Der neuen LASER LINE ULTRA mit ihrer einzigartigen Fünf-Achs-Kinematik, den überlagerten drei optischen Achsen und dem Ultrakurzpuls-Laser ist keine

Geome trie zu komplex und kein Werkstoff zu hart. In einer Aufspannung bringt sie selbst Diamantwerkstoffe wie MCD, CVD-D oder PKD in die gewünschte Form. Die erreichten ausbruchsfreien Kantenschartig-keiten liegen dabei unter drei Mikrometer. Damit eröffnet die LASER LINE ULTRA neue Anwendungsmöglichkeiten für moderne Schneidwerkstoffe, die bisher mit konventionellen Verfahren nicht oder nur begrenzt bearbeitet werden konnten. Die Programmierung der Maschine erfolgt über die Software LaserPro3D mit CAD/CAM-Plug-in. Für die Bearbeitung von komplexen 3-D-Strukturen werden die Werkzeuggeo-metrien in einem gän gigen 3-D-Datenfor-mat eingelesen und in einzelne Abtrags-schichten zerlegt. Bearbeitungsstrategie sowie Scannerparameter für den Schicht-abtrag lassen sich defi nieren und in einer Bearbeitungsdatei ablegen. Die Integration eines Sechs-Achsen-Roboters sorgt bei bei den Maschinen für eine hohe Produktivität.

KONTAKT thomas.fi [email protected]

LASER- ODER SCHLEIFTECHNOLOGIE?

Die LASER LINE ULTRA ist ausgerüstet mit Fünf-Achs-

Kinematik und drei überlager-ten optischen Achsen

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WERKZEUGKONTROLLE DURCH TOOL MEASURE INTERFACE

Das neue Tool Measure Interface sorgt für rückführbare Messergebnisse und damit für gleichbleibend hohe Teilequalität

DIE NEUE SCHNITTSTELLE Tool Measure Interface (TMI) von WALTER verbindet die Schleifsoftware HELITRONIC TOOL STUDIO mit der Messsoftware QCM. In HELITRONIC TOOL STUDIO geschriebene Dateien können in QCM gelesen werden. Damit erlaubt TMI die vollständige Inte-gration von Schleif- und Messmaschine – unabhängig von den verwendeten Maschinentypen.

Der Anwender erzeugt das Mess-programm bereits beim Anlegen der Werkzeug-Identnummer in der Schleifsoft-ware. Dazu nutzt er den Messpunkt-Wizard in HELITRONIC TOOL STUDIO. In diesem Plug-in werden die zu messenden Para-meter angeklickt. Das Ergebnis ist ein 3-D-Bild von dem Werkzeug, an dem alle Messpunkte visualisiert sind. Diese Daten speichert das Programm als XML-Datei und importiert sie in die Messsoftware. Dabei erzeugt sie automatisch das neue Mess-programm, das umgehend verwendet werden kann. Zum Start der automatischen Messung aller Parameter reicht ein Knopf-druck. Das Ergebnis der Messung kann wiederum zur Korrektur des Schleifpro-gramms genutzt werden. Die Erzeugung

des Messprogramms erfordert keine Programmierkenntnisse. Die vollautomati-sche Messung ist bedienerunabhängig.

MANUELLE EINFLÜSSE ELIMINIEREN

„TMI eliminiert den manuellen Einfl uss bei der Erstellung der Messprogramme und spart damit Zeit sowie personelle Ressour-cen“, erklärt Ulrich Brändle, der zuständige Produktmanager bei WALTER. „Die An-schaffungskosten amortisieren sich selbst bei einfachen Werkzeuggeometrien bereits nach wenigen Messzyklen.“

WALTER demonstriert die Funktion der neuen Schnittstelle auf dem Grinding Symposium an Station 13. Dazu wird ein Werkzeug auf der HELI TRONIC VISION 400 geschliffen und auf der HELICHECK PLUS vermessen. Die Verbindung zwischen den beiden Maschinen kann in der Praxis wahl-weise über Kabel, WLAN oder USB-Stick hergestellt werden.



drei einfache Prozessschritte

keine Programmierkenntnisse in der Messsoftware QCM erforderlich

volle Integration von Schleif- und Messmaschine

Reduktion von Nebenzeiten

rückführbare Messergebnisse

gleichbleibende Qualität und weniger Ausschuss

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„UNSERE SOFTWARE-OPTIONEN OPTIMIEREN SCHLEIFZEIT UND WERKZEUG QUALITÄT.“Torsten Wörner, Walter Maschinenbau GmbH

EFFIZIENZ DURCH NEUESTE SOFTWARELÖSUNGEN


Feedrate Optimizer: bis zu 40 Prozent Schleifzeit sparen durch Optimierung der Vorschubgeschwindigkeit

Quality Assurance: gleichbleibende Qualität der Werkzeuge unabhängig vom Standort

Sketcher: CAD-Zeichnungen erstellen, Werkzeuge designen, Werkzeug-Ident-nummern programmieren und Werkzeuge schleifen mit einer einzigen Software

ZAHLREICHE FAKTOREN beeinfl ussen die Dauer des Schleifprozesses und die Produktqualität. Mit den innovativen Erweiterungen der Schleifsoftware HELITRONIC TOOL STUDIO bietet WALTER seinen Kunden jetzt drei Optionen, diese Faktoren hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit zu optimieren.

Der Feedrate Optimizer sorgt für deutliche Zeitersparnis durch die automa-tische Optimierung der Vorschub- und Schnittgeschwindigkeit. So lässt sich beispielsweise die Schleifzeit für einen dreischneidigen Standardfräser mit zwölf Millimeter Durchmesser und 40 Millimeter Länge durch wenige Mausklicks um 26 Prozent verkürzen. Die Kalkulation der Vorschubgeschwindigkeit erfolgt anhand dem Prozess zugrunde liegender Daten wie Vorschub, Schnittgeschwindigkeit und Scheibeneigenschaften. Dank konstanter Scheibenbelastung sind Scheibenbruch oder ein Mehrverschleiß des Scheiben-belags ausgeschlossen.

GLEICHBLEIBENDE QUALITÄT

Für global agierende und produzierende Unternehmen ist es von entscheidender Bedeutung, dass ihre Produkte zuver -lässig eine gleichbleibend hohe Qualität auf weisen – egal, wo sie gefertigt werden.

Mit Quality Assurance bietet WALTER jetzt eine Software-Erweiterung, die dies gewährleistet. Sie eliminiert den Einfl uss von Bediener und Maschine, indem sie die Abweichungen eines aktuellen 3-D-Werk-zeugmodells von dem unternehmens-weit an allen Standorten maßgeblichen Referenz-3-D-Modell visualisiert. Die Anpassung der Parameter am aktuellen Modell erfolgt dann manuell.

Mit der zentralen Softwareerweiterung Sketcher können Anwender CAD-Zeich-nungen in HELI TRONIC TOOL STUDIO erstellen, Werkzeuge designen, Werk -zeug-Identnummern programmieren und Werkzeuge schleifen – und dabei Zeit spa-ren. Werkzeugsimulation und CAD-Daten sind verknüpft. Änderungen einzelner Parameter im Schleifprogramm werden sofort in der Simulation sichtbar und in die CAD-Zeichnung übernommen – doppelte Eingaben sind nicht mehr erforderlich. Die Bedienung erfolgt intuitiv über Icons.


Die Software-Erweiterung Quality Assurance sichert die Produktqualität durch Vergleich und Visualisierung

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TALKING HEADS

28_ SVEN GÁBOR JÁNSZKYRulebreaker®: Wie Sie durch Regelbrüche den Mitbewerber überholen

30_ PROF. DR. GUNTER DUECKProfessionelle Intelligenz

32_ PROF. DR. BEREND DENKENATrends in der Schleiftechnologie

34_ PROF. DR. JOSEF REISSNERMit Fertigungskompetenz zu Produkt- und Prozessinnovationen

36_ FLORIAN HEITMÜLLERSchnellhubschleifen von Hochleistungskeramik

38_ PETER OPPELTRazorTec® – wirtschaftliche Schleiftechnologie mit effektiver Schleifscheibenreinigung

40_ UDO MERTENSTrends in der Schleifwerkzeugentwicklung

42_ DR. HOLGER PÄTZOLD, DR. ERDMANN KNÖSELProduktivitätssteigerung durch Auslegung von Schleifwerkzeugen

44_ PROF. DR. EKKARD BRINKSMEIERLeistungssteigerung beim Außenrundschleifen

46_ KARSTEN OTTOSchwingungen beim spitzenlosen Schleifen

48_ DR. DIRK FRIEDRICHEffi zienter Kühlschmierstoffgebrauch in Schleifmaschinen

50_ DR. THOMAS MAGGNeue Konzepte für minimale Schleifkräfte beim CBN-Schleifen in der Massenproduktion

52_ PROF. DR. WILFRIED SAXLERWerkzeugschleifen – ein Prozess höchster Präzision

54_ PROF. DR. CLAUS EMMELMANN3-D-Lasermaterialbearbeitung – Chancen und Herausforderungen für die Schleiftechnik

56_ OLIVER WENKETechnologieführerschaft durch Einsatz modernster Messtechnik

58_ PROF. DR. DIRK BIERMANNEntwicklungen zur effi zienten Herstellung von Vollhartmetall-Hochleistungswerkzeugen

60_ PROF. DR. KONRAD WEGENEREnergieeffi zienz und thermisches Verhalten von Werkzeugmaschinen

62_ DR. FRANK FIEBELKORNNeueste Schleif- und Abrichttechnologien für den Einsatz hochharter Schleifmittel

64_ DR. SEVERIN HANNIGDynamische Stabilität von Schleifmaschinen – Potenziale und Risiken

66_ ERHARD KÄMPFRechnergestützte, praxisgerechte Auslegung von Rundschleifprozessen

In 20 Vorträgen werden innovative Entwicklungen in der Schleifmaschinenbranche und der industriellen Produktion vorgestellt

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GRINDING SYMPOSIUM

28 Motion 01.2014

SVEN GÁBOR JÁNSZKY

RULEBREAKER®: WIE SIE DURCH REGELBRÜCHE DEN MITBEWERBER ÜBERHOLEN

WAS MACHEN JENE MENSCHEN ANDERS, die unsere Welt verändern? Sie denken anders! Sie suchen nach Regeln, die sie bewusst oder unbewusst, aber immer mit Leidenschaft verletzen.

Rulebreaker® haben eine besondere Bedeutung für unsere Wirtschaft: Sie sorgen für neue Techno-logien und Produkte, neue Partner und Netzwerke. Sie übertreten Grenzen, sie stören gewohnte Mo-delle, brechen mit bekannten Regeln und schaffen neue Märkte. Und sie bringen nicht nur Neues, sie zerstören auch Altes. Wirkliche Innovation bedeu-tet die Störung funktionierender Geschäftsmodelle, verteilter Märkte, traditioneller Branchen und etab-lierter Netzwerke!

WIE UNTERNEHMEN ZU REGELBRECHERN WERDENEs ist ein beliebtes Bild, das in der Management-literatur immer wieder Verwendung fi ndet: das Unternehmen als großes Schiff. Konzerne und multinationale Unternehmen halten sich sogar oft für Supertanker. Diese sind groß, schwerfällig und haben viele fähige Experten an Bord, die in einer strengen Hierarchie arbeiten. Ihre Kapitäne sind gut ausgewählt und ausgebildet, lassen sich gut beraten und treffen weise Entscheidungen.

Wenn Sie als Manager eines Unternehmens glauben, dass Sie ein großes Schiff steuern, dann habe ich Verständnis dafür, dass Ihnen der Ge-danke Unbehagen bereitet, einen Rulebreaker® an Bord zu holen. Doch wer hat Ihnen eigentlich gesagt, dass Sie Tankerkapitän sind? Haben Sie nicht mehrere Schiffe unter Ihrer Flagge und sind vielmehr Flottenadmiral? Dann besitzen Sie die besten Voraussetzungen, es den erfolgreichen Rule breakern® nachzumachen.

SIE MÜSSEN SICH SELBST KANNIBALISIEREN!Die Wahrheit aller Markteroberungen durch große Unternehmen ist: Sie müssen ihr eigenes Geschäftsmodell angreifen! Doch das gelingt niemals im eigenen Unternehmen. Warum wur-de der Düsenantrieb für Flugzeuge nicht von den Propellerantriebsherstellern erfunden? Warum entwickelten nicht die Füllfederhalterhersteller

Rulebreaker® zerstören bestehende Systeme und schaffen so Innovation und neue Märkte.

Um Ihr Unternehmen zu schützen, müssen Sie regelmäßig Ihr Geschäfts-modell und Ihre Kompe-tenzen kritisch hinter-fragen.

Anfällig für Regelbrüche sind vor allem Branchen, die sich lange nicht verän-dert haben und in denen es Monopole gibt.

Wenn Sie einen Regel-bruch erkennen, nutzen Sie die Chance und wer-den Sie selbst zu einem Rule breaker®

SHORT SUMMARY den Kugelschreiber? Warum wird die Musik in-dustrie nicht durch Musiklabel revolutioniert und die Buchbranche nicht durch Verlage? Es liegt in der Natur der Dinge, dass die großen, etablierten Unternehmen nicht danach streben, sich selbst anzugreifen. Dies tun kleine Firmen, oftmals aus den Nachbarbranchen. Doch wieso haben diese Angreifer überhaupt eine Chance, gegen das Establishment zu gewinnen?

Die Antwort lautet: Weil die verteidigten Unter-nehmen sich zu gut in ihren Märkten auskennen. Sie verhindern Innovation durch ihre Kompetenz. Davon betroffen sind vor allem jene Branchen, deren Rahmenbedingungen sich schnell ändern. Diese meist ungewollten Veränderungen führen dazu, dass bei den Kunden neue Bedürfnisse entstehen oder alte neu bedient werden können. Erforderlich dafür sind neue Technologien und Geschäftsmodelle.

KOMPETENZ ALS HEMMNISExakt an dieser Stelle wird für die etablierten Ver-teidiger ihre Kompetenz zum Hemmnis: Sie haben viel Zeit und Geld in deren Aufbau investiert und verhindern Innovation durch ihre Kompetenz in alten Technologien und Geschäftsmodellen. Da-bei verkennen sie, dass deren Wert sich nicht nach dem eingefl ossenen Investment, sondern nach der aktuellen Lösungsqualität im Markt bemisst. Entsprechend beharren sie auf ihren immer nutz-loser werdenden Kompetenzen und verzögern oder verhindern damit neue Geschäftsmodelle.

Für die angreifenden Rulebreaker® hingegen wird ihre weitgehend naive, aber intelligente Vorgehensweise zum Vorteil gegenüber dem Es-tablishment. Ihr mentaler Vorteil: Da sie nicht ihr halbes Arbeitsleben damit verbracht haben, sich diese Kompetenzen zu erwerben, messen sie den alten Geschäftsmodellen und deren obsolet gewordenen Kompetenzprofi len keinen Wert bei. Ganz im Gegenteil: Rulebreaker® lieben und for-cieren jene radikalen Innovationen.

Für etablierte Unternehmen ist es wichtig, die drohenden Regelbrüche ihrer Branche und un-eroberte Märkte frühzeitig zu identifi zieren. Dafür

21. MAI 2014, 14:00 UHR

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„ES GIBT MÄRKTE, IN DENEN ES

SCHLECHT IST, ZU VIEL KOMPE-TENZ ZU HABEN.

DAVON BE-TROFFEN SIND

VOR ALLEM BRANCHEN, DIE

SICH SCHNELL ÄNDERN.“

Sven Gábor Jánszky

SVEN GÁBOR JÁNSZKY ist ein deutscher Trend-

forscher und Strategiecoach. Der 41-Jährige ist unter

anderem Präsident des Ver-waltungsrates der 2b AHEAD

ThinkTank AG in St. Gallen

gibt es natürlich kein Patentrezept. Doch es lassen sich durchaus Muster von Branchenkonstellatio-nen erkennen, die geradezu nach Regelbrüchen verlangen. Es sind vor allem jene Branchen anfäl-lig, in denen seit langer Zeit keine Veränderungen mehr passiert sind und in denen monopolartige Strukturen herrschen. Ganz besonders erfolgver-sprechend sind disruptive Innovationen in Berei-chen, die heute noch nach den alten Zunft- oder Standesregeln funktionieren. Doch egal in wel-cher Branche Sie tätig sind, es sind zehn Signale, auf die Sie achten müssen:

1. Signal: hohe Margen und „Fett-schichten“ bei Dienstleistern

2. Signal: überwiegend rationale Nutzenargumentation

3. Signal: emotionslose Lieferanten-Abneh-mer-Verhältnisse in Commodity-Märkten

4. Signal: Massenprodukte für subjektive Erwartungshaltungen

5. Signal: weitgehend individualisierte Märkte

6. Signal: Märkte mit Versorgungscharakter7. Signal: Märkte, die auf Informations-

herrschaft basieren8. Signal: Provisionsmärkte versus

Honorarmärkte9. Signal: auseinanderlaufende Entwick-

lungen in benachbarten Branchen10. Signal: Dreiecksverhältnis zwischen

Verkäufer, Nutzer und Bezahler

DIE REGELN DER RULEBREAKER®Was geschieht, wenn Sie einen drohenden Re-gelbruch erkennen? Dann haben Sie die seltene Chance, diesen selbst voranzutreiben, einen neu-en Markt zu erobern und in diesem die Regeln zu bestimmen. Sie haben die Chance, Ähnliches zu tun wie jene faszinierenden Menschen, die ich während meiner Recherchen getroffen habe: ein Finanzmanager, der die Bank der Zukunft ent-deckt! Ein Reeder, der den Kreuzschifffahrtsmarkt neu erfi ndet! Ein Immobilienmakler, der gegen die ganze Branche aufsteht und viele andere mehr. Sie

haben neue Märkte entdeckt, ganze Branchen an den Rand des Abgrunds gebracht, Millionen ver-dient und mit eigenen Händen unsere Welt ver-ändert. Der Preis dafür: ein Leben als Balanceakt, Rückschläge, drohender Bankrott, Morddrohun-gen und ein Leben lang das rastlose Gefühl, noch nicht am Ziel zu sein.

GEMEINSAMKEITEN IM DENKENSelbstverständlich lassen sich die Rulebreaker®-Strategien nicht vollständig kopieren. Sie sind einzigartig, weil die Branchen, in denen sie funk-tionieren, höchst unterschiedlich sind, weil Tech-nologie hier eine große, da eine kleine Rolle spielt, weil Konkurrenz hier monolithisch und dort dispers ist. Und doch gibt es Gemeinsamkeiten zwischen allen Regelbrüchen. Diese liegen im Denken der handelnden Akteure.

Als Zukunftsforscher und Innovationsberater wollte ich wissen, ob wir „Normale“ von den bes-ten Innovatoren etwas lernen können? Ob jeder von uns zum Rulebreaker® werden kann? Die Ant-wort ist: ja! Rulebreaking ist eine Anleitung zum Besser-Machen, zum Grenzen-Überschreiten und zum Welt-Verändern! Fangen Sie heute damit an! Ich wünsche Ihnen große Erfolge!

INTELLIGENTE PRODUKTION

DE_29_Motion_01_2014 29 29.04.14 16:00

GRINDING SYMPOSIUM

30 Motion 01.2014

PROF. DR. GUNTER DUECK

PROFESSIONELLE INTELLIGENZ

WAS IST INTELLIGENZ? Als „Fähigkeit zur Anpassung an neuartige Bedingungen und zur Lösung neu-artiger Probleme“ defi nierte sie 1911 Professor William Stern. Der Psychologe entwickelte erste Intelligenztests und erfand dabei auch den Begriff des Intelligenzquotienten, kurz IQ. Dieses 100 Jahre alte Konzept verwenden wir heute noch. Und wir messen Intelligenz in IQ-Tests, die Fähig-keiten wie Sprachkompetenz, Merkfähigkeit und logisches Denken abfragen. Den Anforderungen der modernen Wirtschaft wird dieses Intelligenz-Konzept aber lange schon nicht mehr gerecht.

WEIT WEG VOM BERUFIntelligenz, wie wir sie landläufi g verstehen, ist wertvoll, keine Frage – aber längst nicht alles. Schlau sein allein ist nicht genug. Intelligenz wird oft als hart, emotionslos, unpersönlich, abstrakt und seelenlos kritisiert – weil am rein Intelligenten vieles, vieles fehlt! Wir nutzen nur die Intelligenz rund um Mathematik, Logik und Sprache. Alles, was ein Intelligenztest von uns will, ist befremdlich weit weg von dem, was im Beruf heute in immer höherem Ausmaß entscheidet.

Will ich heute wissen, wie die Preisstaffelung einer Versicherung gestaltet ist oder wie sich eine indische Technologie-Aktie bislang entwickelt hat, schaue ich das im Internet nach. Schnell, einfach, kostenlos und ohne dass ich dabei eine Art von Beratung bräuchte.

EXPERTEN VERLIEREN IHREN MACHTVORTEILStandardisierte Dienstleistungen fallen in der In-ternet-Gesellschaft weg oder werden auf andere Ebenen verlagert. Impfungen führt statt des Arz-tes der Impfspezialist durch – der ist billiger, hat geringere Wartezeiten und alle Impfstoffe vorrätig. Klassische Frontalvorlesungen zu Grundlagenthe-men? Die lässt ein rhetorisch geschulter Professor auf Video aufzeichnen – dann kann sie sich jeder Student wann, wo und wie oft er will online an-schauen und der Professor hat mehr Zeit für wert-volle Forschungsaufgaben. Sogenannte Experten wie Ärzte, Finanzberater oder auch Professoren verlieren ihren Machtvorteil. Wissen ist Macht?

Das war mal. Es gibt kein Herrschaftswissen mehr.In Wirtschaft und Gesellschaft entsteht eine tief-gehende Spaltung in Premium und Commodity, in Hochwertiges und Massenware. Der Commodity-Bereich wird abgedeckt durch technologische Lösungen oder spezielle Dienstleister. Was im Premium-Bereich gefragt ist, sind Professionals, die selbstständig in großen Netzwerken arbeiten. Das Kompetenzprofi l dieser Professionals bedeu-tet eine völlig andere Professionalität als die noch vor zehn Jahren verlangte.

Wir müssen nichts mehr abarbeiten, wir ha-ben sich stetig wandelnde Prozesse zu steuern und komplexe Probleme zu lösen. Professionali-tät im Wissenszeitalter erfordert eine andere Art von Intelligenz. Wir brauchen eine Intelligenz des Gelingens, eine Intelligenz, die dafür sorgt, dass alles klappt. Gleich auf welcher Hierarchiestufe eines Unternehmens wir arbeiten, steht unsere unternehmerische Persönlichkeit immer stärker im Vordergrund.

SUMME VON TEILINTELLIGENZENUm diese Entwicklung aktiv mitzugestalten, brau-chen wir viele verschiedene Formen von Intelli-genz, die in ihrer Summe unsere Professionelle Intelligenz ausmachen:

IQ – die normale Intelligenz des Verstandes: planen, ordnen, formulierenEQ – die emotionale Intelligenz des Herzens und der Zusammenarbeit, andere verstehen, Teamfähigkeit VQ – die vitale Intelligenz des Instinktes und des Handelns: Durchsetzungsfähigkeit, Bauchgefühl, die Bereitschaft, Risiken einzugehenAQ – die Intelligenz der Sinnlichkeit (attrac-tion) und der instinktiven Lust und Freude: Sinn für Schönheit, Ästhetik, Verzauberung, etwas an den Mann/die Frau bringen könnenCQ – die Intelligenz der Kreation (creation) oder der intuitiven Neugier: Liebe zu Innovation, entfesseltes DenkenMQ – die Intelligenz der Sinnstiftung

Intelligenz im Sinne von Sprachkompetenz, Merk-fähigkeit und logischem Denken reicht in der heutigen Wirtschaft nicht mehr aus.

Nötig ist eine ganzheit-liche Intelligenz des Ge-lingens, eine Intelligenz, die dafür sorgt, dass alles klappt.

In Wirtschaft und Ge-sellschaft entsteht eine tiefgehende Spaltung in Premium und Commo-dity, in Hochwertiges und Massenware.

Was im Premium-Bereich gefragt ist, sind Profes-sionals, die selbstständig in großen Netzwerken arbeiten.

SHORT SUMMARY

21. MAI 2014, 14:45 UHR

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Motion 01.2014 31

„WISSEN IST MACHT?

DAS WAR MAL. ES GIBT KEIN

HERRSCHAFTS-WISSEN MEHR.“

Gunter Dueck

PROF. DR. GUNTER DUECK Der Mathematikprofessor und

ehemalige Chief Technology Offi cer von IBM ist einer der

führenden Experten Deutschlands für Fragen der

Wissens gesellschaft

(meaningfulness) und der Intuition: Sinn für ethisch Wertvolles, weltrettende Konzepte, Ehrenamtlichkeit

Professionelle Intelligenz ist je nach Beruf eine jeweils andere harmonische Komposition dieser Einzelintelligenzen. Mag die Zusammenstellung auch zwischen Branchen und Berufen differieren – um als Führungskraft oder Mitarbeiter wirklich professionell zu sein und ein hohes Niveau des Kennens und Könnens erreichen zu können, ist die Entwicklung sämtlicher Teilintelligenzen un-erlässlich.

UNTERNEHMEN SUCHEN FACHKRÄFTEEbenso entscheidend ist die maßvolle Entwick-lung der Faktoren, denn eine zu starke Ausprä-gung einzelner Intelligenzen kann unerwünschte, störende Folgen haben: Ein zu hoher IQ (Intel-ligenz des Verstandes) mag zu Besserwisserei führen; ein zu hoher EQ (emotionale Intelligenz) macht möglicherweise anfällig dafür, ausgenutzt zu werden; ein zu hoher VQ (vitale Intelligenz) kann Rücksichts losigkeit oder Machtgier auslö-sen. Erst das ausgewogene Zusammenspiel der Intelligenzen stellt sicher, dass professionelles Ar-beiten gelingen kann.

Über diese übergreifende Professionelle In-telligenz verfügen nur wenige. Deshalb klagen Arbeitgeber inmitten eines Meeres von verzwei-felten Arbeitssuchenden, dass es keine geeigne-ten Fachkräfte mehr gebe und der Arbeitsmarkt leergefegt sei. Deshalb suchen Unternehmen verzweifelt nach Leuten, die über den Tellerrand schauen, die zu verschiedenen Sichten fähig sind, die aus irgendwelchen Ressourcen immer noch etwas zu zaubern vermögen

ERZIEHUNGS- UND BILDUNGSSYSTEMEDie Arbeitswelt leistet noch erheblichen Wider-stand gegen die Umbrüche, die das Internet mit sich bringt, und gegen die Vorstellungen der Di-gital Natives, die geprägt sind von der Offenheit neuen Technologien gegenüber und dem Wunsch nach engagierter, erfüllender Teilhabe.

Digital Natives zeichnen sich dadurch aus, dass sie Dinge einfach ausprobieren, zügig entschei-den und bei Fehlschlägen einfach von vorne an-fangen. Scheitern ist keine Schande, sondern ein Lern erlebnis. Auch das müssen viele erst noch für sich entdecken.

Auch unsere Erziehungs-, Bildungs- und Ma-nagementsysteme eilen dieser Entwicklung nur hinterher. Oft wird beklagt, aber nichts dagegen getan, dass Kinder nicht motiviert sind, dass Schü-ler nicht schon fertig als lernwillige Persönlichkei-ten in der Schule erscheinen und dass die Mitarbei-ter nicht professionell genug sind. Unverdrossen wird nur die Bildung auf der Basis des klassischen IQ eingetrichtert. Das Fachkönnen steht allein im Vordergrund, dazu kommt eine Unmenge von Ver-haltensregeln. Kreativität, Wille, Kundenfreund-lichkeit, Innovativität, Begeisterung, Führungs-fähigkeit oder Teamfähigkeit werden gefordert, aber nicht gefördert oder herangebildet.

WANDEL DER MENSCHHEITSGESCHICHTEUns allen fehlt immer noch das Verständnis da-für, dass die jetzige Internetrevolution eine ebenso große Wandlung in der Menschheitsgeschichte einleitet wie der Buchdruck nach Gutenberg. Die Verfügbarkeit des Wissens in Büchern trug über die Jahrhunderte dazu bei, dass die Menschen aufgeklärt wurden. Wir erlebten das Zeitalter der Aufklärung (im Englischen „Enlightenment“, Erleuchtung), in dem unsere heutigen Bildungs-begriffe maßgeblich geprägt wurden.

Durch das Internet ist das Wissen nicht nur im Prinzip da, sondern immer und überall für jeden leicht verfügbar. Wir tragen fast die ganze Welt digital im Smartphone in unserer Hosen- oder Handtasche herum. Das Internet klärt uns nicht nur auf, es befähigt uns! Das einstige Enlighten-ment wird nun erweitert zum Empowerment.


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GRINDING SYMPOSIUM

32 Motion 01.2014

PROF. DR. BEREND DENKENA

TRENDS IN DER SCHLEIFTECHNOLOGIE

IM FOKUS AKTUELLER DISKUSSIONEN stehen die The-men alternde Gesellschaft, Ökologie, Mobilität, Individualisierung sowie Urbanisierung. Die dis-kutierten Themen haben tiefgreifende Folgen für die Fertigungstechnik, da hierdurch neue Märkte entstehen, alte Märkte verschwinden und andere Schwerpunkte gelegt werden.

Von Bedeutung für die Fertigungstechnik sind insbesondere das zunehmende Durchschnitts-alter der Bevölkerung sowie das steigende Be-wusstsein für ökologische Aspekte. Die alternde Gesellschaft hat zur Folge, dass die Nachfrage nach medizinischen Produkten ansteigt und so-mit der Anteil schwer zu zerspanender Materialien zunimmt. Um die hohe Nachfrage befriedigen zu können, müssen die bisherigen Fertigungsverfah-ren bezüglich Produktivität und Automatisierbar-keit weiterentwickelt werden.

ENERGIEEFFIZIENZ DER FERTIGUNGDas steigende Bewusstsein für die ökologischen Aspekte des menschlichen Handelns wirkt sich sowohl direkt als auch indirekt auf die Fertigungs-technik aus. Als direkte Folge wird nun neben der Wirtschaftlichkeit auch die Energieeffi zienz der Fertigung betrachtet. Um die Fertigung energie-effi zienter auszulegen, werden zahlreiche Ansätze wie die Optimierung der Kühlschmierstoffversor-gung und der Einsatz neuer Antriebskonzepte oder neuer Werkzeuge verfolgt.

Neben diesen direkten Folgen gibt es eine gan-ze Reihe indirekter Folgen, da der Markt energie-effi ziente Produkte benötigt. Das kann beispiels-weise bei Strömungsmaschinen wie Pumpen oder Turbinen, aber auch im Fahrzeug beobachtet werden. Im Bereich des Pumpen- und des Trieb-werkbaus wird hoher Aufwand getrieben, um den Wirkungsgrad weiter steigern zu können. Hier-durch nimmt die Komplexität der zu erzeugenden Oberfl ächen zu. Die Fahrzeughersteller setzen hochentwickelte Motorentechnik ein, um den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren. Zugleich stei-gen die Ansprüche an Komfort und Motorleistung.

Um diesen steigenden Anforderungen an Produkte und Bauteile gerecht zu werden, ist

das Oberfl ächen-Design die Schlüsseltechnolo-gie. Durch eine Steigerung der Oberfl ächengüte werden Reibungsverluste verringert, mittels ein-gebrachter Mikrostrukturen zusätzliche Funktio-nen implementiert und dank der Modifi kation der Randzone Lebensdauersteigerungen realisiert.

Vor dem Hintergrund häufi g verwendeter hochharter und schwer zerspanbarer Materialien ist die Schleiftechnologie von besonderer Bedeu-tung. „Oberfl ächen nach Maß“ können nur gefer-tigt werden, wenn das notwendige Prozessver-ständnis vorliegt und somit in Abhängigkeit des zu bearbeitenden Werkstoffs und der Zielgeometrie der Oberfl äche die richtigen Werkzeuge in Kom-bination mit der richtigen Prozessstrategie zum Einsatz kommen. Im Rahmen dieses Beitrags werden Herausforderungen vorgestellt und An-sätze für die Wahl des richtigen Werkzeuges und der idealen Pro zessstrategien diskutiert. Darüber hinaus wird im Ausblick aufgezeigt, wie durch die geschickte Verknüpfung von Werkzeug- und Strategieausle gung auch innovative Lösungsan-sätze zur Effi zienz steigerung von Produkten rea-lisiert werden können.

EIGENSCHAFTEN DES SCHLEIFWERKZEUGESDie Eigenschaften des Schleifwerkzeuges be-einfl ussen maßgeblich das Einsatzverhalten, die Oberfl ächengüte, die Bauteilrandzone sowie die Produktivität. Die Schleifscheibeneigenschaften werden bestimmt durch die Art des Schneid-stoffs, Korngröße sowie Kornkonzentration und Bindungseigenschaften. Für die Bearbeitung sprödharter Materialien wird überwiegend Dia-mant als Schneidstoff verwendet. Die dazugehö-rige Bindung muss so gewählt werden, dass das gesamte Potenzial des Korns genutzt wird. Metall als Bindungsmaterial besitzt hierbei das größte Potenzial, um die Leistungsfähigkeit von Diamant-schleifscheiben weiter zu steigern.

Metallische Bindungen sind verschleißfest, temperaturbeständig und besitzen eine hohe Wär-meleitfähigkeit. In Kombination mit einer porösen Struktur lässt sich ein „kühler“ Schliff realisieren. Dieser ermöglicht eine deutliche Steigerung der

Für Pumpen, Turbinen und im Fahrzeugbau wird unter dem Aspekt der Energieeffi zienz das Oberfl ächen-Design zur Schlüsseltechnologie.

Denkbar ist der Einsatz innovativer Ansätze wie bionischer Mikrostruk-turen zum Oberfl ächen-Design.

Um die Fertigung selbst energieeffi zienter aus-zulegen, werden zahl-reiche Ansätze verfolgt, etwa die Optimierung der Kühlschmierstoffver-sorgung und der Einsatz neuer Antriebskonzepte oder neuer Werkzeuge.

SHORT SUMMARY

21. MAI 2014, 15:30 UHR

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0

„DER DEMO-GRAFISCHE WAN-

DEL UND DAS STEIGENDE

BEWUSSTSEIN FÜR ÖKOLOGISCHE

ASPEKTE SIND VON BEDEUTUNG

FÜR DIE FERTIGUNGS-

TECHNIK.“Berend Denkena

PROF. DR. BEREND DENKENA leitet das Institut für

Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW)

am Produktionstechnischen Zentrum der Leibniz

Universität Hannover

Druckeigenspannungen. Um beim Schleifen eine hohe Oberfl ächengüte mit einem Ra im Bereich von 0,1 μm fertigen zu können, muss eine geringe Korngröße verwendet werden. Durch die Reduk-tion der Korngröße nehmen jedoch die Kornober-fl äche und damit auch die Kornhaltekraft ab. Über gezielt angepasste Sinterparameter kann diesem Effekt jedoch entgegengewirkt werden.

PROZESSSTRATEGIENNach der Wahl der richtigen Schleifscheibeneigen-schaften ist die Auslegung der richtigen Schleif-strategie entscheidend für ein gezieltes Ober-fl ächen-Design. Aus ästhetischen Gründen, zur Optimierung von Strömungsfl ächen oder durch neue Anwendungen wie keramische Knieimplan-tate nimmt der Anteil von zu bearbeitenden Frei-formfl ächen zu. Zur wirtschaftlichen Erzeugung hoher Oberfl ächengüten in Verbindung mit einer geringen Formtoleranz an Freiformfl ächen bedarf es des Einsatzes geeigneter Schleifstrategien. Durch das Anstellen der Schleifscheibe in bezie-hungsweise orthogonal zur Vorschubbewegung und die oberfl ächennormale Bearbeitung können im Vergleich zur Drei-Achs-Bearbeitung konstan-te Eingriffsbedingungen und somit eine höhere Formgenauigkeit sowie eine größere Zerspanleis-tung realisiert werden.

Durch das Anstellen der Schleifwerkzeuge in Vorschubrichtung wird außerdem die Bauteilrau-heit deutlich reduziert, da Schnitt- und Vorschub-geschwindigkeit nicht in die gleiche Richtung wei-sen und der Einfl uss der Schleifscheibentopografi e abnimmt. Im Bereich der Zerspanung mit geome-trisch bestimmter Schneide ist die Fünf-Achs-Be-arbeitung längst Stand der Technik und in der In-dustrie weit verbreitet. Das Fünf-Achs-Schleifen ist zurzeit nur als Nischenlösung vertreten, die explizit für den Anwendungsfall ausgelegt ist. Die verwen-deten CAD/CAM-Programme sind bisher für die geometrisch bestimmte Zerspanung ausgelegt. Die Verwendung dieser Software für die Fünf-Achs-

Schleifbearbeitung bringt einige Probleme mit sich. So ist die Aufl ösung der Programme für die Schleif-bearbeitung nicht ausreichend. Als Folge können die Werkzeugwege ungewollte Wendepunkte oder nicht defi nierte Punkte enthalten, woraus beim Schleifen Konturfehler resultieren. Darüber hinaus vernachlässigen die CAD/CAM-Programme den Werkzeugverschleiß und gehen von idealen anstatt den nach dem Abrichten vorliegenden Werkzeug-geometrien aus. Die Berücksichtigung von Ver-schleiß beziehungsweise tatsächlicher Werkzeug-form würde eine Steigerung der Konturgenauigkeit ermöglichen.

Bei optimaler Kombination von angepassten Schleifscheibeneigenschaften und Schleifstrate-gie ist auch der Einsatz innovativer Ansätze wie bionische Mikrostrukturen zum Oberfl ächen-De-sign möglich. Bionische Strukturen wie Riblets, die von der Struktur von Haifi schhaut abgeleitet sind, reduzieren wandnahe Reibung um bis zu zehn Prozent. Beim Einsatz in Strömungsmaschi-nen wie Pumpen, Gasturbinen oder Triebwerken kann der Wirkungsgrad damit deutlich gesteigert werden. Die Mikrostrukturen haben eine Weite von bis zu 20 μm und eine Höhe von 10 μm und müssen in Strömungsrichtung angeordnet sein.

EFFIZIENZ DURCH FREIGEFORMTE OBERFLÄCHENStrömungsrelevante Oberfl ächen sind zur weite-ren Steigerung der Effi zienz frei geformt, wobei die Strömung über eine Freiformfl äche gekrümmt ist. Durch den Einsatz von Mikrokörnungen in einer Metallbindung und angepassten Sinterparame-tern können die geforderten Strukturdimensionen schleiftechnisch hergestellt werden. Durch den Einsatz von Fünf-Achs-Schleifstrategien können Werkzeugwege erstellt werden, die das Schleifen von geschwungenen Mikrostrukturen auf Frei-formfl ächen erlauben. Hierzu muss die Schleif-scheibengeometrie an Werkzeugbahnradius und Werkstückkrümmungen angepasst werden.

Durch den Einsatz von Fünf-Achs-Schleif-strategien können Werkzeugwege erstellt werden, die das Schleifen von geschwungenen Mikrostrukturen auf Freiformfl ächen erlauben


Natur

Ideale Riblets Geschliffene Riblets

Verdichterschaufel

s = 120 μm

s = 60 μm

s = 20 μm s = 21 μm

h = 60 μm h =

70 μm

s = 120 μm

Fräsen

Schleifen

Fün

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[University of Florida]

Mikro-strukturieren

0,6mm

Krw/73601© IFW

-0,3-0,6

s = 55 μm

h = 23 μmh = 30 μm

h = 10 μm h = 9 μm 30 μm

30 μm

30 μm

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GRINDING SYMPOSIUM

34 Motion 01.2014

PROF. DR. JOSEF REISSNER

MIT FERTIGUNGSKOMPETENZZU PRODUKT- UNDPROZESSINNOVATIONEN

NICHT NUR ÜBER DEN LANGFRISTIGEN ERFOLG eines Un-ternehmens, auch über das kurzfristige Überleben entscheidet die Fähigkeit, Innovationen schnell zu entwickeln und umzusetzen. Zur Innovation durch Geistesblitze gehört die Vorstellung, dass es sich dabei um den großen Knall der Vorstellungskraft handelt. In Wirklichkeit muss man jedoch einen strukturierten Wissensraum mithilfe von vier kog-nitiven Operationen durchsuchen:

Umherschweifen bedeutet, die Möglichkeiten ausgiebig zu erkunden.

Aufspüren heißt, dass man nach Hinweisen fahndet, die in eine bestimmte Richtung führen.

Umdenken heißt, ein Problem aus einer anderen Perspektive zu betrachten.

Abrücken bedeutet, sich von Ansätzen zuverabschieden, die nicht weiterführen.

DEN WISSENSRAUM VERGRÖSSERNSeinen eigenen Wissensraum durch Wissen des Kunden anzureichern ist sicher sinnvoll, wird aber leider oft durch eine Reihe psychologischer und struktureller Barrieren behindert. Daher werden üblicherweise nur die Bedürfnisinformationen des Kunden via Marketing in die Forschungs- und Entwicklungsabteilung des Maschinenherstellers transferiert. Der Schlüssel für eine radikale Verbes-serung ist jedoch der Transfer von Kundenwissen. Der Königsweg der Branche führt somit über den After-Sales-Service.

Ein innovatives Unternehmen stellt Wissen über den cloud-gestützten After-Sales-Service in Form von Handbüchern, Bedienungsanleitungen, E-Books und Technologierechnern zur Verfügung. In nicht allzu ferner Zukunft kommen noch Schleif-simulatoren hinzu. Der Kunde liefert Wissen, indem er ein Problem geschlossen mit eindeutigen Ist/Soll-Kriterien defi niert und sich im Endnutzerportal in Foren austauscht. Erst die richtige Anwendung von Wissen führt zur Kompetenz. Wenn die richtige Anwendung immer wieder refl ektiert wird, entsteht mit der Zeit eine Expertise. Aber wie erreichen wir die geforderte hohe Fertigungskompetenz?

Wir verwenden ein dreistufi ges, präskriptives Lernmodell: den bekannten Learning Cycle.

Stufe 1: Erwerb von WissenStufe 2: Die Anwendung von Wissen in der virtuellen Fabrik führt zum Können. Stufe 3: Das erfolgreiche physische Schleifen im industriellen Umfeld führt zur Kompetenz.

Im Zentrum der UNITED GRINDING Group steht das Schleifwissen. Wir wollen es hirngerecht als semantisches Netz (ein Modell aus der Kogni-tions psychologie zur Repräsentation von Wissen) dar stellen; die Wissensspeicherung im Langzeit-gedächtnis erfolgt dabei in Form von Knoten (Prozesse und Eigenschaften) und (assoziativ ver-bindenden) Kanten. Rohteilgeometrie und Geome-trie des Werkzeuges sowie Zustellung, WZ- und Schnittgeschwindigkeit erzeugen Schleifspannun-gen. Sie werden beeinfl usst durch Plastifi zierung, Verfestigung und Reibung. Schleifspannungen be-wirken einen Werkstofffl uss, der für die Maß- und Formfehler sowie für die Rauigkeit verantwortlich ist. Dazu gehört auch die Randzonenbeeinfl us-sung mit den Eigen spannungen, Brandfl ecken, Schleifrissen und Rattermarken. Auch Span-bildung sowie Korn- und Binderverschleiss gehö-ren zur Verantwortung des Werkstofffl usses.

VERSCHIEDENE ARTEN DES WISSENSDa für uns die Wissensanwendung von zentraler Bedeutung ist, macht die Aufteilung des Schleif-wissens in Werkstück-, Werkzeug- und Maschi-nenwissen Sinn. Das Werkstückwissen umfasst Spanbildung, Randzonenschädigung, Schleiftri-bologie, Simulation und Überwachung des Pro-zesses sowie Schleifbarkeit. Das Werkzeugwis-sen beinhaltet Schleifscheiben, Konditionierung, Korn- und Binderverschleiss; Instandhaltung ge-hört zum Maschinenwissen.

Beim Spanen mit geometrisch unbestimmten Schneiden werden die Schneiden durch Hartstoff-körner gebildet, welche irregulär gestaltet und in einer Bindung fi xiert sind. Zur Durchführung

Um Innovationen zu entwickeln und umzusetzen, ist für ein Unternehmen ein solider Wissensraum unerlässlich.

Der Wissensraum des Unternehmens sollte mit Kundenwissen an-gereichert werden, das idealerweise im After-Sales-Service gewonnen werden kann.

Die Aufteilung des Wissens in Werkstück-, Werkzeug- und Maschi-nenwissen ist sinnvoll.

Entscheidendes Wissen liefert die automatisierte Überwachung des Prozesses.

SHORT SUMMARY

21. MAI 2014, 16:15 UHR

DE_34_Motion_01_2014 34 29.04.14 16:08

Motion 01.2014 35

PROF. DR. JOSEF REISSNERwar von 1976 bis 2004

Leiter des Instituts für Virtuelle Produktion beziehungsweise

für Umformtechnik an der ETH Zürich

einer Zerspansimulation braucht es Stoffdaten für Formänderungsgeschwindigkeiten von mehr als 105 s-1, eine thermisch-mechanische Kopp-lung, eine robuste Netzneugenerierung sowie die Möglichkeit einer erhöhten Netzdichte di-rekt am wichtigen Bereich vor der Schneide. Ei-ne fast unlösbare Aufgabe ist die Ermittlung von Kontaktdaten. Mit dem Eingriff eines einzelnen Korns lassen sich – abhängig von der Eingriffstie-fe, der Schnittgeschwindigkeit und der Lage der Spanfl äche des Korns zur Schleifrichtung – die Abtragsmechanismen Mikrospanen-Schälspanen, Mikrospanen-Fliessspanen, Mikropfl ügen und Mi-krofurchen simulieren. Rauigkeit, Schleifrisse und Schleifbrand können nur simuliert werden, wenn gleichzeitig viele Körner eingreifen. Der große Durchbruch bei der Finite-Elemente-Methode im Schleifen steht noch bevor.

PRÄVENTIVE QUALITÄTSSICHERUNGIn der modernen Produktionstechnik gehört die präventive Qualitätssicherung zu den ambitio-niertesten Durchbruchstrategien. Schon Ende der 70er-Jahre forderte der Q-Papst Juran (1904 – 2008) „Qualität von Anfang an“. Durch verbes-serte Qualität auf allen Prozessstufen wurden die Durchlaufzeiten kürzer und die Kosten niedriger. Die letzte Korrektur in Bezug auf Nullfehler muss daher immer beim Echtzeit-Schleifen stattfi nden.

In der Schleiftechnik werden werkstück-seitige Messsysteme verwendet, die ortsfest Messgrößen erfassen. Um die direkte Messung der Prozessgrößen zu ersetzen, nutzt man dabei Messverfahren zur Erkennung indirekter Pro-zessmerkmale.

Bei verschiedenen Anwendungen kommen piezoelektrische Kraftmessplatten zum Einsatz, die im direkten Kraftfl uss zwischen Werkstück und Aufspanntisch angeordnet sind. Die nicht so empfi ndlichen DMS werden für die Kraftmessung weit verbreitet angewendet. Eine Messgröße, die zwar nicht direkt die Schleifkräfte erfasst, den Zu-stand des Schleifprozesses aber gut repräsentiert, bietet die Körperschallanalyse. Voraussetzung ist allerdings die nahe Anordnung des Sensors.

Die Industrie verwendet AE-Signale vorwie-gend zur Anschnitterkennung sowie zum Ver-kürzen der Leerlaufphasen und zum visuellen Abricht- und Schleifprozessmonitoring durch den Maschinenbediener. Zum Teil werden die An-schnitterkennung und die visuelle Prozessüber-

wachung auch über die elektrisch aufgenomme-ne Leistung an der Schleif- oder Werkstückspindel sowie an der Zustellachse ermittelt. Kraftsenso-ren können diesen Zweck ebenfalls erfüllen. Ein Inprozess-Regelkreis ist hier in den meisten Fäl-len nicht möglich. Gute Wuchtsysteme können die Restunwucht der Schleifscheibe automatisch auf ein Minimum reduzieren. Enge Durchmesser- und Längenmaß toleranzen werden heute in der Serienfertigung mit Inprozess-Messsteuerungen eingehalten.

Zusätzlich versucht man, Informationen werk-zeugseitig aus rotierenden (Schleif-)Werkzeugen zu gewinnen. Diese Messgrößenerfassung ist besonders anspruchsvoll, da die Prozess-Mess-größen in unmittelbarer Umgebung der Kon-taktzone zwischen Werkzeug und Werkstück zu bestimmen sind. Dadurch wird die Sensorik zu einem Teil des verschleißenden Werkzeugs. Mit den in die „sensible Schleifscheibe“ integrierten Sensoren können zentrale Parameter wie Kraft- und Temperaturverteilung auf der Schleifscheibe direkt am Prozess erfasst werden. Durch Kom-bination der örtlich gemessenen Werte für Kraft und Temperatur lassen sich Rückschlüsse auf den Zustand der Schleifscheibe (etwa aktuelle Geome-trie) ermitteln.

DIE NULLFEHLERSCHLEIFMASCHINEAber auch die Ausfallzeiten müssen minimal sein. Das ist nur mit einer zustandsorientierten Werkzeug- und Maschineninstandhaltung mög-lich. Potenzielle Fehlerquellen sind frühzeitig ausfi ndig zu machen und anstehende Wartungs-arbeiten passend in den Produktionszyklus zu in-tegrieren. Die Schwingungsüberwachung ist die sicherste Methode zur Früherkennung mechani-scher Schäden an der Maschine. Dabei besteht die Möglichkeit, selbstlernende Algorithmen zu verwenden.

Für die Nullfehlerschleifmaschine benötigt man zuerst die in der Maschine messbaren Geo-metrie- und Stoffparameter der Rohteile zur Pro-zesssimulation. Im zweiten Schritt wird durch eine adaptive Prozessregelung die Nullfehlerqualität erreicht. Dies geschieht mittels Inprozess-Mes-sung der fremd- und selbsterregten Schwingun-gen, der geometrischen Formfehler wie Rundheit am drehenden Werkstück sowie des Schleifschei-benzustands durch Prozesstemperaturmessung und/oder Prozesskräftemessung.

„ INNOVATIONEN ENTSTEHEN

DURCH GEISTESBLITZE

BEIM DURCH-SUCHEN EINES STRUKTURIER-TEN WISSENS-

RAUMES.“Josef Reissner


DE_35_Motion_01_2014 35 29.04.14 16:08

GRINDING SYMPOSIUM

36 Motion 01.2014

FLORIAN HEITMÜLLER

SCHNELLHUBSCHLEIFEN VON HOCHLEISTUNGS KERAMIKEN

FÜR DIE WIRTSCHAFTLICHE HERSTELLUNG KERAMISCHER

FUNKTIONS- UND PRÄZISIONSBAUTEILE ist der Einsatz hochleistungsfähiger, aber kostenintensiver Dia-mantschleifscheiben zwingend erforderlich. Bei der Wahl der Prozess-Stellgrößen wie Zustel-lung, Vorschub- und Schleifscheibenumfangsge-schwindigkeit greifen Anwender meist auf eher konservative Werte zurück, die in der Folge niedri-ge Zeitspanungsvolumina und damit geringe Pro-duktivität bedingen. Gründe dafür sind einerseits die bei Überbeanspruchung zum Sprödbruch nei-genden Materialeigenschaften der Keramik und die im Vergleich zu konventionellen oder CBN-Schleifscheiben zeitintensiven Konditionierpro-zesse der eingesetzten Diamantschleifscheiben. Daraus resultiert auch die Zurückhaltung vieler Schleiftechnologen, erhöhte Zeitspanungsvolumi-na bei gleichzeitig erhöhtem Werkzeugverschleiß zu akzeptieren, da nachgelagerte Abrichtprozesse die hauptzeitbezogenen Produktivitätssteigerun-gen häufi g überkompensieren. Darüber hinaus weisen Schleifprozesse mit Diamantschleifschei-ben durch die auftretenden Verschleißmechanis-men ein gesteigertes Risiko für instationäres Pro-zessverhalten auf. Das heißt, die metallisch oder kunstharzgebundenen Werkzeuge müssen meist in festen Intervallen geschärft werden, um ausrei-chend Kornüberstand aufzuweisen, was wieder-um Zeitaufwand und Kosten verursacht.

BEISPIEL: SCHNELLHUBSCHLEIFENAls Alternative können keramische Bindungen ein-gesetzt werden, die sich einfacher abrichten lassen, allerdings aufgrund der geringeren Kornhaltekräfte und spröden Brucheigenschaften deutlich schnel-ler verschleißen. Trotz kontinuierlicher Weiterent-wicklungen der Schleifwerkzeuge, -verfahren und Konditionierprozesse trägt der Schleifprozess in-nerhalb der Wertschöpfungskette zur Herstellung keramischer Funktions- und Präzisionsbauteile stark zur Preisbildung bei, wodurch sich mögli-che Einsatzgebiete oftmals aus wirtschaftlichen Gründen für große Stückzahlen nicht erschließen lassen. Am Beispiel des Schnellhubschleifens kann gezeigt werden, welche Möglichkeiten bestehen,

sowohl hochproduktiv als auch prozesssicher ke-ramische Komponenten unter Einsatz geeigneter Prozess-Stellgrößen zu bearbeiten.

DEMONSTRATORBAUTEIL AUS SILIZIUMNITRIDZur Darstellung der Potenziale des Schnellhub-profi lschleifens wurde am Institut für Werkzeug-maschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der Techni-schen Universität Berlin ein Demonstratorbauteil aus Siliziumnitrid in kürzester Zeit ohne Unter-brechung und messbaren Verschleiß bei absolut konstantem Prozessverlauf geschliffen. Vor dem Hintergrund der einstellbaren Abtrennbedingun-gen ergeben sich Fragestellungen nach:

den sinnvollen Prozess-Stellgrößen für eine prozesssichere Hochleistungs-bearbeitung,

der wirtschaftlichen Konditionierung, der Einsatzmöglichkeit hochkonzentrierter Schleifscheiben,

der Oberfl ächenausprägung der geschlif-fenen Randzonen und

nach möglichen Potenzialen durch erhöhte Schnittgeschwindigkeiten und gedämpfte Trägerkörper.

Am IWF konnte in technologischen Untersuchun-gen zur Ermittlung der grundlegenden Abtrenn- und Verschleißmechanismen festgestellt werden, dass zur wirtschaftlichen Bearbeitung eine Grenz-spanungsdicke prozessseitig nicht überschritten werden sollte, da sonst – wie bei konventionellen keramisch gebundenen Schleifmitteln – überpro-portionaler Verschleiß durch kaskadenartigen Kornausbruch auftreten kann. Dieses Verschleiß-verhalten konnte bei maximalen Vorschubge-schwindigkeiten vw = 180 m/min beobachtet wer-den. Für die wirtschaftliche Bearbeitung bieten sich hingegen mittlere Vorschubgeschwindigkei-ten um vw = 100 m/min bei erhöhten Umfangsge-schwindigkeiten von vs = 120 m/s an. Innerhalb dieser Bereiche sind zum einen die positiven Ein-fl üsse erhöhter Vorschubgeschwindigkeiten in

Mittels Schnellhubver-fahren kann die Effi zienz des Schleifprozesses keramischer Komponen-ten signifi kant gestei-gert werden.

Durch die erhöhten Vorschubgeschwin-digkeiten lassen sich die Bearbeitungskräfte signifi kant reduzieren.

Erhöhte Scheiben-umfangsgeschwindig-keiten führen zu besse-ren Oberfl ächengüten.

SHORT SUMMARY

22. MAI 2014, 09:30 UHR

DE_36_Motion_01_2014 36 29.04.14 16:32

Motion 01.2014 37

„SCHNELLHUB-SCHLEIFEN BIETET DIE

MÖGLICHKEIT, PRODUKTIV UND PROZESSSICHER

KERAMISCHE KOMPONENTEN

ZU BEARBEITEN.“Florian Heitmüller

FLORIAN HEITMÜLLER arbeitet als Oberingenieur am

Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der

Technischen Universität Berlin

Form von reduzierten Bearbeitungskräften bei gleichzeitig unterkritischem Verschleißverhalten nutzbar. Dabei sind G-Verhältnisse von weit über 1000 mm³/mm³ möglich. Zum anderen führen die erhöhten Schleifscheibenumfangsgeschwin-digkeiten aufgrund der höheren kinematischen Schneidenzahl über den gesamten Zerspanpro-zess zu deutlich besseren Oberfl ächengüten im mittleren Vorschubbereich vw = 105 m/min bei gleichzeitig erhöhtem Zeitspanungsvolumen. In den durchgeführten Untersuchungen konnte die Belastungsgrenze der eingesetzten Schleifscheibe mit einer Konzentration von C100 bei einem bezo-genen Zeitspanungsvolumen Q’w = 90 mm³/mms ab einer Werkstückgeschwindigkeit vw = 138 m/min festgestellt werden.

DOSIERTE VORSCHUBGESCHWINDIGKEITAus wirtschaftlicher Perspektive scheint es sinn-voll, nicht unbedingt die an der Werkzeugmaschine maximal verfügbaren Vorschubgeschwindigkeiten auszunutzen. Die berechnete Einzelhubdauer ts, zusammengesetzt aus Tischbeschleunigung, kon-stanter Vorschubgeschwindigkeit beim Überschliff und Abbremsen, fällt zunächst mit steigender Vor-schubgeschwindigkeit ab, da der Anteil konstan-ter Vorschubgeschwindigkeit beim Schleifen am Gesamthubweg noch groß ist. Mit zunehmender Vorschubgeschwindigkeit nehmen allerdings die benötigten Anteile der Beschleunigungsphasen deutlich zu und überkompensieren den Nutzen im Schleifbereich. Zugrunde gelegt wurde hier die real bei den Schleiftests vorliegende Beschleuni-gung des Maschinensystems aw ≈ 25 m/s².

Wird diese Zeit bei der Berechnung des bezo-genen Zeitspanungsvolumens berücksichtigt, wird deutlich, dass dieses mit steigender Vorschubge-schwindigkeit nur degressiv zunimmt. Werden zudem Parameterkombinationen aus Zustellung und Werkstückgeschwindigkeit mit konstantem bezogenen Zeitspanungsvolumen betrachtet, führt die Steigerung der Vorschubgeschwindigkeit sogar zu einer merklichen Verringerung des realen Zeit-spanungsvolumens. Dadurch wird deutlich, dass der wirtschaftliche Nutzen besonders bei hohen Zeitspanungsvolumina vorliegt, das Schnellhub-

schleifen demnach eher zum Schruppen geeignet ist. Vor dem Hintergrund bewusst veränderter Abtrennmechanismen durch deutlich gesteiger-te Vorschub- und Schleifscheibenumfangsge-schwindigkeiten im Vergleich zu üblicherweise vielfach eingesetzten Prozessparametern für die Fertigung keramischer Bauteile muss geklärt werden, inwiefern durch das Schnellhubverfahren möglicherweise eine Randzonenschädigung in die Werkstücke eingebracht wurde. Hierzu wurde am IWF analysiert, ob es durch die mit steigen-der Vorschubgeschwindigkeit zunehmend spröde Spanbildung zu erhöhter Risseinbringung und somit zu steigender Schädigungstiefe am Werk-stück kommen kann.

Mithilfe von Querschliffen wurde ein qualitativer Überblick über Schädigungen gewonnen. Eine Ten-denz hinsichtlich einer Abhängigkeit zur Vorschub-geschwindigkeit oder zum Zeitspanungsvolumen konnte nicht festgestellt werden. Die gefundenen Risse zeigten ausschließlich laterale Formen parallel zur Oberfl äche verlaufend, die aus mechanischer Sicht als unkritisch einzustufen sind. Kritische trans-versal verlaufende Risse wurden nicht gefunden. Auch bei einem maximalen bezogenen Zeitspa-nungsvolumen von Q’w = 90 mm³/mms konnte kei-ne signifi kante Schädigung der Randzone im Ver-gleich zu tief-, konventionell pendelgeschliffenen oder polierten Oberfl ächen nachgewiesen werden. Einschränkend ist hinzuzufügen, dass die beschrie-bene Analysemethode nur lokal angewendet wer-den kann und somit nicht generell Schädigungs-risse ausgeschlossen werden können. Weitere messtechnische Untersuchungen wie Eigenspan-nungsanalysen sind für die Zukunft geplant.

KOMPLEXITÄT KANN REDUZIERT WERDENUnter Berücksichtigung der Wechselwirkungen zwi-schen Abrichtprozess, Abrichtwerkzeug und Pro-zessparametern lassen sich stationäre Prozesse mit G-Verhältnissen weit über 1000 mm³/mm³ erreichen. Die Weiterentwicklung von Bindungen und Abricht-werkzeugen führt dazu, dass die hohe Komplexität beim Abrichten mit verschiedenen Strategien und Werkzeugen auf verfügbare CNC-Programme mit einem Abrichtwerkzeug reduziert werden kann.

Am Institut für Werkzeugma-schinen und Fa-brikbetrieb (IWF) der Technischen Universität Berlin wird ein Demon-stratorbauteil aus Siliziumnitrid geschliffen

Schleifscheibe:D46, C100, ker. BindungProzessparameter:ae = 10 μmvs = 120 m/svw = 105 m/minVw = 29 208 mm3

rp = 0,4 mm 4 mm

αy=45°

5 mm

Profi lschliff von GPSN ohneAbrichtunterbrechungen (aus dem Vollmaterial 100 x 100 x 6 mm3)

FLACH- UND PROFILSCHLEIFEN

DE_37_Motion_01_2014 37 29.04.14 16:32

GRINDING SYMPOSIUM

38 Motion 01.2014

PETER OPPELT

RAZORTEC® – WIRTSCHAFTLICHE SCHLEIFTECHNOLOGIE MIT EFFEKTIVER SCHLEIFSCHEIBENREINIGUNG

DIE SCHLEIFSCHEIBENREINIGUNG, auch Ausspülung oder Jet-Cleaning genannt, ist prinzipiell schon seit etwa 40 Jahren bekannt. Insbesondere bei langspanenden und schwer zerspanbaren Werk-stoffen war und ist sie eine Hilfe zur Prozessop-timierung.

Durch die Entwicklung des CD-Prozesses (CD: continuous dressing = kontinuierliches Abrich-ten) wurde die Schleifscheibenreinigung zunächst überfl üssig, da hierbei ausreichend kontinuierlich abgerichtet wird. Für eine weitere Steigerung der Zeitspanvolumina bei CD-Prozessen oder bei Pro-zessen ohne kontinuierliches Abrichten gewinnt die Schleifscheibenreinigung jedoch wieder erheblich an Bedeutung. Zu solchen Hochleistungsprozessen zählen beim Plan- und Profi lschleifen das Tiefschlei-fen mit Intervall- oder kontinuierlichem Abrichten sowie das Schnellhub-Pendelschleifen. Durch ef-fektive Scheibenreinigung lassen sich heute zum Beispiel bei Nickelbasislegierungen bezogene Zeit-spanvolumina bis zu 200 mm³/mm∙s erreichen.

Die eingesetzten Parameter und Einstellgrö-ßen bei der Verwendung einer Schleifscheibenrei-nigung zum Ausspülen der Schleifscheibenporen mit Kühlschmierstoff sind über einen sehr langen Zeitraum nicht infrage gestellt worden.

WISSENSCHAFTLICHE FORSCHUNGSARBEITAm Institut für Werkstofftechnik IWT in Bremen und bei der Blohm Jung GmbH in Hamburg wur-den in den letzten Jahren umfangreiche Unter-suchungen zur Optimierung von Prozessen mit Schleifscheibenreinigung durchgeführt. Die un-tersuchten Einfl ussgrößen waren im Einzelnen:

Strahlgeschwindigkeit Staudruck/Düsenabstand Aufpralldruck/Düsenabstand Schleifkräfte mit und ohne Reinigung Scheibenverschleiß mit und ohne Reinigung Düsenwinkel Druck an der Düse

Ein weiterer Fokus bei den Untersuchungen lag auf dem Vergleich verschiedener Düsenausführun-

gen hinsichtlich ihrer Reinigungswirkung. Interes-santerweise hat eine Rotordüse, wie sie auch bei Hochdruckreinigern als sogenannte „Dreckfräse“ verwendet wird, deutlich schlechtere Ergebnisse erzielt als eine Flach- oder Flachstrahldüse.

HOHE REINIGUNGSWIRKUNGFür die Untersuchung des Aufpralldrucks wurden spezielle Druckmessfolien verwendet, in denen abhängig vom Aufpralldruck kleine Farbkugeln zerplatzen und eine Färbung der Folie hervorrufen. Die Farbintensität dient hierbei als direktes Maß für die Höhe des Aufpralldrucks. Schleifversuche bewiesen die hohe Bedeutung dieses Parame-ters: je höher der Aufpralldruck, desto besser die Reinigungswirkung an der Schleifscheibe. Der Staudruck hingegen, der direkt vor der Düse am größten war, ist für die Reinigungswirkung von untergeordneter Bedeutung.

Bei direkten Vergleichen von Schleifoperatio-nen mit und ohne Scheibenreinigung erzielt man mit Reinigungsdüsen deutlich niedrigere Schleif-kräfte, einen geringeren Schleifscheibenver-schleiß und ein höheres umsetzbares bezogenes Zeitspanvolumen ohne Randzonenschädigung.

Hinsichtlich der Bewertung unterschiedli-cher Reinigungsdüsenausführungen und Reini-gungsdrücke zeigt sich deutlich, dass nicht eine große Kühlschmierstoffmenge und ein hoher Druck, sondern eine gezielt dosierte Zuführung die besten Ergebnisse liefert. Auch der Abstand der Reinigungsdüse zur Schleifscheibe, der früher möglichst klein gehalten wurde, ist ein wichtiger Parameter. Die sinnvollen Abstände in Verbindung mit einer optimalen Düse liegen im Bereich zwi-schen 30 und 80 Millimeter zur Schleifscheibe.

Um den technologischen Nutzen möglichst breiten Anwendungsbereichen zur Verfügung zu stellen, wurde bei der Blohm Jung GmbH eine neue automatische Kühlmitteldüsennachführung entwickelt, die auch die einfache Adaption einer effektiven Reinigungsdüse ermöglicht. Hierbei wurde das in der PROKOS bewährte Prinzip eines Parallelogramm-Gestänges weiter ausgebaut. Da-mit werden die Düsen bei kleinerer Schleifscheibe

Effektive Schleifschei-benabrichtung kann Schleifl eistungen zu Höchstleistungen optimieren.

Das RazorTec®-Verfahren garantiert einen exakten Schliff ohne Randzonen-schädigung.

Es reduziert dabei den Schleifscheiben-verbrauch um bis zu 30 Prozent.

Durch kontinuierliche Scheibenreinigung kann der Schleifscheibenver-schleiß deutlich redu-ziert werden.

SHORT SUMMARY

22. MAI 2014, 10:15 UHR

DE_38_Motion_01_2014 38 05.05.14 11:47

Motion 01.2014 39

„BEI CD-PRO-ZESSEN ODER

BEI PROZESSEN OHNE KONTI-

NUIERLICHES AB-RICHTEN KOMMT

DER SCHLEIF-SCHEIBEN-

REINIGUNG EINE ERHEBLICHE

BEDEUTUNG ZU.“Peter Oppelt

PETER OPPELTDer studierte Werkzeug-

maschinen- und Fertigungs-techniker ist Leiter Verkauf

Europa der Blohm Jung GmbH

nicht nur an den Schleifscheibenradius ange-passt, sondern auch etwas dichter an die Kon-taktzone geführt, was für den wandernden Ein-griffspunkt beim Gleichlaufschleifen wichtig ist.

TECHNOLOGISCHE RAHMENBEDINGUNGENOptional können die Düsen mittels eines Dreh-strom- oder eines Servomotors angetrieben werden. Der Servomotor ermöglicht auch die Ansteuerung der Düsen im Bahnschleifbetrieb. Zusätzlich gibt es die Option, die Düsen in Z-Rich-tung, also in Richtung der Schleifspindelachse, automatisch zu verfahren. Das ermöglicht beim Einsatz von Satzschleifscheiben, die nachein-ander eingesetzt werden, das Positionieren der Düsen individuell zur jeweiligen Schleifposition und spart etwa 50 Prozent Kühlmitteldurchsatz. Diese Düsennachführung wird heute optional bei allen PLANOMAT- und PROFIMAT-Maschinen mit großem Erfolg eingesetzt.

Ohne eine weitere Optimierung der Schleif-scheibenspezifi kationen wäre die mögliche Stei-gerung der Zerspanrate nicht so hoch ausgefallen. Der Schlüssel zum Erfolg liegt in einer sehr sau-beren und sehr scharfen Schleifscheibe für den Schruppprozess. Das Schleifkorn muss nach dem Abrichten eine hohe Schärfe aufweisen, die in Verbindung mit der Scheibenreinigung möglichst

lange erhalten bleibt. Das macht bei vielen Prozes-sen das kontinuierliche Abrichten überfl üssig. Für prozessparalleles Abrichten bietet sich jetzt der IPD- Prozess an (interval plunge dressing).

Bei den Prozessen mit separatem Abrichten zwischen den Schleifzyklen ist das Schnellhub-Pendelschleifen besonders hervorzuheben. Hier-bei wird prozessbedingt der Wärmeeintrag in das Werkstück durch die hohe Vorschubgeschwindig-keit von circa 120 m/min minimiert. In Verbindung mit einer effektiven Scheibenreinigung wurden damit die eingangs schon erwähnten Q’w-Werte bis zu 200 mm³/mm∙s bei Nickelbasislegierungen an realen Bauteilen und nicht nur an Testmaterial-blöcken erreicht.

KEINE RANDZONENWIRKUNGIn Verbindung mit einer effektiven Schleifschei-benreinigung können Schleifprozesse mit konven-tionellen Schleifmitteln (Korund, Siliziumkarbid) zu Höchstleistungen optimiert werden, die bisher nur den hochharten Schleifmitteln vorbehalten waren. Dabei verbindet RazorTec® eine sehr scharf abgerichtete Schleifscheibe, die im Prozess sau-ber bleibt, mit einem kühlen Schliff ohne Randzo-nenschädigung bei zusätzlich geringstem Schleif-scheibenverbrauch.

Aufgabenstellung des Forschungsvorhabens am IWT in Bremen: sichere, leistungs-fähige Schleifprozesse durch

eine effi ziente Schleifscheiben-reinigung von Zusetzungen


DE_39_Motion_01_2014 39 29.04.14 17:55

GRINDING SYMPOSIUM

40 Motion 01.2014

UDO MERTENS

TRENDS IN DER SCHLEIFWERK ZEUGENTWICKLUNG

SCHLEIFEN HAT ALS ENDBEARBEITUNGSVERFAHREN in den letzten 25 bis 30 Jahren einen bemerkenswerten Wandel vollzogen. Noch in den 80er-Jahren des letzten Jahrtausends wurde Schleifen fast aus-schließlich dort angewendet, wo die geforderten Arbeitsgenauigkeiten durch andere Fertigungs-verfahren in wirtschaftlich vertretbarem Umfang nicht mehr erreicht werden konnten. Aufgrund sich permanent ändernder Konstellationen im Rahmen einer fortschreitenden Globalisierung mit Aspekten wie knapper werdenden Rohstof-fen und einem veränderten Umweltbewusstsein ergaben sich fast zwangsläufi g veränderte Forde-rungen des Marktes. Der Druck, beständig effi zi-enter und kostengünstiger zu fertigen, setzte eine Entwicklung in Gang, die zu verbesserten Maschi-nenkonzepten sowie schnelleren Steuerungs- und Messsystemen führte.

TREND ZU HOCHLEISTUNGSSCHLEIFMITTELNInsbesondere der rasant wachsende Trend hin zum Einsatz der Hochleistungsschleifmittel CBN und Diamant war entscheidend für diese Entwicklung. Als Folge mussten anwendungs-technisch adaptierte Kühlsysteme und leis-tungsfähigere Kühlschmiermitteln mit deutlich verbesserten Kühl- und Schmiereignungen zur Verfügung gestellt werden. Letztlich bekamen Härte und Zerspanbarkeit des Werkstückstoffes einen stetig geringer werdenden Einfl uss auf die Zerspanbarkeitsgrenze.

Beschleunigt wurde diese Entwicklung zu-dem durch das Schleifen mit immer höheren Schnittgeschwindigkeiten. Letztlich war es mög-lich, nun auch gehärtete sowie schwer zu zerspa-nende Werkstoffe mit hohen Zeitspanvolumina durch Schleifen zu bearbeiten. Ein Abtrag, der bis dato durch Zerspanung mit geometrisch defi nier-ter Schneide im nicht gehärteten, gut spanbaren Zustand durchgeführt wurde.

Bei Schleifwerkzeugen standen in der Vergan-genheit immer wieder Forderungen nach Steige-rungen der Zerspanleistung und Bauteilqualität im Vordergrund. Diese Forderungen sind im Laufe der letzten Jahre nicht ersetzt, wohl aber ergänzt

worden. Heute stehen insbesondere Werkzeuge mit gesteigerten Standmengen sowie geringeren Nebenzeiten im Fokus, sei es beim Rüsten der Werkzeuge wie auch beim Abrichten. Derartige Forderungen können nur bei einer ganzheitlichen Betrachtung des Systems „Schleifwerkzeug“ er-füllt werden.

OPTIMALES SCHLEIFWERKZEUGJe nach schleiftechnischer Anwendung gilt es jeweils das optimale Schleifwerkzeug zu spezifi -zieren. CBN- und Diamantwerkzeuge sind aufge-baut aus einem relativ dünnwandigen Schleifbe-lag, der auf einem Trägerkörper aufgebracht ist. Beim Schleifen im Hochgeschwindigkeitsbereich mit Schnittgeschwindigkeiten von derzeit bis zu 200 m/s gilt Stahl nach wie vor als Standard-Werkstoff für die zu verwendenden Trägerkörper. Gerade beim Kurbelwellenschleifen mit immer größeren Werkzeugdurchmessern von 1000 Mil-limetern und mehr stellt das damit verbundene höhere Gewicht der Werkzeuge für das Schleif-spindelsystem wie auch für die Handhabung eine ungleich höhere Herausforderung dar.

Ein für Trägerkörper alternativer Werkstoff sind kohlefaserverstärkte Kunststoffe (CFK), die ei-ne Reihe interessanter Eigenschaften aufweisen.

HOCHPORÖSE METALLISCHE BINDUNGIn der Werkzeugindustrie war es noch vor weni-gen Jahren ohne Weiteres möglich, mit einer ein-zigen Schleifscheibenspezifi kation eine Vielzahl etwa von Hartmetallen zu bearbeiten. Dies ist aufgrund der Entwicklung ständig neuer Quali-täten kaum mehr möglich. Werkzeuge mit einer extremen Spezialisierung hinsichtlich des zu zer-spanenden Werkstückstoffes gelten heute als Standard. Zusätzlich werden vermehrt Forderun-gen nach Schleifwerkzeugen laut, die nicht nur geringere Schleifkräfte aufweisen, sondern die vor allem auch extrem leicht abzurichten sind. Diese Forderungen zu erfüllen und dabei gleichzeitig ei-ne hohe einstellbare Porosität aufzuweisen – das sind die Forderungen an ein solches modernes Schleifwerkzeug.

Mit porösen metalli-schen und keramischen Hochleistungsbindun-gen für Diamant- und CBN-Schleifwerkzeuge kann individuell auf Kundenwünsche reagiert werden.

Metallische Bindungen entwickeln geringe Schleifkräfte und sind leicht abzurichten.

Keramisch gebundene Bindungssysteme bieten enorme Vorteile hinsichtlich geringer Nebenzeiten.

Weitere Potenziale eröffnen sich durch die Verwendung eines Trägerkörpers aus CFK oder den Einsatz einer Formrolle mit unter-brochenem Belag.

SHORT SUMMARY

22. MAI 2014, 11:00 UHR

DE_40_Motion_01_2014 40 29.04.14 17:57

Motion 01.2014 41

„NOTWENDIG IST DIE GE-

SAMTHEITLICHE BETRACHTUNG DES SYSTEMS SCHLEIFWERK-

ZEUG.“Udo Mertens

UDO MERTENSseit 1989 im Hause Saint-

Gobain Diamantwerkzeuge GmbH & Co. KG tätig. Er

verantwortet den Bereich Produktmanagement und

Produktentwicklung für keramisch gebundene

CBN- und Diamantwerkzeuge für Europa

KERAMISCHE HOCHLEISTUNGSBINDUNG Keramisch gebundene Bindungssysteme haben insbesondere hinsichtlich geringer Nebenzeiten enorme Vorteile. Werkzeuge mit diesem Bin-dungssystem lassen sich sehr gut abrichten; eine Eigenschaft, die sie für automatisierte Prozesse prädestiniert. Forderungen nach Steigerungen von Leistungsmerkmalen wie einem höheren be-zogenen Zeitspanvolumen einerseits, aber auch hinsichtlich deutlich mehr geschliffener Kompo-nenten je Abrichtzyklus andererseits sind perma-nente Ansprüche des Marktes.

CNC-GESTEUERTE FORMROLLENIn einer fl exibel gehaltenen Fertigung gilt für mo-derne Abrichtwerkzeuge vor allem eines: Sie müs-sen universell einsetzbar sein. Prädestiniert hierfür sind insbesondere CNC-gesteuerte Formrollen. Moderne Versionen weisen einen geschlossenen, senkrecht zur Rotationsachse mehrschichtig und in Richtung der Drehachse einschichtig angeord-

neten Belag auf. Eine interessante Variante stellt die Ausführung einer Formrolle mit unterbroche-nem Belag dar. Durch eine derartige Ausführung wird bei ansonsten konstant gehaltenen Abricht-parametern eine höhere Wirkrautiefe der Schleif-scheibe erzielt, woraus verminderte Schleifkräfte resultieren. Als Nebeneffekt wird dabei auch die Profi lgenauigkeit erhöht.

AUF KUNDENWÜNSCHE REAGIEREN Mit der breiten Palette der nunmehr zur Verfügung stehenden porösen metallischen und kerami-schen Hochleistungsbindungen für Diamant- und CBN-Schleifwerkzeuge kann individuell auf den jeweiligen Kundenwunsch reagiert werden. Ob Klein- oder Großserie, das Einsparungspotenzial bei diesen Werkzeugen ist enorm und steigt mit zunehmender Anpassung. Durch die Verwendung eines Trägerkörpers aus CFK oder den Einsatz ei-ner Formrolle mit unterbrochenem Belag eröffnen sich weitere Potenziale.

Schleifscheibe aus kohlefaserverstärktem

Kunststoff mit CBN-Belag


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GRINDING SYMPOSIUM

42 Motion 01.2014

DR. HOLGER PÄTZOLD, DR. ERDMANN KNÖSEL

PRODUKTIVITÄTSSTEIGERUNG DURCH AUSLEGUNG VON SCHLEIFWERKZEUGEN

ES IST EIN ALLGEMEINES ANLIEGEN, durch günstige Auslegung von Schleifwerkzeugen und Anwen-dung optimaler Schnittparameter bei Schleifpro-zessen die Produktivität bei Einhaltung der Werk-stückqualitätskriterien wesentlich zu steigern oder diese gleichzeitig auch noch zu erhöhen. An einem Beispiel aus der industriellen Praxis soll gezeigt werden, wie durch Nutzung des Erfahrungsschat-zes eines Schleifscheibenherstellers die Qualität der Schleifwerkzeuge gezielt erhöht werden kann.

PROBLEMSTELLUNGDurchzuführen war eine schleiftechnisch gleich-zeitige Bearbeitung zweier vorgefräster Außenfl ä-chen in einem Zyklus. Der Prozess ist so zu führen, dass die bereits gefertigte Zentralbohrung sowie die beiden Außenfl ächen keinerlei thermische Schädigungen aufweisen und keine Maßabwei-chungen auftreten. Das Ziel war die Steigerung der Produktivität auf mehr als das Doppelte.

Zur Realisierung der geforderten Bearbeitung beider Außenfl ächen in einem Zyklus wurden zwei Schleifscheiben auf einer Achse angeord-net. Es wird das Verfahren Umfangsstirnschleifen im Gleichlauf angewendet. Die Zustellung der Schnitttiefe ap erfolgt in axialer Richtung.

THEORETISCHE GRUNDLAGENBei der technologischen Gütebewertung eines Schleifprozesses für alle Umfangsschleifverfahren wird nach 1), 3) und 4) (siehe Literaturhinweise) von dem Grundansatz ausgegangen, dass ein Schleifprozess eine umso höhere Güte aufweist, je geringer der Energieumsatz pro abgeschliffenem Werkstückvolumen ist. Es ist zu erwarten, dass bei Verringerung des Energieumsatzes auch thermi-sche Oberfl ächenschädigungen reduziert werden. Diese Betrachtungsweise setzt die Messung der leistungsbezogenen Schnittkraft voraus.

Mit dem Bezug der umgesetzten Energie auf das abgeschliffene Werkstückvolumen erhält man die mittlere spezifi sche Schleifenergie pro gespan-tem Volumen als eine Gütebewertungsgröße.

Der Versuchsaufbau beinhaltet eine 3-D-Kraft-messtechnik am Werkstück mit entsprechender

Auswerteelektronik. Die Störeinfl üsse auf die Kräfte durch den starken Kühlschmierstoffstrahl wurden nach vorheriger Messung rechentech-nisch eliminiert.

SERIENSCHLEIFSCHEIBE ALS REFERENZWERKZEUGEs wurde versucht, durch technische Veränderun-gen bei Einhaltung der folgenden Restriktionen die Produktivität zu steigern:

Oberfl ächenrauheit Formtoleranzen Lagetoleranzen keine Randzonenschädigung keine Kreisformabweichung der bereits bearbeiteten Zentralbohrung

Ohne Erfolg blieben:

eine Steigerung der Vorschubgeschwin-digkeit zum schnelleren Wandern der Wärmquelle,

ein vergrößerter Nebenfreiwinkel von bisher zwei Grad auf fünf Grad,

eine Optimierung des mittels einer ange-triebenen Diamantrolle realisierten Kondi-tionierens durch nachträgliches Schärfen

und eine Verbesserung der Kühlschmier-be dingungen.

Als einziger Weg, das Ziel der Produktivitätserhö-hung zu erreichen, bleibt im Folgenden nur noch der Weg einer Neuauslegung der Schleifschei-benspezifi kation. Mit der Serienschleifscheibe als Referenzwerkzeug wurde ein spezifi sches Grenz-zeitspanungsvolumen von 63,3 mm³/mms nach-gewiesen.

NEUE AUSLEGUNG VON SCHLEIFSCHEIBENSPEZIFIKATIONENBekannterweise ergeben sich zur Veränderung der Schleifscheibenspezifi kation die Variationen am Korn, an der Bindung und am Gefüge. Bei bei-den neuen Schleifscheiben, die als Probescheiben

Schleifwerkzeuge mit der kleinsten Energie-umsetzung pro abge-schliffenem Werkstück-volumen haben den höchsten technologi-schen Gebrauchswert.

Es besteht ein direk-ter Zusammenhang zwischen einem optimal geführten Schleif-prozess und dessen spezifi schem Schleif-energieminimum.

Eine Neuauslegung der Schleifscheiben-spezifi kation kann Pro-duktivitätserhöhungen ermöglichen.

SHORT SUMMARY

22. MAI 2014, 11:45 UHR

DE_42_Motion_01_2014 42 05.05.14 11:48

Motion 01.2014 43

„FÜR DEN ANWENDER IST ES WICHTIG ZU

WISSEN, IN WELCHEM

SCHNITTPARAME-TERBEREICH EINE SCHLEIFSCHEIBE

IHRE OPTIMALEN TECHNOLO-

GISCHEN GE-BRAUCHSWERTE

ENTFALTET.“Holger Pätzold

DR. HOLGER PÄTZOLD ist Director Technology im

Unternehmensbereich Motorsysteme der

Schaeffl er Technologies in Herzogenaurach

bezeichnet werden, wurde ein größeres CBN-Korn verwendet; der Porenraum wurde um circa zehn Prozent erhöht und der Bindungsanteil um etwa fünf Prozent gesteigert. Beide Probeschei-ben wurden mit einer keramischen Bindung aus-gelegt. Die Probeschleifscheibe 1 erhielt eine glasig wirkende Bindung und die Probeschleif-scheibe 2 eine eher elastisch wirkende Bindung.

SPEZIFISCHE SCHLEIFENERGIEDie Abbildung zeigt deutliche Unterschiede in der spezifi schen Schleifenergieumsetzung. Jede Schleifscheibe hat, wie nach 1), 3) und 4) zu er-warten, ein anderes spezifi sches Schleifenergie-minimum. Damit wird deutlich, wie wichtig es für den Anwender ist zu wissen, in welchem Schnittpa-rameterbereich eine Schleifscheibe ihre optimalen technologischen Gebrauchswerte entfaltet.

Die Serienschleifscheibe hat ihr spezifi sches Schleifenergieminimum von 11 000 Ws/cm³ bei einer Vorschubgeschwindigkeit von 100 Prozent und war damit optimal eingesetzt.

Abweichend verhält sich Probescheibe 2, wo das angezeigte spezifi sche Schleifenergie-minimum 10 000 Ws/cm³ bei einer Vorschub-geschwindigkeit von 250 Prozent zu liegen kommt und damit ein Zeitspanungsvolumen 137 mm³/mms erreicht wird. Beachtlich dabei ist aber auch, dass vermutlich Probescheibe 2 ihr ei-gentliches spezifi sches Schleifenergieminimum erst bei einer – nicht ausgewiesenen – weiteren Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit erreicht.

Der Favorit ist Probescheibe 1 mit einem spezifi -schen Schleifenergieminimum von 8000 Ws/cm³ bei einer Vorschubgeschwindigkeit von 250 Pro-zent und einem Zeitspanungsvolumen 157 mm³/mms. Damit steigt die Produktivität um das 2,5-Fache.

Außerordentlich bedeutsam ist bei diesen Be-trachtungen die Tatsache, dass auch bei der be-achtlich gesteigerten Produktivität die Bauteilqua-lität gewährleistet wird. Oder anders ausgedrückt: Nur eine spezifi sche Schleifenergie von circa 8000 Ws/cm³ liefert im vorliegenden Fall qualitativ hochwertige Bauteile.

ZUSAMMENFASSUNGEin an der TU Dresden entwickeltes Verfahren zur technologischen Gebrauchswertermittlung von Schleifwerkzeugen für alle Umfangsschleifverfah-ren mittels der spezifi schen Schleifenergie wurde erprobt. Damit wurde der direkte Zusammenhang zwischen einem optimal geführten Schleifprozess und dessen spezifi schem Schleifenergieminimum an einem Beispiel nachgewiesen.

Die technologischen Möglichkeiten ließen ausschließlich die Neuauslegung der Schleif-scheiben zu. Mit einer der untersuchten Schleif-scheiben konnte die Produktivität auf das 2,5-Fa-che gesteigert werden, was mit dem gewählten Kriterium spezifi sche Schleifenergie korreliert. Ein Schleifwerkzeug mit der kleinsten Energieumset-zung pro abgeschliffenem Werkstückvolumen hat den höchsten technologischen Gebrauchswert.

Verlauf der maximalen spezifi schen Schleifenergie

Literatur:

1) Künanz, K.; Knösel, E.; Franke, A.Diagnose zur Bewertung des Leistungsvermögens von Schleifwerkzeugen.Industrie Diamanten Rundschau 32, Nr. 3, 19982.) Werner, G.Schleifscheibenspezifi kation und Werkstückstoff als bestimmende Merkmale für anwendbare Schnittgeschwindigkeiten und Zeitspanvolumina.Jahrbuch „Schleifen, Honen, Läppen und Polieren“, Vulkan Verlag Essen, 19793) Knösel, E.Der Schleifdruck als bestimmende Größe für Oberfl ächendefekte an Hochleistungskeramik.Jahrbuch „Schleifen, Honen, Läppen und Polieren“, Vulkan Verlag Essen, 19934) Künanz, K.; Knösel, E.; Nikodemus, J.Gütebewertung der Schleifscheiben und des Schleifprozesses mittels der Konstanten einer modifi zierten Kraftgleichung.Jahrbuch „Schleifen, Honen, Läppen und Polieren“, Vulkan Verlag Essen, 19975) Knösel, E.Arbeitsbericht zum Projekt „Verfahrensgestaltung Flächenschleifen an der Innentasse F-346 101.32-0061“ für die Stufe I und II im Auftrag der INA SCHAEFFLER KG. TU Dresden 16.12.2005

Serienschleifscheibe

Probescheibe 1

Probescheibe 2

Ws / cm3

140 000

100 000

100 250%

80 000

60 000

40 000

20 000

relative Vorschubgeschwindigkeit vfmax

imal

e sp

ezifi

sch

e S

chle

ifen

erg

ie e

cmax

25

00


DE_43_Motion_01_2014 43 05.05.14 11:48

GRINDING SYMPOSIUM

44 Motion 01.2014

PROF. DR. EKKARD BRINKSMEIER

LEISTUNGSTEIGERUNG BEIM AUSSENRUNDSCHLEIFEN

DIE GEGENWÄRTIGE ENTWICKLUNG der Schleifmaschi-nen entspricht den stetig steigenden Anforde-rungen an die Makro- sowie Mikrogeo me trie und Randzoneneigenschaften gefertigter Bauteile. Ziel sind gleichbleibende Arbeitsergebnisse und Pro-duktionszeiten bei sinkenden Produktionskosten. Folgende Ansätze dazu wollen wir vorstellen:

die Vermeidung thermischer Schädigun-gen am Werkstück durch neue Techniken zur Prozessüberwachung,

die prozessgesteuerte und bedarfsgerech-te Kühlschmierstoffzufuhr und

den Einsatz neuartiger Werkzeugkonzepte zur Erzielung höchster Oberfl ächengüten.

Aktuelle Forschungsaktivitäten am Institut für Werkstofftechnik (IWT) in Bremen befassen sich mit der Steigerung des Zeitspanvolumens beim Schleifen, was jedoch in den meisten Fällen durch unerwünschte thermische Schädigung der Werk-stückrandzone limitiert wird. In der Vergangenheit gab es zahlreiche Untersuchungen, die sogenann-te Schleifbrandgrenze mithilfe ausgewählter Pro-zessgrößen zu identifi zieren. Die entscheidende Prozessgröße ist dabei die Kontaktzonentempera-tur, deren Ermittlung durch die schlechte Zugäng-lichkeit des Schleifspalts und die für das Schleifen charakteristischen großen Schnittgeschwindig-keiten technisch schwer realisierbar ist.

Hierzu wurde ein werkzeugseitiges Tempera-turmesssystem entwickelt, in das zur Messung der Kontaktzonentemperaturen Infrarotsenso-ren eingesetzt wurden. Die gemessenen Daten werden zu der in die Schleifscheibe integrierten Recheneinheit geführt, die eine Verarbeitung der Messdaten sowie deren Übertragung via Bluetooth an eine externe Anzeigeeinheit ge-währleistet. Die Aussagekraft des beschriebe-nen Temperaturmesssystems wurde anhand von Außenrundschleifversuchen an ausgewähl-ten Modellwerkstücken sowie in ersten Indust-rieversuchen verifi ziert. Die weiteren Forschungs-arbeiten haben zum Ziel, die Beeinfl ussung der Werkstückrandzone während des Schleifprozes-

ses als Abhängigkeit zwischen der Kontaktzonen-temperatur und der Kontaktzeit zu untersuchen. Die Prozessgrößen werden dabei maßgeblich von den eingestellten Stellgrößen (Zustellung, Werk-stückvorschubgeschwindigkeit, Schnittgeschwin-digkeit der Schleifscheibe) und Systemgrößen (Schleifscheibenspezifi kation, Werkstückmate-rial) beeinfl usst. Die Ergebnisse sollen zukünftig in sogenannte Randzonendiagramme einfl ießen, welche an die Zeit-Temperatur-Diagramme aus der klassischen Wärmebehandlung angelehnt sind. Mithilfe dieser Diagramme sollen die re-sultierenden Randzoneneigenschaften als Folge der zeitlich begrenzten Temperaturbelastung des Werkstoffs während der Schleifoperation bewer-tet werden.

SELBSTOPTIMIERENDE KSS-ZUFUHRNeben der Ermittlung von Randzonendiagrammen soll das beschriebene Temperaturmesssystem zu-künftig als Bestandteil eines selbstoptimierenden Kühlschmierstoffzufuhrsystems (KSS-System) genutzt werden, welches die aktuelle Düsenpo-sition sowie den Volumenstrom und die Austritt-geschwindigkeit des Kühlschmierstoffs entspre-chend der beobachteten Prozessgrößen variiert. Dieses System soll es ermöglichen, die KSS-Zu-fuhrbedingungen in Abhängigkeit von der gege-benen Kombination Stellgrößen und Systemgrö-ßen zeitnah und automatisiert anzupassen. Dies kann zur wesentlichen Verkürzung der aufwen-digen Einrichtarbeiten und letztendlich zur Leis-tungssteigerung beim Schleifprozess beitragen.

Aus wirtschaftlicher Sicht wurde im Rahmen umfangreicher Untersuchungen ein besonderer Fokus auf den Reinigungseffekt des KSS gelegt, welcher die Lebensdauer des Schleifwerkzeugs, die damit verbundenen Werkzeugkosten sowie die Häufi gkeit der Abrichtverfahren wesentlich beeinfl usst. Während der Untersuchungen wurde festgestellt, dass eine zusätzliche Reinigungsdü-se zur deutlichen Abnahme des Zusetzungsgra-des und dadurch zur Senkung der verbrauchten Schleifenergie beitragen kann. Das Zusetzungs-verhalten der Schleifscheibe und die resultieren-

Die Verbesserung der Produktivität kann durch eine Verringerung des Schleifl eistungs-bedarfs sowie durch eine Verbesserung des Wärmehaushaltes in der Kontaktzone erreicht werden.

Weitere Möglichkei-ten zur Steigerung der Prozessleistung bieten sich im Einbau eines selbstoptimierenden Kühlschmierstoffzufuhr-systems.

Der Einsatz elastisch gebundener Schleif-werkzeuge verbessert die Oberfl ächen- und Randzoneneigenschaf-ten des Bauteils.

SHORT SUMMARY

22. MAI 2014, 14:00 UHR

DE_44_Motion_01_2014 44 29.04.14 18:07

Motion 01.2014 45

„EINE ZUSÄTZ-LICHE REINI-GUNGSDÜSE

TRÄGT ZUR DEUTLICHEN

ABNAHME DES ZUSETZUNGS-GRADES UND

DADURCH ZUR SENKUNG DER

VERBRAUCHTEN SCHLEIF-

ENERGIE BEI.“Ekkard Brinksmeier

PROF. DR. EKKARD BRINKSMEIERist Direktor der Hauptabteilung Fertigungstechnik der Stiftung

Institut für Werkstofftechnik (IWT) in Bremen

de Reinigungswirkung in Abhängigkeit von der Prozessauslegung wurden mithilfe eines opti-schen Messsystems, genannt „GrindingVision“, quantifi ziert. Durch den Einsatz einer Reinigungs-düse konnte unter optimierten Reinigungsbedin-gungen eine deutliche Senkung der bezogenen Schleifl eistung sowie der resultierenden, in die Werkstückrandzone eingebrachten Eigenspan-nungen und des radialen Scheibenverschleißes festgestellt werden. Mithilfe der eingestellten Schleifwerkzeugreinigung wurde folglich eine Steigerung der Prozessleistung von Q’w = 30 mm³/(mm*s) auf 50 mm³/(mm*s) prozesssicher und ohne thermische Schädigung der Werkstückrand-zone erreicht. Da sich die bereits abgeschlossenen Forschungsarbeiten im Wesentlichen auf einen Flachschleifprozess konzentriert haben, befassen sich die gegenwärtigen Untersuchungen mit der Übertragung und Verifi zierung dieser Ergebnisse für einen Außenrundschleifprozess.

ASPEKTE DER KSS-WAHLDie Effektivität der Wirkungen des KSS während des Schleifprozesses kann außerdem durch die Wahl eines geeigneten Kühlschmierstoffs weiter gesteigert werden. Als wichtiger Faktor ist hier unter anderem das tribologische Verhalten des Schleifkorns während des Eingriffs ins Werk-stückmaterial zu betrachten, das mit der Wahl eines geeigneten KSS im engen Zusammenhang steht. Hierzu durchgeführte Untersuchungen haben sich mit dem Einsatzverhalten eines CBN-Schleifkorns befasst. Dabei hat sich gezeigt, dass der Einsatz von Esterölen im Vergleich zu Emulsi-onen im Allgemeinen mit niedrigeren Reibkräften verbunden ist, was auch geringere Werkstück-materialanhaftungen und dadurch einen gerin-geren Kornverschleiß zur Folge hat.

Mit erhöhter Viskosität des Esteröls konnten kleinere Schleifkraftverhältnisse festgestellt wer-den. Im Gegensatz dazu weist das System Schleif-scheibe-Werkstück-KSS beim Einsatz von höher viskosen Esterölen erhöhte Normalkräfte sowie erhöhte Temperaturen in der Werkstückrandzone auf. Um ein optimales Arbeitsergebnis wirtschaft-lich zu erreichen, muss man diesen zwei entge-genwirkenden Effekten durch die optimale Wahl der KSS-Eigenschaften gerecht werden.

WIRTSCHAFTLICHE ERZEUGUNG HÖCHSTER OBERFLÄCHENGÜTENEine Leistungssteigerung von Schleifprozessen ist jedoch nicht nur in Verbindung mit der Verkür-zung von Prozesshauptzeiten zu sehen, sondern kann auch bedeuten, die Wirtschaftlichkeit bei der Erzielung hoher Oberfl ächengüten durch neue Prozesstechnologien und neuartige Werkzeug-konzepte zu steigern. Demzufolge beschäftigen sich aktuelle Arbeiten mit dem Einsatz elastisch gebundener Werkzeuge beim Schleifen, welche neben der Erreichung höchster Oberfl ächengüten

(Rz < 1 μm) die Induzierung erwünschter Druck-eigenspannungen (50 – 200 MPa) in der Werk-stückrandzone ermöglichen.

Es hat sich jedoch auch gezeigt, dass der tat-sächliche Materialabtrag während des Schleifpro-zesses wesentlich von der radialen Vorspannung des Systems Schleifscheibe-Werkstück sowie vom Scheibenverschleiß abhängt. Eine wichtige Rolle spielt dabei die elastische Verformung des Schleifscheibengefüges, die im Vergleich zu kon-ventionellen keramisch gebundenen Schleifschei-ben vielfach höhere Werte betragen kann. Die entsprechenden Oberfl ächengüten werden bisher meistens durch feinkörnige keramisch gebunde-ne Schleifscheiben erzeugt, was unter anderem eine erhöhte Schleifbrandgefahr bedeutet. Diese kann durch den Einsatz einer porösen keramisch gebundenen Schleifscheibe zusammen mit einer elastisch gebundenen Schleifscheibe wesentlich vermindert werden. Außerdem ermöglicht das po-röse Gefüge der keramisch gebundenen Schleif-scheibe eine Erhöhung der Zerspanleistung wäh-rend der schleifenden Bearbeitung.

Die bereits erwähnten Anforderungen an zu-künftige Bearbeitungsprozesse lassen sich durch die Umsetzung der gewonnenen Erkenntnisse in Form von prozessunterstützenden Überwachungs-systemen in der Werkzeugmaschine beziehungs-weise in der Werkzeugmaschinenperipherie erfül-len. Eine Verbesserung der Oberfl ächen- sowie der Randzoneneigenschaften des Bauteils kann durch den Einsatz elastisch gebundener Schleifwerkzeu-ge zusammen mit den keramisch gebundenen Schleifwerkzeugen erreicht werden. Das elastisch gebundene Schleifwerkzeug kann dabei an der gleichen oder an einer separaten Schleifspindel montiert werden.

Weitere Möglichkeiten zur Steigerung der Prozessleistung beim Schleifen bieten sich im Einbau des beschriebenen selbstoptimierenden KSS-Zufuhrsystems und in der Implementierung eines Werkzeugreinigungssystems in das KSS-Zufuhrsystem. Da es sich bei den beschriebenen Forschungsarbeiten um laufende Projekte han-delt, können in der Zukunft noch weitere Um-setzungsmöglichkeiten erwartet werden.

Position der Reinigungs-düse während des Schleif-prozesses

PRODUKTIONS-RUNDSCHLEIFEN

DE_45_Motion_01_2014 45 29.04.14 18:07

GRINDING SYMPOSIUM

46 Motion 01.2014

KARSTEN OTTO

SCHWINGUNGEN BEIM SPITZENLOSEN SCHLEIFEN

MASSE UND KLASSE – in der Fertigung treffen ex-treme Ansprüche aufeinander. Es sind oft riesi-ge Produktionsmengen zu bewältigen, zugleich müssen sich Prozesssicherheit und Bauteilqua-lität kontinuierlich verbessern. Störungen in der hochsensiblen und großvolumigen Produktion sind teuer. Beispiel „unerwünschte Schwingun-gen im Schleifprozess“: Sie beeinträchtigen die Bauteilqualität, senken die Ausbringung, redu-zieren die Standzeit der Werkzeuge und verkür-zen die Maschinenlebensdauer – ein unkalku-lierbares Risiko für jeden Anwender. Dass sich diese Art von Prozessstörung gezielt vermeiden lässt, verdeutlichen die Schleifspezialisten von SCHAUDT und MIKROSA in Leipzig. Die Analyse der Schwingungsursache ist dabei die Vorausset-zung für deren zielgenaue Beseitigung mit intel-ligenten Lösungen. Am Ende stehen spitzenlose Schleifprozesse mit Hochleistungsdaten.

ZWEI ARTEN VON SCHWINGUNGENBei Prozessschwingungen wird die Sollbewegung zwischen Schleifscheibe und Werkstück von ei-ner periodischen Störbewegung überlagert. Das führt unter bestimmten Bedingungen zu Wellig-keitsausbildungen auf der Werkstückoberfl äche. Verantwortlich dafür sind eine schwingfähige Ma-schinenstruktur sowie eine zeitabhängige Kraft- oder Weganregung. Je nach Art der Erregung unterscheidet man zwischen selbst- und fremder-regten Schwingungen.

Auslöser für fremderregte Schwingungen sind zum Beispiel äußere Störkräfte wie Erschütterun-gen, die über das Fundament eingeleitet werden. Die Maschine schwingt in ihrer Eigenfrequenz aus. Bei unseren Maschinen kommen Granitan®-Maschinenbetten zum Einsatz, die für ein schnel-les Ausschwingen sorgen. Aber auch Unwuchten, Lagerfehler, wechselnde Zerspanungskräfte oder ein unterbrochener Schnitt sind Ursachen für fremderregte Schwingungen.

Der häufi gste Auslöser für selbsterregte Schwingungen ist der Schleifprozess selbst. Ver-antwortlich dafür ist der sogenannte Regenerativ-effekt. Dieser wird durch das wiederholte Eintre-

ten einer im Schleifprozess erzeugten Welligkeit in die Kontaktzone verursacht. Das führt zu eigen-frequenten Schwingungen der Maschinenstruk-tur. Der Regenerativeffekt kann sowohl am Werk-stück als auch am Werkzeug auftreten.

KOMPLEXE URSACHENANALYSEWie fi ndet man die Schwingungsursache her-aus? Ein systematisches Vorgehen führt direkt zum Ziel. Zuerst wird die Maschine abgeschaltet. Schwingt sie weiter, sind dafür äußere Störkräfte verantwortlich. Bei auftretenden Schwingungen im Leerlauf der Maschine kommen als Ursache Maschinenelemente wie Lager, Riemen oder auch Unwuchten in Betracht.

Schwingt die Maschine nur im Bearbeitungs-prozess, ist eine Messung der Schwingfrequenz erforderlich. Mithilfe einer harmonischen Analyse lassen sich die auftretenden Polygonformen am Werkstück bestimmen. Die Messungen müssen mit geänderter Werkstückdrehzahl wiederholt werden. Gleiche Polygonform und/oder geänder-te Schwingfrequenz weisen auf eine fremderregte Schwingung hin, zum Beispiel durch unterbroche-nen Schnitt. Bleibt hingegen die Schwingfrequenz gleich und/oder ändert sich die Polygonform, han-delt es sich um eine selbsterregte Schwingung.

GEZIELTE DÄMPFUNGWie können Schwingungen vermindert, vermie-den oder beseitigt werden? Folgende Maßnah-men reduzieren die Ratterneigung des Gesamt-systems:

Durch den Einbau von Dämpfungssystemen wie Hilfsmassendämpfern lassen sich Eigen-frequenzen deutlich reduzieren oder sogar vermeiden.

„Weiche“ Schleif- und Regelscheiben, etwa mit Gummibindungen, nutzen das Schwanenhal-sprinzip (dämpfendes Element im Kraftfl uss der Maschine) aus. Das Nachgiebigkeitsverhalten des Gesamtsystems wird deutlich ausgeglichener.

Unerwünschte Schwin-gungen im Schleifpro-zess sind ein unkalku-lierbares Risiko für den Anwender.

Eine Analyse der Schwingungsursache ist die Voraussetzung für deren zielgenaue Beseitigung.

Eine Reduzierung der Ratterneigung wird durch ein ausgegli-chenes dynamisches Maschinenverhalten erreicht.

Schwingungen durch unterbrochenen Schnitt stellen eine besondere Herausforderung beim spitzenlosen Schleifen dar.

Einen entscheidenden Beitrag zur Vermeidung von Schwingungen bie-ten Software-Lösungen zur Prozesssimulation.

Dabei ist es unerläss-lich, den gesamten Produktions ablauf zu untersuchen.

SHORT SUMMARY

22. MAI 2014, 14:45 UHR

DE_46_Motion_01_2014 46 29.04.14 18:09

Motion 01.2014 47

„ES SIND OFT RIESIGE PRODUK-

TIONSMENGEN ZU BEWÄLTIGEN,

ZUGLEICH MÜSSEN SICH

PROZESSSICHER-HEIT UND BAU-TEILQUALITÄT

KONTINUIERLICH VERBESSERN.“

Karsten Otto

KARSTEN OTTO ist Leiter Technik der

Schaudt Mikrosa GmbH

Eine Reduzierung der Kontaktlänge von Werk-stück und Regelscheibe vermindert besonders bei sehr langen Werkstücken die Ratternei-gung. Resonanzstellen wirken aufgrund der höheren Kontaktnachgie-bigkeit deutlich gedämpfter.

Die Drehzahlvariation des Werkstücks vermindert beziehungsweise verhindert das Auftreten von Regenerativeffekten.

Eine schnittfreudige Schleifscheibe reduziert die Kräfte im Schleifspalt, sodass keine struktu-rellen Überlastungen auftreten. Das bedeutet, Schleifscheiben dürfen nicht zu fein abgerichtet oder gar verschlissen sein.

Verschleißfreie und spielfreie Lagerstellen garantieren schwingungsfreies Abrichten bei rotierenden Abrichtwerkzeugen.

AUFGABE FÜR SPEZIALISTENEine große Herausforderung beim spitzenlosen Schleifen ist der Umgang mit Schwingungen durch unterbrochenen Schnitt. Ein typisches Bei-spiel sind Werkstücke mit Unterbrechungen am Umfang wie Bohrungen, Nuten oder Verzahnun-gen. Hier wird das Werkstück selbst zum „Erre-ger“, da sich die bei der Rotation entstehenden „Schwingungsimpulse“ nicht vermeiden lassen. Der Fokus liegt deshalb auf der Reduzierung der Auswirkungen. Erste Maßnahme ist die Kontakt-beseitigung der betroffenen Werkstückbereiche mit Regelscheibe und Aufl ageschiene. Da dies meistens nicht ausreicht, kommt bei MIKROSA die Software „Heureeka“ zum Einsatz. Damit lässt sich der geometrische Stabilitätsindex für jede Polygon-form sehr einfach bestimmen. Dabei gilt: Je höher der Wert – desto besser wird die jeweilige Poly-gonform abgebaut. Ziel ist es, eine geometrische Schleifspalteinstellung vorzunehmen, bei welcher die Polygonform (durch die Unterbrechungen ent-standen) besonders gut abgebaut wird. Oft reicht schon die Änderung der Höhenlage des Werk-stücks aus. Einfache Maßnahme – große Wirkung.

PERFORMANCE IM VORFELD BERECHNENDass gerade die Weiterentwicklung von Simula-tionssoftware in diesem Bereich neue Möglich-keiten eröffnet, liegt nahe. Deshalb wurde eine Software (Prototyp im Test) zur Prozesssimulation entwickelt – ein Berechnungswerkzeug, mit dem sich bereits sehr frühzeitig die Prozessstabilität des gesamten Schleifprozesses bestimmen lässt. Viele Faktoren fl ießen dabei mit ein: Einstellungen der Schleifgeometrie, technologische Prozess- und Dynamikeinstellungen (etwa der Nachgiebig-keitsfrequenzgang der Maschine) – und auch die Unwucht der Schleifscheibe und die Rohteilquali-tät werden mit in die Berechnung einbezogen.

Der Ansatz reicht deshalb weit über das Pro blem Schwingungen hinaus. Systematisch werden genau jene Parameter bestimmt, welche die ma-ximale Prozesssicherheit bei einem spitzenlosen Schleifprozess garantieren – lange bevor die Ma-schine beim Kunden produziert. Anders gesagt: Die vorhandene Maschinenleistung wird optimal genutzt. Davon profi tiert die Wirtschaftlichkeit des gesamten Produktionsprozesses.

DEN GESAMTEN PRODUKTIONSABLAUF IM BLICKVor diesem Hintergrund wird deutlich, welche herausragende Bedeutung das Thema Prozesssi-cherheit hat. Bei SCHAUDT und MIKROSA wird der gesamte Produktionsablauf für ein Kunden-werkstück geplant und realisiert. Dazu gehören alle Prozesse, von der Zu- und Abführung der Werkstücke über deren Vermessung bis hin zur spezifi schen Auslegung des spitzenlosen Schleif-prozesses. Am Ende stehen schlüsselfertige und hocheffi ziente Produktionslösungen – und das natürlich ohne störende Schwingungen.

Regeneratives Rattern – Ausbildung einer Polygonform am Werkstück

Stabiler Schleifprozess – keine Ausbildung einer dominanten Polygonform am Werkstück

1.000 μm

Gauß 50 %

90°

180°

270°

1

2

0°

0.500 μm

Gauß 50 %

90°

180°

270°

1

2

0°


DE_47_Motion_01_2014 47 05.05.14 11:44

GRINDING SYMPOSIUM

48 Motion 01.2014

DR. DIRK FRIEDRICH

EFFIZIENTER KÜHLSCHMIER-STOFFGEBRAUCH IN SCHLEIFMASCHINEN

IN EUROPA MACHEN KÜHLSCHMIERSTOFFBEZOGENE

KOSTEN bis zu 16 Prozent der Herstellkosten aus. Das heute bekannte hohe Einsparpotenzial wurde bisher als „irrelevant“ eingestuft, da die KSS-Ver-sorgungskosten in den Fertigungsgemeinkosten der Produktionsstätten verbucht waren und somit keiner konkreten Kostenstelle (Maschine, Ferti-gungsgruppe) zugeordnet wurden. Zudem sah man in diesem Themenfeld aufgrund fehlender technischer Verbesserungsmöglichkeiten bezie-hungsweise Sachkenntnis keine Einsparpoten-ziale. Auch die Hersteller von Werkzeugmaschi-nen konzentrierten sich weniger intensiv auf die „Lowtech“-Komponenten ihrer Maschinen, die für die KSS-Versorgung nötig waren. Das gesamte KSS-Versorgungsthema wurde über viele Jahre hinweg aufgrund seines „Klempner-Charakters“ nicht als Alleinstellungsmerkmal im technischen Wettbewerb betrachtet.

ANTEIL AN ENERGIEKOSTENDie Vorgaben einiger Länderregierungen, den Ausstoß an CO2 bis zum Jahre 2020 um 30 Prozent zu senken, führte zu einer gewissen Sensibilität im Umgang mit Kühlschmierstoffen. Man erkannte, dass die gesamte KSS-Peripherie einen wesent-lichen Anteil an den Energiekosten eines Metall verarbeitenden Unternehmens ausmachte. Die Größe und energetische Auslegung eines solchen KSS-Systems geht direkt einher mit der Menge an Kühlschmierstoff, die in Werkzeugmaschinen be-nötigt wird. Zunehmend stellte man sich die Frage, wie viel KSS denn für welche Maschine, welches Bauteil und vor allem bei welchem Fertigungsver-fahren benötigt wird. Die Antworten blieben aus.

Werkzeugmaschinen verbrauchen teilweise bis zu 50 Prozent unnötige Kühlschmierstoffmen-gen in Bettspülungen und in Bauteilreinigungen, wobei die produktivitätsrelevanten Stellen (Kon-takt Werkzeug – Bauteil) in der Maschine oftmals unterversorgt sind. Die Maschine kann nicht an ihren Leistungsgrenzen arbeiten. Maximalproduk-tivitäten und geringste Taktzeiten werden nicht erreicht, da eine ausreichende Kühlung nicht ge-währleistet wird. Daraus resultiert ein dringender

Informationsbedarf. Wie viel Kühlschmierstoff fl ießt wohin und wie viel wird an welcher Stelle zu welchem Zeitpunkt aus welchem Grund benö-tigt? Mit dem nachfolgend beschriebenen Ansatz „Coolant Audit“ der Firma Grindaix GmbH aus Deutschland gelingt es, alle KSS-bezogenen Ein-sparpotenziale eines Metall verarbeitenden Betrie-bes kurzfristig zu identifi zieren, in einen direkten Zusammenhang mit der zukünftig zunehmend wichtiger werdenden Kenngrößenabhängigkeit CO2 / kWh und Euro zu bringen und dem Kunden konkrete Umbaumaßnahmen seiner Maschine zu empfehlen beziehungsweise diese umzusetzen.

KSS-GEBRAUCH OHNE PRODUKTIONS-NUTZENRohrleitungen, Ventile und Düsen werden oft-mals unwissentlich verschwenderisch ausgelegt und weisen zu viele unnötige Widerstände wie Winkel, Drosseln, zu geringe Durchmesser und Verjüngungen auf. Dies führt zu unnötigen Ver-schwendungen und Produktivitätseinbußen! Die Versorgungen an den einzelnen Verbrauchsstel-len innerhalb einer Produktionsmaschine sind oft gänzlich unbekannt. In den meisten Anwendun-gen existieren keine Anforderungskriterien an die Druckversorgung und die Durchfl ussmenge der Düsen zur Kühlung des Fertigungsprozesses. Dies begrenzt die Produktivität einer Maschine enorm. Frei nach dem Motto „Viel hilft viel“ werden Rohr-durchmesser nach Gefühl verdoppelt und Pum-pen falsch dimensioniert.

Die Folge: Produktivitätsverluste durch Unter-versorgung der Bearbeitungsstelle bei gleichzeitig massiver Verschwendung an den Sekundärver-brauchern. Insgesamt ein viel zu hoher kostenre-levanter Gebrauch an Kühlschmierstoff ohne Pro-duktivitätsnutzen.

WAS GENAU GESCHIEHT BEI EINEM COOLANT AUDIT?Keine Seltenheit: bis zu 20 000 Euro jährliche Be-triebskosteneinsparungen je Maschine, wenn bei-spielsweise ein einziger Liter des Kühlschmierstoff-umlaufvolumens jährliche Betriebskosten in Höhe

Die gesamte KSS-Peripherie macht einen wesentlichen Anteil an den Energiekosten eines Metall verarbeitenden Unternehmens aus.

Werkzeugmaschinen verbrauchen teilweise bis zu 50 Prozent unnö-tige Kühlschmierstoff-mengen, wohingegen die produktivitäts-relevanten Stellen in der Maschine oftmals unterversorgt sind.

In einem Coolant Audit wird die Maschine auf ihre aktuellen Ver-brauchswerte unter-sucht. Es wird heraus-gefunden, wie viel wo verschwendet wird und ob die Bearbeitungs-stelle unterversorgt ist.

Damit lassen sich die jährlichen kühlschmier-stoffbezogenen Kosten um ein beträchtliches Maß reduzieren.

SHORT SUMMARY

22. MAI 2014, 15:30 UHR

DE_48_Motion_01_2014 48 05.05.14 11:50

Motion 01.2014 49

„DAS KSS-VER-SORGUNGSTHEMA

WURDE ÜBER VIELE JAHRE HIN-

WEG NICHT ALS ALLEINSTELLUNGS-

MERKMAL IM TECHNISCHEN WETTBEWERB BETRACHTET.“

Dirk Friedrich

DR. DIRK FRIEDRICHDer studierte Fertigungstech-niker ist Geschäftsführer der

Grindaix GmbH, die er 2005 in Aachen gründete

von 200 Euro erzeugt und in nur einer Maschine ohne hohe Investitionen (ROI < 12 Monate) über 100 Liter/Minute Versorgungsvolumen eingespart wurden.

Die Prozessrobustheit der Fertigungsverfah-ren darf dabei in keiner Weise vermindert werden! Dies ist eine ganz klare Kundenforderung. In den meisten Fällen werden die Robustheiten sogar erhöht, da die Bearbeitungsstelle besser versorgt wird und die Sekundärverbraucher wesentlich ef-fi zienter KSS gebrauchen.

In einem Coolant Audit in der Metall verarbei-tenden Produktion wird die Maschine auf deren aktuelle Verbrauchswerte untersucht und es wird in kürzester Zeit exakt herausgefunden, wie viel wo verschwendet wird und ob die Bearbeitungs-stelle unterversorgt wird. Der Einsatz dauert ins-gesamt sechs Stunden je Maschine, jedoch un-ter einer Stunde innerhalb der Maschine, sodass möglichst wenig Produktionszeit verloren geht. Die gesamte Kühlschmierstoffperipherie von Maschinen wird vermessen, dokumentiert und mittels modernster Technik schnell und praktisch analysiert. Für eine Maschine ist nach nur fünf Tagen eine konkrete Aussage über das Maß der Verschwendungen und möglichen Produktivi-tätseinbußen machbar.

Innovative Messmethoden in Kombination mit einer eigens entwickelten Hightech-Software-lösung fi nden Einsatz bei den Grindaix-Auditoren vor Ort in der Produktion. Dabei werden mecha-nische Systeme wie Leitungen oder sonstige Be-standteile Ihres KSS-Systems nicht beschädigt.

MASCHINE WIRD OPTIMIERT UND UMGEBAUTBeim Coolant Design wird für alle Fertigungsan-forderungen eine gerechte und effi ziente Kühl-schmierstoffversorgung vollständig ausgelegt. Dabei werden alle Aggregate wie KSS-Filtrationen, Pumpen und Rohrleitungssysteme bedarfsge-recht zusammengestellt und KSS-Düsensysteme für die Werkzeugmaschine entwickelt. Jedes Dü-sensystem beinhaltet im besten Fall eine Druck-sensorik, mittels der die Austrittsmenge und die KSS-Austrittsgeschwindigkeit überwacht werden kann. Basis hierfür ist die für jede Düse individuell generierte Kennlinie, die das Verhältnis von KSS-Typ/KSS-Druck/KSS-Durchfl ussmenge und KSS-Austrittsgeschwindigkeit dokumentiert.

Somit weiß man bei Verwendung solcher Systeme stets, wann an welcher Stelle wie viel Kühlschmierstoff mit welcher Austrittsgeschwin-digkeit bei welcher Bearbeitungsaufgabe in der Maschine sinnvoll einzusetzen ist. Auditergebnis-se sind auf baugleiche Maschinen direkt und ohne Zusatzkosten übertragbar. Coolant Audits müssen also nicht für jede Maschine durchgeführt werden.

BETRÄCHTLICHE KOSTENREDUKTIONDie Summe der KSS-Einsparungen an allen Ma-schinen reduziert die jährlichen kühlschmierstoff-bezogenen Kosten um ein beträchtliches Maß. Kühlschmierstofffi ltrationsanlagen können nach diesem Service für mehr Maschinen genutzt wer-den als zuvor oder bei Neuinvestitionen gezielter (Größe, Typ …) angepasst werden, womit Investi-tionskosten gesenkt werden.

Abb. 1: Druckerhöhungsstation zur bedarfsgeregelten KSS-Versorgung

Abb. 2: Steuerungsbox zur KSS-Regelung


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GRINDING SYMPOSIUM

50 Motion 01.2014

DR. THOMAS MAGG

NEUE KONZEPTE FÜR MINIMALE SCHLEIFKRÄFTE BEIM CBN-SCHLEIFEN IN DER MASSENPRODUKTION

STRUKTURIERTE SCHLEIFBELÄGE kombinieren zerspa-nungstechnische und hydrodynamische Vorteile; im Zusammenwirken mit optimierten Schleif-scheibengrundkörpern können erhebliche Wirt-schaftlichkeitssteigerungen erreicht werden.

SCHNEIDENDE UND REIBENDE SCHLEIFKÖRNERSchleifen ist das Abtrennen von Werkstoff mit geometrisch unbestimmten Schneiden. Die Un-bestimmtheit bedingt, dass neben den Schnei-den, die Werkstoff abtragen, auf einem Schleif-werkzeug auch viele Schneiden existieren, die nur über die Werkstoffoberfl äche reiben und so unerwünschte Kräfte und Hitze erzeugen. Da das Abtragen von Werkstoff ja erst ab einer Min-desteindringtiefe beginnt, besteht insbesondere bei abrichtbaren CBN-Schleifbelägen die Gefahr, dass, abhängig von den Abrichtbedingungen, durch viele Einzelschneiden auf einheitlicher Höhe der Anteil der reibenden Körner ebenfalls hoch ist. Dadurch wird der Schneidenabstand ein wesent-licher Parameter zur Beeinfl ussung der Eindring-tiefe und damit auch des Verhältnisses schneiden-der zu reibender Schleifkörner.

STRUKTURIERTES SCHLEIFWERKZEUGMakro-Struktur, Mikro-Struktur und Porosität sind Strukturierungsmethoden zur Beeinfl us-sung des Schneidenabstandes. Als Makro-Struk-tur seien hier fl ache Nuten mit Millimeter-Ab-messungen, als Mikro-Struktur Laserbohrungen mit 0,3 Millimeter Durchmesser und als Porosität die natürliche oder durch Porenbildner erzeugte Porosität eines keramischen Schleifbelages be-zeichnet. Gegenüber der Erhöhung der Porosität besitzt die Mikro-Struktur den Vorteil, dass die Grundfestigkeit der Bindung und die Kornhalte-kraft ein höheres Niveau aufweisen können und damit eine höhere Standzeit ermöglichen.

Da die Körner nach einer Lücke immer tiefer in den Werkstoff eindringen als die Körner in der ungestörten Reihe, sind Strukturierungsmetho-den ein geeignetes Mittel, den Anteil der schnei-denden gegenüber den reibenden Schleifkörnern

zu erhöhen und schon dadurch eine Absenkung der Kontaktzonentemperatur zu erreichen. Bei der Auslegung von Makro-Strukturen muss jedoch beachtet werden, dass die Schleifkörner nach der Lücke nicht überlastet beziehungsweise die Bindungsfestigkeit oder Kornhaltekraft nicht über-schritten werden.

Die Freisparungen beziehungsweise Struk-turierungen bewirken zusätzlich eine signifi kante Verbesserung der Aufnahme- beziehungsweise Verdrängungsfähigkeit des Schleifbelages gegen-über dem Kühlschmierstoff. Insbesondere die La-serstrukturierung weist wegen ihrer tiefen gerad-linigen Bohrungen gegenüber der Porosität den Vorteil auf, dass bei biegeweichen Werkstücken zum prozesssicheren Erreichen eng tolerierter Fertigmaße schneller auf das Endmaß gefahren werden kann. Diese Art der Strukturierung stellt somit einen wichtigen Schritt in die Richtung dar, Schleifbeläge nicht nur nach zerspanungstech-nischen, sondern auch nach hydrodynamischen Gesichtspunkten auszulegen.

Diese Auslegung superharter Schleifbeläge gestattet es, die neuesten Hochgenauigkeitsfor-derungen in der Massenproduktion prozesssicher zu beherrschen, wie:

das Einhalten geometrischer Toleranzen bis in den sub-μm-Bereich,

das Herstellen von Oberfl ächenrauheiten mit sehr engen Toleranzbändern,

das schädigungsarme Schleifen wärme-empfi ndlicher Bauteile und

die Reduzierung von Oberfl ächenwellig-keiten (im sub-μm-Bereich nach FFT-Analyse).

Nicht nur beim Thema Welligkeiten kommt neben der Auslegung des Schleifbelages und dem präzi-sen Einhalten von Schleifparametern der Wahl des Scheibengrundkörpers eine entscheidende Be-deutung zu. Der aktuelle Entwicklungsstand ge-stattet hier durch die Verwendung faserverstärkter Werkstoffe (CFK) die Auslegung leichter, hochfes-ter Trägerkörper, die zusätzlich in Richtung hoher

Strukturierungs-methoden führen zu einer Absenkung der Kontaktzonen-temperatur.

Dem Zusammenspiel von Schleifbelag und Grundkörper kommt eine entscheidende Bedeutung zu.

Die Laserstrukturierung superharter Schleif-beläge gestattet es, Hochgenauigkeitsforde-rungen in der Massen-produktion prozess-sicher zu beherrschen.

CBN-Schleifen mit strukturierten Schleif-belägen ermöglicht auch bei biegeweichen Werkstücken eine Zeitersparnis von bis zu 30 Prozent.

SHORT SUMMARY

22. MAI 2014, 16:15 UHR

DE_50_Motion_01_2014 50 05.05.14 11:51

Motion 01.2014 51

„STRUKTURIERTE SCHLEIFBELÄGE

UND OPTIMIERTE SCHLEIFSCHEIBEN-

GRUNDKÖRPER GARANTIEREN

ZUSAMMEN ERHEBLICHE

WIRTSCHAFT-LICHKEITSSTEIGE-

RUNGEN.“Thomas Magg

DR. THOMAS MAGG ist Leiter der Entwicklung der

Diamant-Gesellschaft Tesch GmbH in Ludwigsburg

Dämpfung oder hoher Seitensteifi gkeit optimiert werden können. Das volle Potenzial lässt sich hier natürlich nur dann erschließen, wenn Schleifbelag und Grundkörper gemeinsam entwickelt und auf-einander abgestimmt werden.

REALISIERTER PROZESSAm Beispiel eines Hochleistungsschleifprozes-ses zum Schleifen von Nockenwellenlagern auf einer Schleifmaschine vom Typ KRONOS dual sollen die Fähigkeiten aktuell verfügbarer CBN-Schleifscheiben verdeutlicht werden. Die Beson-derheit dieses Prozesses liegt darin, dass trotz der Anwendung der hochproduktiven Centerless-Schleifbearbeitung die Werkstück-Bezugsachse erhalten bleiben soll. Diese Aufgabe wurde durch das Anschleifen der Welle zwischen Spitzen – bis der Rundlauf der Lager zu dieser Achse hergestellt ist – und anschließendes Fertigschleifen der Lager im Centerless-Einstechschleifen gelöst.

ZEITERSPARNIS DURCH CBN-SCHLEIFENDer empfi ndlichste Prozessschritt gegenüber Schleifkräften ist dabei das nicht abgestützte Anschleifen zwischen den Spitzen mit einer Ge-samteingriffsbreite von etwa 150 Millimetern. Der Vorteil des CBN-Prozesses gegenüber dem Prozess mit konventionellen Schleifscheiben lässt sich eindrucksvoll daran ablesen, dass sowohl die Schleifzeit zwischen Spitzen um circa 20 Prozent als auch die spitzenlose Zeit um 25 – 30 Prozent reduziert werden konnte.

Zur Bearbeitung der vollständig montierten Nockenwelle kommt eine Multi-Wheel-Scheibe zum Einsatz, wobei die Regelscheibe für den Centerless-Prozess in gleichartiger Weise auf-gebaut ist. Optimierte CBN-Schleifscheiben der neuesten Generation müssen hierfür – ausrei-chend steife Spindellagerung vorausgesetzt – nicht in jedem Fall einen CFK-Grundkörper auf-weisen.

CBN-Schleifscheibensatz für die Centerless-Schleifmaschine KRONOS dual (oben und rechts). Links: CBN-Multi-Wheel-Scheibe mit CFK-Grundkörper


DE_51_Motion_01_2014 51 05.05.14 11:51

GRINDING SYMPOSIUM

52 Motion 01.2014

PROF. DR. WILFRIED SAXLER

WERKZEUGSCHLEIFEN – EIN PROZESS HÖCHSTER PRÄZISION

DIE HAUPTABSATZMÄRKTE der Schleifbetriebe des FDPW – Fachverband Deutscher Präzisions-Werk-zeugschleifer – sind Branchen, die mit der Metall-zerspanung, der Holz- und Kunststoffbearbeitung sowie der Papierverarbeitung zu tun haben. Der FDPW umfasst das Handwerk des Schneidwerk-zeugmechanikers.

WACHSENDE ANFORDERUNGEN Der Schneidwerkzeugmechaniker muss sich per-manent mit wachsenden Ansprüchen auseinan-dersetzen. Warum ist das so?

In Zerspanwerkzeuge werden sehr komplexe Geometrieelemente eingebracht. Die Präparation der Schneidkanten mit kleinen Radien, Fasen oder tropfenförmigen Geometrien sind heute häufi ge Wünsche der Anwender von Werkzeugen. Darü-ber hinaus sollen an den Spanfl ächen – selbst bei hochharten Schneidstoffen wie Diamant – Span-leitstufen eingearbeitet werden. Dies ist beispiels-weise mit speziellen Laserbearbeitungsverfahren möglich.

Die Qualitätsanforderungen steigen stetig. Dies ist allerdings nicht nur an der Maßtoleranz festzumachen. Die Anforderungen an Lage- und Formtoleranzen und vor allem an die Oberfl ächen-güten liegen deutlich im Fokus. Die Kombination unterschiedlicher Technologien wie Bohren, Rei-ben, Senken und Entgraten – in sogenannten Mul-tifunktionswerkzeugen – stellt den Schneidwerk-zeugmechaniker vor echte Herausforderungen.

NEBENZEITEN Der Nutzen für den Anwender ist klar: Die Wech-selzeiten durch unterschiedliche Werkzeugtypen entfallen. Dadurch können Nebenzeiten einge-spart werden. Auch die Lagetoleranzen sind kaum zu überbieten. Da die Erzeugung der (Stufen-) Bohrungen, die Reibbohrung und Senkung mit ein und demselben Werkzeug in nur einem Arbeits-schritt durchgeführt wird, sind die Exzentrizitäten zueinander gleich null. Dabei ist die Auslegung der Schneidengeometrie besonders anspruchsvoll. Weil das Werkzeug nur mit einer Drehzahl arbeiten kann, liegen bei den verschiedenen Stufenboh-

rungen unterschiedliche Schnittgeschwindigkei-ten vor. Das erzeugt unterschiedliches Verschleiß-verhalten, das sich durch die individuelle Wahl der Schneidenwinkel an den jeweiligen Stufen ein we-nig kompensieren lässt. Ein schwieriges Unterfan-gen, was ein hohes Niveau an Prozessverständnis voraussetzt.

FACHKOMPETENZ UND PROZESS-VERSTÄNDNIS Sowohl für die Herstellung als auch für die Wie-deraufbereitung von Werkzeugen sind hochqua-litative Kenntnisse Voraussetzung zur Erfüllung der beschriebenen Anforderungen. Eine typische Prozesskette gestaltet sich wie folgt:

1. Werkzeugreinigung2. Schaft und Schaftende auf Fehler prüfen,

gegebenenfalls ausbessern und entgraten3. Werkzeug auf Werkzeugmessgerät zur

Erfassung der notwendigen Geometrie-daten vermessen

4. Nachschleifwerte / -parameter festlegen5. CNC-Werkzeugschleifmaschine

programmieren6. schleiftechnische Bearbeitung7. Werkzeugreinigung8. gegebenenfalls Wiederbeschichtung9. Messprotokoll erstellen

Neben dieser Arbeitsfolge muss natürlich die Schleifmaschine mit entsprechenden Spannmit-teln für unterschiedliche Größen ausgestattet sein. Darüber hinaus werden die Maschinen oft mit Magazinen bestückt, um viele Werkzeuge mannlos schärfen zu können. Viele Werkzeugher-steller versuchen inzwischen, das Nachschärfen im eigenen Haus zu halten, und richten eigene Nachschärfzentren ein. Sie werben zum Teil mit einem Label beziehungsweise einem Gütesiegel „Originalschliff“.

HAUPTZIEL: KUNDENBINDUNG Das Hauptziel dabei ist natürlich die Kundenbin-dung. So wird versucht, die Kundennähe auch

Die Qualitätsanforde-rungen an den Schneid-werkzeugmechaniker hinsichtlich Qualität, Maßtoleranz, Lage- und Formtoleranzen sowie an die Oberfl ächengüten steigen ständig.

Die Kombination unter-schiedlicher Technologi-en wie Bohren, Reiben, Senken und Entgraten in Multifunktionswerk-zeugen reduziert die Nebenzeiten.

Werkzeughersteller und Werkzeugschleifbetrie-be können über eine neu entwickelte Schnitt-stelle Daten in einem standardisierten Format austauschen.

SHORT SUMMARY

23. MAI 2014, 09:30 UHR

DE_52_Motion_01_2014 52 30.04.14 10:51

Motion 01.2014 53

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2 3

„DIE KOMBINA-TION UNTER-

SCHIEDLICHER TECHNOLOGIEN IN MULTIFUNK-

TIONSWERKZEU-GEN STELLT DEN

SCHNEIDWERK-ZEUGMECHANI-KER VOR ECHTE HERAUSFORDE-

RUNGEN.“Wilfried Saxler

PROF. DR. WILFRIED SAXLERist Professor für Werkzeugma-

schinen und Fertigungsver-fahren an der Rheinischen Fachhochschule Köln und

Geschäftsführer des Fachver-bands Deutscher Präzisions-

Werkzeugschleifer FDPW

nach dem Kauf eines Neuwerkzeugs zu erhalten. Es gibt Preismodelle, bei denen nicht das Werk-zeug bezahlt wird, sondern der Endkunde einen Preis zum Beispiel pro Bohrung erhält. Damit soll die Kundenbindung noch verstärkt werden. Die Art der technischen Ausstattung ist bei Werk-zeugherstellern und in Werkzeugschleifbetrieben in der Regel identisch. Um die Qualität in einem anspruchsvollen Produktionsprozess wie dem des Herstellens und der Wiederaufbereitung von Zerspanwerkzeugen zu sichern, wird natürlich gut ausgebildetes Personal benötigt. Was zählt, ist die Qualifi kation der Mitarbeiter. Das speziell für diese Tätigkeiten entwickelte Berufsbild ist der Schneid-werkzeugmechaniker. Aufbauend auf den Ausbil-dungsberuf gibt es die Meisterausbildung.

HERSTELLER UND SCHLEIFBETRIEBE KOOPERIERENDie Werkzeughersteller haben sich auf diese Situationen eingestellt. Die Werkzeugschleifbe-triebe kennen es nicht anders. Der Umsatzanteil der mit der Herstellung von Sonderwerkzeugen erzielt wird, konnte in den letzten Jahren erheb-lich gesteigert werden. In der Regel arbeiten die Werkzeugschleifbetriebe mit den gleichen CNC-Werkzeugschleifmaschinen wie die Hersteller. Sie setzen diese nicht nur für das Schärfen, sondern auch für das Herstellen sehr verschiedener Werk-zeuge ein. Dabei könnten die Werkzeughersteller mit den Werkzeugschleifbetrieben gut kooperie-ren. Mit einer neu entwickelten Datenschnittstelle soll hier eine Möglichkeit geschaffen werden, Da-ten, die rund um die Herstellung und das Wieder-

aufbereiten von Werkzeugen benötigt werden, in einem standardisierten Format zu übermitteln. Die Informationswege sind dabei sehr vielseitig. Die Lösung heißt GDX-Standard.

STANDARDISIERTE ÜBERTRAGUNGEN Im Rahmen des VDI-Fachausschusses FA114 wird bereits seit zwei Jahren die VDI-Richtlinie 3232 erarbeitet und weiterentwickelt. Diese Richtlinie wird in eine Norm überführt. Bei den Daten, die in der Version GDX 2.0 dokumentiert werden, handelt es sich um Informationen zur Geometrie von Fräswerkzeugen und Rohlin gen, zur Geometrie der Schleifscheiben sowie zu Messanweisungen. Die Folgeversionen werden stufenweise um weitere Werkzeuge ergänzt. Zudem werden bereits ab Version GDX 2.1 auch Schleifbahnen standardisiert übertragbar. Letzteres eröffnet ganz neue Perspektiven der Zusammenarbeit. So ist es denkbar, dass ein Werkzeughersteller die Schleifbahnen für spezi-elle Bohreranschliffe lizensiert einem Werkzeug-schleifbetrieb übermittelt, der dann in der Lage ist, den exakten Anschliff an die Schneide zu brin-gen, unabhängig davon, welche Maschine oder welche Steuerung angewendet wird. Dabei muss der Hersteller sein entwickeltes Know-how nicht zwingend preisgeben. Somit kann grundsätzlich auch die eigene Erfahrung „gesichert“ werden. Es sind viele Vertreter von namhaften Schleifma-schinen-, Messmaschinen- und Softwareherstel-lern an der Entwicklung von GDX beteiligt und unterstützen langfristig das ehrgeizige, aber den-noch realistische Projekt.

Bei der Werkzeugherstellung durchlaufen die erforderlichen

Daten viele Schnittstellen, die sich durch GDX standardisieren lassen

WERKZEUGSCHLEIFEN

Arbeitsplatz(CAD/CAM-System)

Werkzeugmess-maschine

Werkzeugschleif-maschine

SCENARIOS:

1 Arbeitsplatz Messmaschine

2 Werkzeugschleifmaschine Messmaschine

3 Arbeitsplatz Werkzeugschleifmaschine

CAD/CAM

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GRINDING SYMPOSIUM

54 Motion 01.2014

PROF. DR. CLAUS EMMELMANN

3-D-LASERMATERIALBEARBEITUNG – CHANCEN UND HERAUSFORDE-RUNGEN FÜR DIE SCHLEIFTECHNIK

DIE IN DEN LETZTEN JAHREN stetig zunehmenden An-forderungen des Marktes stellen immer wieder neue Herausforderungen an die produzieren-den Unternehmen. Als Folge daraus resultiert insbesondere aufgrund immer geringerer Pro-duktlebenszyklen die Notwendigkeit, Entwick-lungszeiten gleichermaßen zu verkürzen. Dies ist nur durch tiefgreifende Konsequenzen für die Unternehmen möglich. Der vermehrte Anspruch nach individuelleren Produkten führt zwingend zu einem Anstieg der Variantenvielfalt und damit bei gleichbleibender Kundenanzahl zu einer Ver-ringerung der Losgröße pro Bauteil. Letzteres führt vornehmlich, einhergehend mit einer stetig steigenden Bauteilkomplexität, zu steigenden Bauteilkosten und verlangt den Unternehmen ab, den auferlegten Herausforderungen fl exibel und schnell entgegenzutreten.

In diesem Zusammenhang hat sich der Laser in den vergangenen zwei Jahrzehnten zu einem der verlässlichsten Werkzeuge entwickelt. Und sein Potenzial ist bei Weitem noch nicht erschöpft. So hält der Laser seit Kurzem auch Einzug in die Schleiftechnik. Hier fi ndet das Laserstrahlabtra-gen in Form einer Volumenablation Anwendung. Es erweitert die Grenzen des bisher konventionell Fertigbaren um neuartige Bearbeitungsmöglich-keiten für immer härtere Werkstoffe, die bisher als nicht oder nur eingeschränkt schleifbar galten.

SCHNEID- UND ZERSPANWERKZEUGEEinsatzgebiete sind zum Beispiel die Bearbei-tung von Hartstoffen für die Schneid- und Zer-spanwerkzeugbranche oder auch das direkte Profi lieren von Schleifscheiben sowie die direkte Fertigung von Bauteilen, an denen es fi ligranste Bearbeitungsaufgaben zu bewältigen gilt. Hierbei entstehen völlig neue Vorteile wie die Realisierung von nicht konventionell schleifbaren, dreidimensi-onalen Freiformkonturen sowie eine berührungs-lose und folglich kraftfreie Bearbeitung. Zudem entsteht im Eingriff am Bearbeitungswerkzeug Laser kein direkter Werkzeugverschleiß, wodurch über lange Zeiträume gleichbleibende Bearbei-tungsergebnisse gewährleistet werden. Weiterhin

ergibt sich eine hohe erzielbare Qualität in Form eines geringen Wärmeeinfl usses und einer gleich-zeitig interkristallinen Bearbeitung von mehrpha-sigen Hartstoff-Binder-Werkstoffen, die unter Zuhilfenahme von Laserstrahlquellen im ultrakurz gepulsten Zeitbereich von wenigen Pikosekunden bearbeitet werden können.

FERTIGUNG VON SCHNEIDEINSÄTZENDie Fertigung von Schneideinsätzen stellt auf-grund der natürlichen Beschaffenheit sowie der eingeprägten Eigenschaften der zu bearbeiten-den Rohkörper eine komplexe Aufgabe dar. Am Beispiel des Zerspanwerkstoffs PKD (polykristal-liner Diamant) wird deutlich, dass ein sehr hartes Material für seine Verarbeitung nach mindestens gleichharten Werkzeugwerkstoffen verlangt. Da-rüber hinaus resultieren aus der Bearbeitung in Größenordnungen des Mikromaßstabs beson-ders anspruchsvolle Entwicklungsziele. Schneid-bereiche müssen für eine gute Schärfe und Leis-tung im Einsatz gezielt sehr kleine Kantenradien von bis zu einem bis zwei Mikrometer aufweisen. Geometrieelemente wie genau defi nierte Nega-tivfasen sowie präzise ausgebildete Spanbrecher- beziehungsweise Spanformgeometrien und exak-te Freiwinkel sind darüber hinaus herzustellen.

Für diese innovativen Anwendungsfelder gilt es, die zugrunde liegenden Prozesse unter An-wendung von ganzheitlichen, methodischen Ent-wicklungsprinzipien zur industriellen Serienreife zu führen. Aus diesem Grund müssen im Umfeld der Prozessentwicklung hohe Maßstäbe ange-setzt werden, um die angestrebten technologi-schen Ziele einhergehend mit einer Erhöhung der Qualität und der Produktivität zu erreichen.

Die Verwendung von Laserstrahlquellen, die im Pikosekundenbereich gepulst sind, ermög-licht es, diese Ziele mittels Laserstrahlabtragen zu realisieren. Bei der Bestrahlung mit gepulstem Laserlicht kommt es an der Oberfl äche des zu bearbeitenden Werkstoffs zu Absorptionsvorgän-gen. Dabei werden in räumlich begrenzter Nähe zur Fokusposition Photonen von freien Elektronen absorbiert. Die absorbierte Energie wird räumlich

Lasertechnologie erweitert die Grenzen des bisher konventio-nell Fertigbaren um Bearbeitungsmög-lichkeiten für immer härtere Werkstoffe.

Sie ermöglicht die Realisierung von nicht konventionell schleif-baren, dreidimensiona-len Freiformkonturen sowie eine berüh-rungslose und folglich kraftfreie Bearbeitung.

Es entsteht kein direkter Werkzeugver-schleiß und der Wär-meeinfl uss ist gering.

Eine Reduzierung der Durchlaufzeiten um bis zu 65 Prozent ist möglich.

SHORT SUMMARY

23. MAI 2014, 10:15 UHR

DE_54_Motion_01_2014 54 30.04.14 10:56

Motion 01.2014 55

„IN DER SCHLEIF-TECHNIK FINDET

DAS LASER-STRAHLABTRA-

GEN IN FORM EINER VOLU-

MENABLATION ANWENDUNG.“

Claus Emmelmann

PROF. DR. CLAUS EMMELMANN

ist Dozent am Institut für Laser- und Anlagensystem-

technik der TU Hamburg-Harburg und Geschäftsführer

des Laser Zentrum Nord

in Tiefenrichtung in dem Maße der optischen Ein-dringtiefe aufgenommen. Zudem kommt es zu Wärmeleitungseffekten, welche sich durch die thermische Diffusionstiefe in Abhängigkeit des thermischen Diffusionskoeffi zienten und der Ein-wirkdauer eines Laserpulses beschreiben lassen. Unterschreitet die thermische Diffusionstiefe die optische Eindringtiefe, trifft die Defi nition einer Ultrakurzpulsbearbeitung zu. Somit wird deutlich, dass die Einstufung einer ultrakurzen Interaktion zwischen Laserstrahlung und Werkstoff zum ei-nen von der Pulsdauer der Laserstrahlquelle und zum anderen von den Eigenschaften des zu bear-beitenden Werkstoffs abhängt.

KALTER MATERIALABTRAGZusammenfassend zeichnet sich die Bearbeitung mit ultrakurzen Laserpulsen dadurch aus, dass aufgrund eines nahezu kalten Materialabtrags eine stark reduzierte Wärmeeinfl usszone zu vermerken ist. Weiterhin können zum Beispiel bei der Bear-beitung von Kunststoffen mit geringer Wärmeleit-fähigkeit bereits Laserpulse im Nanosekundenbe-reich als ultrakurz eingestuft werden. Im Hinblick auf Zerspanwerkstoffe weist die Bearbeitung mit Pikosekundenlasern bei metallbasierten und syn-thetischen wie vielen hochharten Werkstoffen eine besonders geringe Wämeeinfl usszone bei gleichzeitig guter Abtrageffi zienz im Vergleich zu noch kürzer gepulsten Systemen auf.

Um aufbauend auf grundlegenden Erkennt-nissen zu einem optimalen Bearbeitungsergebnis im Rahmen eines industriell abgesicherten Seri-enprozesses zu kommen, lassen sich mittels me-thodischer Ansätze optimale Laserparameter in Bezug auf die Bearbeitungsaufgabe sowie den ge-genständlichen Werkstoff identifi zieren. Auf die-sem Weg lässt sich, wie Anwendungsszenarien aus der industriellen Praxis gezeigt haben, im Ver-gleich zur konventionellen Prozesskette der Ferti-gung von Schneideinsätzen eine entscheidende Steigerung der Produktivität mittels einer Durch-laufzeitreduzierung um 65 Prozent realisieren. Da-rüber hinaus kann die Lasermaterialbearbeitung

etwa auch als Ergänzung in der Hartmetallbearbei-tung wirtschaftliche Anwendung fi nden. Hartme-tall weist eine allgemein gute Schleifbarkeit auf, je-doch eröffnet die Lasermaterialbearbeitung auch bei diesem Werkstoff neuartige Möglichkeiten. So können zum Beispiel in der 3-D-Bearbeitung eine Laserveredelung von Spanleitstufen und erweiter-te Möglichkeiten wie das Einbringen von Mikro- und Nanostrukturen auf den bearbeiteten Ober-fl ächen im gleichen Arbeitsschritt vorgenommen werden. Gepulste Laserstrahlquellen im Nanose-kundenbereich rufen dabei im Hartmetall ther-misch induzierte, unerwünschte Beeinfl ussungen des Gefüges hervor. Hingegen verändert pikose-kundengepulste Laserstrahlung im Vergleich dazu die Beschaffenheit der Hartstoff-Matrix-Struktur bestehend aus Carbiden und Binderphase im nicht maßgeblichen Bereich.

Weiterhin sind im Umfeld des Laserstrahlab-tragens vielfältige Anwendungsfelder über die Herstellung von Zerspanwerkzeugen hinaus aus-zumachen, zum Beispiel in der Medizintechnik oder im allgemeinen Maschinenbau. So können Anlagen zum Laserstrahlabtragen zukünftig etwa auch weitergreifende Anwendungen im Bereich von Strukturierungsaufgaben übernehmen. Hier-bei bietet der laserbasierte Prozess im Vergleich zu konventionellen Strukturierverfahren den Vorteil einer sehr großen Flexibilität bezüglich bearbeit-barer Materialien und der Gestaltungsfreiheit des Designs bis hin zur Individualisierung von Oberfl ä-chen. Zudem kann das Verfahren auf komplexen Freiformfl ächen angewendet werden.

SCHWELLE ZUR INDUSTRIELLEN REIFEMit der laserabtragenden Fertigung von Bautei-len aus verschiedenartigsten Werkstoffen steht ein Verfahren an der Schwelle zur industriellen Reife, welches das Potenzial besitzt, hinsichtlich Produktion und Konstruktion neuartige Ansätze zu ermöglichen. Dadurch erweitert sich das bisher eingeschränkte Spektrum an Gestaltungsfreihei-ten insbesondere bei anspruchsvollen Werkstof-fen zukünftig um neue Fertigungsmöglichkeiten.

Abb. 1: Laserstrahlabtragen von Oberfl ächenstrukturen

Abb. 2: Laserstrahlabtragen von Schneidkanten

WERKZEUGSCHLEIFEN

DE_55_Motion_01_2014 55 30.04.14 10:56

GRINDING SYMPOSIUM

56 Motion 01.2014

OLIVER WENKE

TECHNOLOGIEFÜHRERSCHAFT DURCH EINSATZ MODERNSTER MESSTECHNIK

NEUE ZU BEARBEITENDE MODERNE WERKSTOFFE fordern innovative Werkzeuge und bestimmen heute den Takt bei der Werkzeugentwicklung maßgeblich. Schneidstoff, Beschichtung und häufi g auch die Prozessführung müssen individuell ange-passt werden.

Ziel des Kunden: Verbesserung der Werkzeug-standzeit, Werkzeugkosten senken und die Ver-fügbarkeit der Werkzeuge in jeder Phase des Fer-tigungsprozesses sichern. Kunden kaufen schon lange nicht mehr von der Stange und erwarten ein breites Dienstleistungsangebot in Form von Kom-plettlösungen, Engineering und Zahlen / Fakten inklusive Messprotokoll für qualitativ hochwertige Werkzeuge. Für den Werkzeughersteller ergeben sich hieraus sehr große Chancen, aber auch Ri-siken durch massive Veränderung (kleinere Lose, weniger Bearbeitungsschritte und geringere Ferti-gungsdauer).

Notwendig ist hier die intensive Einbindung der Maschinenlieferanten als zuverlässige, erfah-rene Kooperationspartner.

OPTIMIERUNG DER PRODUKTIONViele Unternehmen arbeiten heute bereits mit einem mehrschichtigen, komplexen Fertigungs-managementsystem, welches den gesamten Prozess mitlaufend beobachtet und visualisiert. Eine wichtige, prozessnah operierende Ebene ist hier das „Manufacturing Execution System“ MES (Prozessleitsystem). Es ist die Verbindung zwi-schen Firmenmanagement und Produktion, liefert die richtigen Informationen zur richtigen Zeit und zeigt den Entscheidungsträgern, wie die aktuellen Bedingungen in der Fertigung optimiert werden können, um den Output zu erhöhen.

Ein wichtiger Bestandteil ist hier die Datener-fassung BDE / MDE (Betriebsdaten-/Maschinen-datenerfassung), welche Daten aus dem Prozess ereignisgesteuert erfasst. Das Qualitätsmanage-ment ist Grundlage für die Sicherstellung der Produktqualität und der Fähigkeit des Prozesses (Prozessqualität).

„Qualität“ muss grundsätzlich eine durchgän-gige Firmenphilosophie sein! Exakt defi niert und

aus ganzheitlicher Unternehmenssicht aktiv ge-lebt werden, das heißt von der Geschäftsführung bis hin zu jedem einzelnen Mitarbeiter.

„Messen kostet Geld?“ Nein, denn für eine ho-he Prozessqualität und -produktivität ist der effi zi-ente Einsatz von Messtechnik ein sehr wichtiger Baustein, spart direkt Kosten ein und trägt damit wesentlich zum unternehmerischen Erfolg bei!

WAHL DER GEEIGNETEN MESSMITTEL Je komplexer die heutigen Produktionsmaschinen und die Messgeräte zur Qualitätssicherung wer-den, desto höher sind die Kosten für Instandhal-tung, Prüfung und Kalibrierung.

Innerhalb größerer Konzerne sind beispiels-weise bis zu 50 Messmaschinen der HELICHECK-Baureihe vorhanden. Der Kunde akzeptiert die HELICHECK-Messtechnik als den Standard in der Werkzeugmesstechnik und oft setzt er selbst die gleiche Technologie ein. Die gemeinsame Defi ni-tion und der Austausch der Messprogramme sind hier heute bereits obligatorisch.

So ist eine lückenlose, einwandfreie Doku-mentation über WZ-Identnummer möglich – in-klusive aller relevanten Daten gemäß Dokumen-tationspfl icht nach Normenreihe EN ISO 9000 ff.

PRÜFMITTELFÄHIGKEITSUNTERSUCHUNGVor dem Einsatz eines Prüfmittels muss sicher-gestellt sein, dass es die Anforderungen im täg-lichen Messeinsatz dauerhaft erfüllt. Hierfür wur-den Messmittelfähigkeitsuntersuchungen MSA (Measurement Systems Analysis) defi niert. Ziel ist es sicherzustellen, dass eine Messeinrichtung im Einsatz unter Produktionsbedingungen und je nach Einsatzart ein Qualitätsmerkmal mit ausrei-chend kleiner Messwertstreuung messen kann. Die Auswertung kann konventionell oder über spezielle SPC-Softwarelösungen erfolgen, welche den Anforderungen aus den Normen DIN EN ISO 9001, DIN EN ISO 10012, QS 9000 und VDA 6.1 unterliegen. Als eine der am meisten verbreiteten Firmenrichtlinien erfolgt die Entwicklung dieser Verfahren oft nach Grundlage der Schriftenreihe 10 (Firma Bosch), welche bereits ab 1990 entwi-

Entscheidend für eine hohe Prozessqualität und -produktivität ist der effi ziente Einsatz von Messtechnik.

Wichtig sind die Durch-gängigkeit der Mes-sungen im gesamten Fertigungsprozess und der richtige Zeitpunkt.

Beherrschte Prozesse helfen, die geforderte höchste Qualität zu lie-fern, Kosten zu reduzie-ren und den Vorsprung vor dem Wettbewerb zu sichern.

SHORT SUMMARY

23. MAI 2014, 11:00 UHR

DE_56_Motion_01_2014 56 30.04.14 10:59

Motion 01.2014 57

OLIVER WENKEist Leiter des Entwicklungs-zentrums Messtechnik der

Walter Maschinenbau GmbH in Garbsen bei Hannover,

Deutschland

ckelt wurde und in verschiedene Verfahren grup-piert wurde.

DURCHGÄNGIGKEIT DER MESSUNGEN UND ELIMINIERUNG VON FEHLERNWichtig sind die Durchgängigkeit der Messungen im gesamten Fertigungsprozess und der richtige Zeitpunkt. Die Messung kann extern oder auch di-rekt in der Maschine erfolgen. In jedem Fall ist die externe Messmaschine der „Schiedsrichter“ und die anerkannte zertifi zierte Referenz! Eine gezielte Rückführung zur schnellen Korrektur und Stabili-sierung des Prozesses in Form von Closed-Loop-Lösungen vermeidet Ausschuss und garantiert kleinste Werkzeugtoleranzen. Hier können mit den WALTER-Lösungen IMS (Integrated Measu-ring System), OTC (Online Tool Compensation), HCC (Heli Contour Check) und FTC (Form Tool Compensation) einige bereits über viele Jahre hundertfach erfolgreich eingesetzte Applikationen genannt werden.

Beherrschte Prozesse helfen, am Ende die geforderte höchste Qualität zu liefern, Kosten zu reduzieren und den Vorsprung vor dem Wettbe-werb zu sichern. Sie ermöglichen eine effi ziente Fertigung speziell bei kleinen Losgrößen und eine schnelle Reaktionszeit auf neue Kundenanforde-rungen. Eine einfache, fehlerfreie Programmie-rung und Bedienung ist essenziell wichtig. Die Er-zeugung der Messprogramme sollte idealerweise direkt aus dem Schleifprogramm möglich sein – anhand der aktuellen Werkzeuggeometrie. Für die Schleifsoftware HELITRONIC TOOL STUDIO von WALTER wurde das Tool Measure Interface TMI entwickelt. WALTER ist zudem Mitglied im Fach-ausschuss „GDX-Standardisierung“, dessen Ziel die Wahrung eines einheitlichen Standards und dessen Formulierung in einer VDI-Richtlinie ist.

Aus Herstellersicht erfolgt die Programmie-rung jedoch am besten anhand der eigenen

Datenbasis. Die individuelle Bereitstellung von Schnittstellen wurde bis heute bereits vielfach erfolgreich realisiert. Die Messprogramme wer-den komplett offl ine erzeugt und können in der Regel direkt auf den Messmaschinen verwendet werden. Bei Bedarf ist jedoch auch eine Simula-tion eines virtuellen Messablaufs zur Kontrolle in der Arbeitsvorbereitung ohne Messmaschine möglich. Zur Erhöhung der Sicherheit können Barcodeleser oder RFID-Schreib-/Leseeinheiten verwendet werden um die relevanten Zusatzdaten ebenfalls vollautomatisch fehlerfrei zu lesen. Die voll parametrierbare, universelle Messsoftware Quick Check Modular QCM von WALTER bietet diese Möglichkeit für alle Arten von Werkzeugen des Produktportfolios.

Die HELICHECK-Baureihe kann eine Vielzahl klassischer Messmittel ersetzen und kann in ver-schiedenen Fertigungsschritten einge setzt wer-den. Falls eine 100-Prozent-Prüfung un ab dingbar ist, kann die mannlose, vollautomatische Serien-messung mit der Option Robotloader erfolgen – bei einer Kapazität von bis zu 2000 Werkzeugen.

SICHERUNG VON INNOVATIONEN DURCH MESSTECHNIKMesstechnik hilft bei der Werkzeugentwicklung/-optimierung und auch im Bereich Reverse En-gineering. Es wird die Makro- beziehungsweise Mikrogeometrie (zum Beispiel Schneidkantenprä-paration) und teilweise auch das komplette 3-D-Modell des Werkzeugs gefordert. Ziel ist, die ent-scheidenden Nuancen am Werkzeug zu fi nden, es zu verbessern und sich somit von der Masse ab-zuheben – mit immer wieder neuen Innovationen.

Für Dominanz und Erfolg als Werkzeugher-steller ist effi zienter Einsatz von Messtechnik so-mit ein wichtiger und nicht zu vernachlässigender Baustein. Kurz gesagt: „Wir helfen, Werkzeuge zu verstehen – Creating Tool Performance!“

„KUNDEN ERWARTEN EIN

BREITES DIENST-LEISTUNGSANGE-

BOT IN FORM VON KOMPLETT-

LÖSUNGEN, ENGINEERING,

ZAHLEN / FAKTEN INKLUSIVE MESS-PROTOKOLL FÜR

QUALITATIV HOCHWERTIGE

WERKZEUGE.“Oliver Wenke

Closed-Loop-Lösungen mit einer gezielten Rückführung der Messergebnisse zur schnellen Korrektur und Stabilisierung des Prozesses vermeiden Ausschuss und garantieren kleinste Werkzeug-toleranzen

WERKZEUGSCHLEIFEN

Protokollierung

Korrektur

Schleifen

Transfer

Messen

Soll- / Ist-Vergleich

DE_57_Motion_01_2014 57 30.04.14 10:59

GRINDING SYMPOSIUM

58 Motion 01.2014

PROF. DR. DIRK BIERMANN

ENTWICKLUNGEN ZUR EFFIZIENTEN HERSTELLUNG VON VOLLHARTMETALL-HOCHLEISTUNGSWERKZEUGEN

DIE SPANENDE FERTIGUNG mit geometrisch bestimm-ter Schneide stellt in vielen Fällen einen der letzten Bearbeitungsschritte in der Wertschöpfungskette zur Herstellung von Bauteilen dar. Gerade hier ist es demzufolge von besonderer Bedeutung, dass die eingesetzten Werkzeuge eine hohe Qualität – sichergestellt durch optimierte Schleifprozes-se – und eine ausreichende Prozessstabilität im Einsatz gewährleisten. Die Prozesskette zur Her-stellung von Vollhartmetallzerspanwerkzeugen ist, ausgehend vom gesinterten Hartmetallrohling über das Schleifen und die Kantenpräparation so-wie die Beschichtung und nachfolgende Nach-behandlung, an die Leistungsanforderungen moderner Zerspanungswerkzeuge angepasst worden. Innerhalb dieser Prozesskette ergibt sich eine Vielzahl von Abhängigkeiten. Optimierungs-maßnahmen müssen deshalb stets mit Bedacht auf die gesamte Fertigungsabfolge durchgeführt werden. Im Folgenden werden anhand von aus-gewählten Beispielen Maßnahmen zur Optimie-rung der Herstellung von Zerspanwerkzeugen aus Hartmetall aufgezeigt.

SCHLEIFEN VON SPANNUTENDen Anfang bildet die schleiftechnische Herstel-lung der Werkzeuge. Hier werden üblicherweise die Prozessschritte der Umfangsbearbeitung und des Nutenschleifens sowie die Erstellung der Spitzen-gestalt voneinander abgegrenzt. Das Nutenschlei-fen nimmt hier eine besondere Bedeutung ein. Der Längs-Umfangs-Planschleifprozess, der oft-mals als Tiefschleifoperation ausgeführt wird, ist gekennzeichnet durch komplexe Eingriffsbedin-gungen zwischen Schleifscheibe und Werkstück. Das Nutenschleifen beeinfl usst unmittelbar den Werkzeugquerschnitt und bestimmt maßgeblich die Form der Hauptschneide und die Qualität der Spanfl ächen sowie Nebenschneiden. So hängt die im Werkzeugeinsatz entstehende Spanform we-sentlich von der Ausgestaltung der Spannuten ab.

Der Prozessschritt des Tiefschleifens der Spannuten ist durch eine Überlagerung der Rota-tion des Werkstückrohlings und der Bewegung

der rotierenden und in Werkstückachsrichtung verfahrenden Schleifscheibe geprägt. Der Stei-gungswinkel der Spannuten (Drallwinkel) wird durch das Verhältnis der zuvor beschriebenen Be-wegungen bestimmt. Das Querschnittsprofi l des Zerspanwerkzeuges hingegen wird durch das Pro-fi l und die Position der Schleifscheibe in Relation zum Werkstück defi niert.

Neue Schleifscheibenzusammensetzungen spielen neben der Wahl geeigneter Prozesspa-ra meter und Kühlschmierstoffbedingungen ei-ne wichtige Rolle für Optimierungen hinsichtlich der Effi zienz des Nutenschleifprozesses. So soll im Nachfolgenden auf die Möglichkeiten, die sich durch den Einsatz hybrider Schleifscheiben-bindungssysteme ergeben, eingegangen werden. Durch eine geeignete Prozessauslegung vf lassen sich mit hybridgebundenen Schleifscheiben Vor-schubgeschwindigkeiten prozesssicher von bis zu vf = 200 Millimeter / Minute erreichen.

OBERFLÄCHENBEARBEITUNG DURCH MAGNETFINISHENNach dem Schleifen der Spannuten ist es mithilfe geeigneter Verfahren möglich, die Oberfl ächen-güte der Spannuten und damit an der Spanfl äche deutlich zu verbessern. Ein mögliches Fertigungs-verfahren stellt dabei das Magnetfi nishen dar. Dort wird durch ungebundene ferromagnetische Abrasivkörner, die sich innerhalb zweier rotie-render Magnete befi nden, ein Materialabtrag an den zwischen den Magneten befi ndlichen Werk-stückpartien vorgenommen. Durch die magneti-sche Bindung passt sich das pulverförmige Ab-rasivmedium dynamisch an die zu bearbeitende Werkstückgestalt an. So lassen sich neben Zer-spanwerkzeugen vielfältige Werkstückgestalten mithilfe dieses Verfahrens bearbeiten.

Im Vergleich zur geschliffenen Oberfl äche an Spanfl äche und Schneidenecke kann die Oberfl ä-chengüte der Spanfl äche sowie die Kantenqualität entlang der Schneide durch die magnetabrasive Bearbeitung deutlich verbessert werden. Mit stei-gender Drehzahl des Arbeitskopfes kommt es zu

Optimierungsmaßnah-men bei der Herstellung von Vollhartmetall-zerspanwerkzeugen müssen stets mit Bedacht auf die gesam-te Fertigungsabfolge durchgeführt werden.

Die Effi zienz des Nuten-schleifprozesses kann durch neue Schleifschei-benzusammensetzun-gen, die Wahl geeigne-ter Prozesspara meter und Kühlschmierstoff-bedingungen gesteigert werden.

Magnetabrasive Bear-beitung verbessert die Oberfl ächengüte der Spanfl äche sowie die Kantenqualität entlang der Schneide.

SHORT SUMMARY

23. MAI 2014, 11:45 UHR

DE_58_Motion_01_2014 58 30.04.14 11:01

Motion 01.2014 59

„DIE SPANENDE FERTIGUNG MIT GEOMETRISCH BESTIMMTER

SCHNEIDE STELLT IN VIELEN FÄLLEN

EINEN DER LETZ-TEN BEARBEI-

TUNGSSCHRITTE ZUR HERSTEL-

LUNG VON BAUTEILEN DAR – UND UNTERLIEGT DESHALB BESON-

DEREN QUALI-TÄTSANFORDE-

RUNGEN.“Dirk Biermann

PROF. DR. DIRK BIERMANNleitet das Institut für Spanende

Fertigung (ISF) an der Tech-nischen Universität Dortmund

einer zunehmenden Verrundung, insbesondere im Bereich der Schneidenecke. So bietet das Mag-netfi nishen die Möglichkeit, durch gezielte Anpas-sung von Prozessparametern Zerspanwerkzeuge an die Bearbeitungsaufgabe anzupassen und so-mit die Leistungsfähigkeit weiter zu steigern.

Die Beschaffenheit der Schneidkante von Voll-hartmetallwerkzeugen wird vor allem durch die Auslegung des Schleifprozesses zur Herstellung der endgültigen Werkzeugmakrogestalt beein-fl usst. Infolge des Schleifprozesses kommt es zu Mikrodefekten wie Ausbrüchen und Abplatzun-gen entlang der Schneidkante. Die dadurch her-vorgerufene hohe Schartigkeit kann sich nachtei-lig auf das Einsatzverhalten auswirken und einen erhöhten Werkzeugverschleiß zur Folge haben. Zur Verbesserung des Einsatzverhaltens werden nach dem Schleifprozess üblicherweise Verfah-ren zur Werkzeugpräparation eingesetzt. Gängige Präparationsverfahren sind das Strahlspanen, das Schleppschleifen, das Bürsten und die magnetab-rasive Bearbeitung.

SCHNEIDKANTENPRÄPARATIONDie verschiedenen Präparationsverfahren wer-den zurzeit vor allem zur Substratvorbehandlung vor der Beschichtung eingesetzt. Das Ziel der Schneidkantenpräparation ist, die Schartigkeit

durch eine Glättung der Schneidkante zu reduzie-ren. Darüber hinaus soll durch das Erzeugen einer defi nierten Verrundung die Stabilität der Schneid-kante und somit die Werkzeugstandzeit erhöht werden. Weiterhin kann die Haftung einer nach-träglich aufgebrachten Verschleißschutzschicht gesteigert werden.

Für die Präparation von Einlippentiefbohr-werkzeugen wird das Strahlspanverfahren einge-setzt. So kann durch eine defi nierte Verrundung der Schneidkante die Werkzeugmikrogestalt an die Anforderungen des Bohrprozesses angepasst und aufgrund der erhöhten Kantenstabilität die Verschleißbeständigkeit verbessert werden.

AN ZERSPANUNGSAUFGABEN ANPASSENEntlang der Prozesskette zur Herstellung von Voll-hartmetall-Hochleistungswerkzeugen aus Hart- metall wurde anhand ausgewählter Beispiele zum einen aufgezeigt, wie die aufwendige Herstellung effi zienter gestaltet werden kann. Zum anderen wurde dargelegt, wie sich moderne Hochleis-tungswerkzeuge durch geeignete Fertigungs-verfahren und deren Beherrschung gezielt an die jeweiligen Zerspanungsaufgaben anpassen las-sen. Das Ergebnis ist die Erhöhung der Prozess-stabilität und die Möglichkeit zur Steigerung der Produktivität.

Eingriffsverhältnisse beim Nutenschleifen von

Wendelbohrern

AwKg

Fn ns

nw

Vf

Bohrer

Schleifscheibe

Ft

Faλ

ae

ap

WERKZEUGSCHLEIFEN

ns: Schleifscheibendrehzahlnw: Werkstückdrehzahlvf: Vorschubbewegung des WerkstückesFt: SchleiftangentialkraftFn: SchleifnormalkraftFa: SchleifaxialkraftAwKg: geometrisch ideale Kontaktfl äche zwischen Schleifscheibe und Werkstückae: Arbeitseingriffap: seitliche Zustellungλ Drallwinkel

DE_59_Motion_01_2014 59 30.04.14 11:01

60 Motion 01.2014

GRINDING SYMPOSIUM

PROF. DR. KONRAD WEGENER

ENERGIEEFFIZIENZ UND THERMISCHES VERHALTEN VON WERKZEUGMASCHINEN

GETRIEBEN DURCH DIE ERP-RICHTLINIE der EU kom-men derzeit Werkzeugmaschinen jedweder Pro-zesstechnik hinsichtlich effi zientem Umgang mit Energie auf den Prüfstand. Die energetische Analyse von 25 Werkzeugmaschinen unter-schiedlichster Prozessführung hat gezeigt, dass an ein einheitliches Vorgehen zur Verbesserung des sparsamen Umgangs mit Energie überhaupt nicht zu denken ist.

Allerdings fällt auf, dass Leistungsaufnahmen von Hilfsaggregaten den unterschiedlichen Anfor-derungen des Prozesses gar nicht folgen und zum Teil kräftig überdimensioniert werden.

VIER HANDLUNGSFELDERVerallgemeinernd lassen sich vier Handlungsfel-der zur besseren Nutzung von Energie identifi zie-ren, die im konventionellen Designprozess häufi g nicht genügend Beachtung fi nden:

effi ziente Prozesse Vermeidung von Betrieb ohne Nutzen Hallenintegration Wärmemanagement

Da praktisch sämtliche einer Werkzeugmaschi-ne zugeführte Energie in Wärme umgewandelt wird und somit zu Temperaturänderungen führt, weiterhin diese Wärme wieder abgeführt werden muss, was Temperaturgradienten zur Folge hat, ist der sparsame Umgang mit Energie die beste primäre Maßnahme, den Temperaturgang einzu-dämmen. Dabei erzeugen Energiesparmaßnah-men einen beträchtlichen Sekundärnutzen für die Fertigungsqualität. Maßnahmen zur Tempe-rierung erhöhen den Energieverbrauch drastisch, indem mehrstündige Warmlaufzyklen der Produk-tion vorgeschaltet werden müssen, und da das thermische Verhalten der Maschine unter Span doch anders ist als im Leerlauf, sind dennoch Aus-schussteile bei hohen Genauigkeitsanforderun-gen unvermeidlich.

Bis vor 15 Jahren galt als unumstößlich, dass eine Maschine mit höheren Genauigkeitsanfor-derungen klimatisiert zu stellen ist. Heute ist der

Temperaturgang einer Werkzeugmaschine vom Betreiberproblem zum Herstellerproblem gewor-den, weil Werkzeugmaschinen sich konstruktions-bedingt thermisch unterschiedlich gut verhalten.

Das Verständnis für das thermische Verhalten einer Werkzeugmaschine in Form eines Modells, welches aus den Leistungsdaten der wesentli-chen Energieverbraucher und den Umgebungs-bedingungen den Temperaturgang vorhersagbar macht, ist der Schlüssel zum Erfolg auch für das Einsparen von Energie bei nicht nur gleicher, son-dern verbesserter Teilequalität. Mithilfe des Mo-dells lassen sich Kompensationswerte für die Ach-sen der Werkzeugmaschine berechnen, die über eine geeignete Schnittstelle der Maschinensteu-erung zur Verfügung gestellt werden können, die dann den Ausgleich praktisch ohne zusätzlichen Energieverbrauch in temperaturkompensierte Achsbewegungen umsetzt.

HERAUSFORDERUNG MODELLBILDUNGDa Leistungseinträge aufgrund der hohen Wär-mekapazität der Maschine erst mit großen Ver-zögerungen in temperaturbedingte Lageände-rungen des TCP relativ zum Werkstück (WCP) umgesetzt werden, muss die gesamte Historie der Leistungsströme für die Berechnung der Kompensationswerte berücksichtigt werden. Dies erschwert die Modellierung des thermi-schen Verhaltens beträchtlich.

Daher stehen verschiedene Modellierungs-ansätze zur Verfügung. Beim physikalisch „kor-rektesten“ Ansatz zur Berechnung des Tempera-turgangs werden die Verlustleistungen aus einem Starrkörpermodell gewonnen, welches zum Bei-spiel die zur Bestimmung der Reibleistung not-wendigen Kräfte auf Führungen und Lager liefert.

Unter Berücksichtigung der Umgebungstem-peratur als Randbedingungen, die im Rahmen eines Kompensationsmodells durch Temperatur-messungen gestellt werden müssen, kann hiermit die Wärmeleitungsgleichung gelöst werden, die das historienabhängige Temperaturfeld auf der Maschine liefert. Der nächste Schritt ist die Be-stimmung der thermischen Verlagerung aufgrund

Das Verständnis für das thermische Verhalten einer Werkzeugmaschine in Form eines Modells ist der Schlüssel zum Erfolg für die Beherrschung des Temperaturgangs und auch für das Einsparen von Energie. Temperaturkompensa-tion ist immer als fl an-kierende Massnahme zu einer nach thermischen Gesichtspunkten opti-mierten Konstruktion zu sehen.

SHORT SUMMARY

23. MAI 2014, 14:00 UHR

DE_60_Motion_01_2014 60 30.04.14 11:06

Motion 01.2014 61

„ENERGIESPAR-MASSNAHMEN

ERZEUGEN EINEN BETRÄCHTLICHEN

SEKUNDÄR-NUTZEN FÜR

DIE FERTIGUNGS-QUALITÄT.“Konrad Wegener

PROF. DR. KONRAD WEGENERist Professor für Produktions-

technik und Werkzeugma schi-nen an der ETH Zürich und

leitet das IWF (Institut für Werkzeugmaschinen

und Fertigung)

des Temperaturfelds, wobei nur die Relativverla-gerung zwischen TCP und WCP interessant ist, dies aber abhängig davon, in welcher Position die Maschine steht. Der große numerische Aufwand, der damit verbunden ist, relativiert sich, da die Wärmebewegungen langsam sind und selbst für Echtzeitsimulation nur etwa alle Minute ein neuer Kompensationswert zur Verfügung stehen muss. Weiterhin wird durch geschickte Organisation der Rechnung, Dimensionsreduktionsverfahren, Aufstellung der Systemmatrizen für verschiedene Posen vorab und Interpolationen zwischen den Posen die Rechenzeit deutlich reduziert.

MODELLISIERUNGSVARIANTENDennoch lohnt es sich, über Vereinfachungen die-ser aufwendigen Modellbildung nachzudenken. Beim sogenannten Thermobilanzmodell werden die einzelnen zueinander bewegten Körper einer Werkzeugmaschine mit in sich homogener Tem-peratur modelliert. Das reduziert die Anzahl der Freiheitsgrade dramatisch, allerdings ist zur Ver-besserung der Übereinstimmung zwischen Mo-dell und Realität eine Parameteridentifi kation not-wendig. Das heißt, ohne eine realisierte Maschine und die zugehörigen Messungen ist das Modell nicht funktionsfähig. Doch liefert es innerhalb von Sekundenbruchteilen neue Verlagerungs- und da-mit Kompensationswerte.

Eine weitere Modellierungsvariante besteht in einer phänomenologischen Modellierung, das heißt einer Modellierung, die ergebnisorientiert sich primär um die Resultate, die Verlagerungen zwischen TCP und WCP kümmert. Das prinzipielle Verhalten der Maschine wird durch PT1-Glieder zwischen jeder Relativverlagerung von Interes-

se und jeder thermischen Belastung abgebildet. Zeitkonstanten und Vorfaktoren müssen ebenfalls experimentell bestimmt werden. Aus den berech-neten Relativverlagerungen wird der achsweise Kompensationswert errechnet und über eine Schnittstelle der Steuerung mitgeteilt.

HOHER NUTZENNumerische und achsweise Temperaturkompen-sation ist das effi zienteste Mittel gegen thermisch bedingte Fehler am Werkstück und somit im mo-dernen Werkzeugmaschinenbau, vor allem auch im Hinblick auf Energieeffi zienz, unverzichtbar. Bei allen Erfolgen, die heute durch modellbasierte Temperaturkompensation erzielt werden können,darf nicht übersehen werden, dass es noch erheb-licher Anstrengungen bedarf, um eine hochge-naue Kompensation zu realisieren.

Bereits die Genauigkeit, mit der die linearen Ausdehnungskoeffi zienten der im Werkzeugma-schinenbau verwendeten Materialien eingestellt werden können, liegt nur bei plus / minus zehn Prozent. Wärmeübergangsbedingungen an die Umgebung und die Verschleppung von Wärme-energie durch das Kühlschmiermittel sind heute nur unzureichend modelliert. Temperaturkompen-sation ist daher immer als fl ankierende Maßnahme zu einer Konstruktion zu sehen, die thermischen Aspekten Rechnung trägt. Effi zienter Umgang mit Energie, thermosymmetrischer Maschinen-aufbau, Verlagerung von Wärmequellen an die Peripherie und effi zienter Temperaturausgleich mit der Umgebung sind Aspekte, die bereits im Entwurf einer Werkzeugmaschine berücksichtigt werden müssen.

Mit dem einem Thermobilanzmodell erzielte Kompensationsergebnisse

UNIVERSAL-RUNDSCHLEIFEN

Y0

C [μ

m]

30

20

10

0

10

0 1 2 3 4 5 6 7

Zeit [h]

Nicht kompensiert

kompensiert

DE_61_Motion_01_2014 61 30.04.14 11:06

62 Motion 01.2014

GRINDING SYMPOSIUM

DR. FRANK FIEBELKORN

NEUESTE SCHLEIF- UND ABRICHT-TECHNOLOGIEN FÜR DEN EINSATZ HOCHHARTER SCHLEIFMITTEL

AN DAS FERTIGUNGSVERFAHREN SCHLEIFEN als End-bearbeitungstechnologie werden branchen-spezifi sch die unterschiedlichsten Ansprüche gestellt. In den letzten Jahren verzeichneten beispielsweise die Hersteller von Bauteilen aus sprödharten Materialien wie Hartmetallen oder Keramiken stetig steigende Forderungen an die Qualitätsmerkmale der Komponenten. Zur Optimierung dieser Produktionsprozesse wer-den in diesem Beitrag exemplarisch zwei For-schungsprojekte – das „Ultraschallunterstützte Schleifen“ und das „Draht erosive Abrichten“ (STUDER-WireDress®) – vorgestellt, die im Rah-men der schweizerischen Forschungsförderung als Kooperationsprojekte (KTI-Projekte) von der Fritz Studer AG initiiert wurden.

ULTRASCHALLUNTERSTÜTZTES SCHLEIFENIm Vordergrund der Untersuchungen zum ultra-schallunterstützten Schleifen stand der Innenrund-schleifprozess zur Bearbeitung von Keramiken (ZrO2, Al2O3, Si3Ni4) mit Diamantschleifscheiben. Die Bauteile aus diesen Materialien können spä-ter beispielsweise in der Medizinaltechnik oder Präzisionsmesstechnik (Messkugeln) eingesetzt werden.

Der hier neu vorgestellte Ansatz sieht vor, dass eine Adaption der Ultraschall-Schleifspindel auf heutigen Maschinenkonzepten beziehungsweise auch zur Nachrüstung bestehender Maschinen denkbar ist. Der patentierte Ansatz berücksich-tigt, dass eine Integration der Aktuatoren für die Ultraschallerzeugung in bekannte Schleifspin-delkonzepte zum Innenschleifen möglich ist. Die Sonotroden werden in Kombination mit den Schleifwerkzeugen berechnet und entsprechend gefertigt. Für die geplanten Einsatzbedingungen sind ebenso geringe Schleifscheibendurchmesser (< 3 mm) zwingend notwendig.

Daher wurde die Entwicklung der Ultraschall-spindelkomponenten auf hohe Spindeldrehzahlen von 60 000 – 100 000 min-1 fi xiert, um auch den Vorteil größerer Schnittgeschwindigkeiten am Schleifwerkzeug zu nutzen. Für diese Einsatzbe-dingungen ergaben sich neue Anforderungen an

zu entwickelnde Ultraschall-Schleifspindeln, um den theoretischen Vorteilen der ultraschallunter-stützten Bearbeitung gerecht zu werden. Diese bestehen im hier vorgestellten Beispiel besonders in der Reduktion der Bearbeitungskräfte (fallweise circa 30 – 50 Prozent) beim Innenrundplanschlei-fen ins volle Keramikmaterial, die höhere Zeitspa-nungsvolumina oder geringeren Werkzeugver-schleiß ermöglichen.

REDUZIERTE OBERFLÄCHENRAUHEITENDie axial überlagerte Ultraschallbewegung, in-duziert durch die integrierten Piezoaktoren, un-terstützt hierbei den Spanbildungsprozess beim Schleifen der sprödharten Werkstoffe. Zur Umset-zung dieses Potenzials wurde synchron zur hohen Spindeldrehzahl eine Übertragung der Ultraschall-bewegung von 70 kHz realisiert. Diese Konstella-tion stellt nun einen neuen Stand der Technik dar.

Weitere Untersuchungen mit gleichem Ver-suchsaufbau wurden auch zum Innenrundein-stechschleifen von Keramikbauteilen durchge-führt. Zusätzlich wurde ebenso der Effekt der Reduzierung von Oberfl ächenrauheiten festge-stellt, die dem künftigen Nutzer dieses Verfahrens weiteres wirtschaftliches Potenzial erschließt.

DRAHTEROSIVE ABRICHTTECHNOLOGIEFür die oben genannten sprödharten Werkstoffe werden in der Regel Diamantschleifscheiben in den verschiedensten Bindungssystemen einge-setzt. Diese hochharten Schleifmittel sind auf-grund der Materialeigenschaften von Hartmetall und Hochleistungskeramiken (unter anderem Härte, Zähigkeit) notwendig. Jedoch unterliegen auch diese Schleifmittel einem physikalischen Verschleiß, der die Problematik des Abrichtpro-zesses auf die Tagesordnung bringt. Die bekann-ten Abrichttechnologien sind hierbei oft problem-behaftet und ungenügend reproduzierbar.

Aufgrund dessen hat sich STUDER in der Ver-gangenheit in einer Grundlagenuntersuchung mit dem elektroerosiven Abrichten von metallgebun-denen Diamantschleifscheiben befasst und die se Grundlagen dann mit den neuesten Erkenntnissen

Die anspruchsvolle Bearbeitung von spröd-harten Werkstoffen wird durch neu entwickelte Verfahren wie das ultraschallunterstütz-te Schleifen oder den elektroerosiven Abricht-prozess unterstützt.

Ultraschallunterstütztes Schleifen kann die Be-arbeitungskräfte beim Innenrundplanschleifen fallweise reduzieren: um circa 30 – 50 Prozent.

Drahterosive Abricht-technologie mit STUDER-WireDress® führt mit metallgebun-denen Schleifscheiben zu einer Schleifzeit-reduktion von circa 30 – 40 Prozent.

SHORT SUMMARY

23. MAI 2014, 14:45 UHR

DE_62_Motion_01_2014 62 30.04.14 11:09

Motion 01.2014 63

DR. FRANK FIEBELKORNist Leiter Produktentwicklung,

Forschung und Technologie der Fritz Studer AG

„HERSTELLER VON BAUTEILEN

AUS SPRÖD-HARTEN MATE-

RIALIEN SEHEN SICH STETIG STEIGENDEN

FORDERUNGEN AN DIE QUALI-

TÄTSMERKMALE DER KOMPO-

NENTEN AUSGESETZT.“

Frank Fiebelkorn

praxisgerecht auf die Bedingungen des Abrichtens von Schleifscheiben zum Außenschleifen über tra-gen. Die Untersuchungen fokussierten sich auf den Einsatz von metallgebundenen Diamantschleif-scheiben und Verwendung von Öl als Kühlschmier-stoff, das auch als Dielektrikum wirkt, wobei das Prinzip ebenso für Anwendungen mit metallge-bundenen CBN-Schleifscheiben erprobt wurde.

Die Renaissance des Einsatzes von metall-gebundenen Diamantschleifscheiben, wie sie heute auch bei Hochgeschwindigkeitsprozes-sen verwendet werden, kann nun auch bei nied-rigeren Schnittgeschwindigkeiten zu höheren Zerspanungsleistungen führen, da mit dem Ero-dierprozess neben dem Erzeugen des regulären Schleifscheibenprofi ls exzellente Kornüberstände und somit Spanräume für den Materialabtrag defi -niert erzielt werden. Diese Kornüberstände führen in Kombination mit den hohen Kornhaltekräften der Metallbindung zu optimalen Abtragsleistungen.

DEUTLICHE SCHLEIFZEITREDUKTIONEine produktionsnahe Seriensimulation unter Ein-bezug der STUDER-WireDress®-Technologie er-gab gegenüber dem heutigen Schleifprozess mit metallgebundenen Schleifscheiben eine deutliche Schleifzeitreduktion von circa 30 – 40 Prozent je Werkstück.

Die Wahl für das STUDER-WireDress®-System fi el auf das Drahterodierverfahren, da gegen-über dem Senkerodierverfahren kontinuierlich ein konstanter Drahtdurchmesser benutzt wird. Ein Regenieren eines Senkerodierwerkzeuges für ein komplettes Schleifscheibenprofi l ist somit nicht notwendig. Ein speziell entwickeltes Drahtfüh-rungssystem stellt einen kontinuierlichen Draht-vorschub für hochgenaue Konturen sicher und

führt den Draht präzise und schwingungsarm während des Abrichtprozesses. Mithilfe eines defi nierten Drahtdurchmessers können nun am Schleifscheibenprofi l Innenradien < 0,2 Millimeter und Außenradien < 0,05 Millimeter erzeugt wer-den. Mit diesen Parametern ergeben sich für den Anwender völlig neue Möglichkeiten in seiner Fer-tigungsphilosophie.

PROFILGENAUIGKEIT DER SCHLEIFSCHEIBEDie gesamte Profi lgenauigkeit der Schleifscheibe wird ebenso durch die Qualität der Maschinen-achsen der Schleifmaschine bestimmt, da diese das Abfahren der Scheibenkontur übernehmen. Präzise Schleifmaschinen bieten hier technisch bedingt die besten Voraussetzungen. Das Kon-zept von STUDER-WireDress® ist vollständig auf die Bedingungen einer Maschinenintegration abgestimmt, das heißt die Schleifscheibe wird in der Maschine (ohne Wechsel der Scheibe) und bei Bedarf bei Arbeitsdrehzahl konditio-niert. Diese Maßnahme beeinfl usst die Qualität des Schleifprozesses erheblich. Im Vergleich der Scheibentopografi en, die durch das STUDER-WireDress®-Verfahren statt mit SiC-Abrichtwerk-zeugen erzeugt wurden, konnten weitere zusätz-liche positive Effekte wie reduzierte Schleifkräfte und höhere Schleifverhältnisse (G-Werte) ver-zeichnet werden.

Die optimalen Parameter zum Abrichten der Schleifwerkzeuge mittels Drahterodierprozess werden dem Maschinenbediener über die Steue-rung vorgegeben. Somit ist die Technologieinte-gration von STUDER-WireDress® für den An-wender beherrschbar und vergleichbar mit ihm bekannten Methoden zur Bedienung und Pro-grammierung einer Schleifmaschine.

STUDER-WireDress® – drahterosive Abrichttechnologie


DE_63_Motion_01_2014 63 30.04.14 11:09

64 Motion 01.2014

GRINDING SYMPOSIUM

DR. SEVERIN HANNIG

DYNAMISCHE STABILITÄT VON SCHLEIFMASCHINEN – POTENZIALE UND RISIKEN

DIE DYNAMISCHE MASCHINENSTEIFIGKEIT bestimmt die Stabilität des Schleifprozesses und damit die Schleifqualität. Aufgrund ihrer Komplexität ist die Erfassung und richtige Beurteilung der Dynamik bis heute die Königsklasse der Untersuchungs-methoden an Produktionsmaschinen. Modernste Mess- und Simulationstechniken helfen bei der Analyse und Prognose der komplexen Wirkzu-sammenhänge zwischen den dynamischen Ei-genschaften einer Maschine und den Auswirkun-gen auf das Schleifergebnis.

VERSCHIEDENE SCHWINGUNGSURSACHENIm Betrieb treten Rattermarken oft dann auf, wenn neue Maschinen in Betrieb genommen wer-den oder der Prozess hinsichtlich der Parameter, Schleif- und Spannmittel beziehungsweise der Werkstücke geändert wurde. Die wirtschaftlichen Randbedingungen erfordern in der Regel eine Pro-zessauslegung an der Grenze des Machbaren so-wie oftmals an der Leistungsgrenze der Maschine.

Die Ursachen für die Rattermarken sind vielfäl-tig, ebenso wie die Möglichkeiten für den Anwen-der, zeit- und kostenintensive Verbesserungsmaß-nahmen umzusetzen. Die Ursachen müssen vor einer Umsetzung sinn voller Maßnahmen sicher ge-trennt werden können. Welligkeitsanteile mit Pro-portionalität zu Spindeln, Aggregaten, Lagern oder Getrieben lassen sich leicht ermitteln. Auch Ratter-marken, die zu bestimmten Eigen schwingungen der Maschinen gehören, können zugeordnet wer-den, wenn die dynamische System nachgiebigkeit bekannt ist. Diese gleicht einem „Fingerabdruck“ der dynamischen Maschinenqualität.

Schwieriger ist die Bewertung prozessüber-greifender Fehleranteile, die zum Beispiel beim Ab-richten auftreten und sich als Muster der Scheibe beim Schleifen wieder abbilden. Einen Spezialbe-reich bilden Schwingungseinfl üsse durch externe Maschinen oder Aggregate über das Fundament.

Am schwierigsten identifi zierbar sind Wel-ligkeitsanteile, die aus Schwebungen mehrerer benachbarter Eigenfrequenzen beziehungsweise zwischen Schwingungs- und Drehfrequenzen entstehen. Sie sind als Seitenbänder beziehungs-

weise Amplitudenmuster in den FFT-Ordnungs-analysen erkennbar. Mit der Reduzierung der beschriebenen Toleranzgrenzen nehmen Wellig-keitsprobleme zu, die nicht durch klassisches „Rat-tern“, das heißt dem regenerativen Aufschwingen bei einer Resonanz, entstehen. Vielmehr befi ndet sich die Drehfrequenz der Scheibe lediglich in ei-nem Frequenzbereich, in dem die Maschine mit etwas höherer Nachgiebigkeit reagiert. RISIKEN DER DYNAMIK KALKULIERENDie Ursachen für Eigenschwingungen einer Schleifmaschine lassen sich nach dem Herkunfts-ort in vielen Fällen der Werkstück-, Schleif- oder Abrichteinheit beziehungsweise der Grundma-schine zuordnen. Ist jedoch eine statistische Klas-sifi zierung möglich? Wie teilen sich Schwingungs-probleme auf unterschiedliche Maschinentypen auf?

Exemplarisch wurden die Ratterursachen für 62 untersuchte Schleifmaschinen ausgewertet. Prozentuale Verteilung der Ratterursachen dieses Beispiels:

45 %: Eigenschwingung Schleifeinheit 19 %: Unwucht/Rundlaufprobleme 17 %: Eigenschwingung Werkstückeinheit 8 %: Eigenschwingung Abrichteinheit 6 %: Aufstellschwingung Grundmaschine

Ohne Anspruch auf Vollständigkeit zeigt die Aus-wahl zunächst, dass die Probleme an allen Einhei-ten von Maschinen auftreten können, jedoch die Schleifeinheit hier eine große Bedeutung besitzt.

Die Mehrzahl der Achsen lag bei den proble-matischen Maschinen auf der Schleifseite. Für eine hohe Flexibilität in der Bearbeitung sind die Schleifeinheiten mit übereinander angeordneten Schlitten und Schwenkeinrichtungen ausgestat-tet, deren dynamische Nachgiebigkeiten sich un-günstig summieren und zu Kipp- beziehungsweise Schiebeschwingungen führen können. Die zweite Ursache liegt in den Kombinationen aus großen Schleifscheiben mit oft relativ schweren Scheiben-fl anschen. Die Systeme kragen weit aus und bilden

Schwingungen gefährden die Stabilität des Schleif-prozesses und damit die Schleifqualität.

Eigenschwingungen der Maschine können an allen Komponenten auf-treten. Über Messungen können die Ursachen schnell und sicher ermit-telt werden.

Eine ganzheitliche Maschinensimulation kann bereits bei der Planung der Maschinen Schwachstellen ent-gegenwirken.

SHORT SUMMARY

23. MAI 2014, 15:30 UHR

DE_64_Motion_01_2014 64 30.04.14 11:16

Motion 01.2014 65

DR. SEVERIN HANNIGist geschäftsführender Gesell-

schafter der planlauf GmbH. Das Unternehmen unterstützt Hersteller und Anwender von

Produktionsmaschinen bei der Ursachenforschung und Behebung von dynamischen

Schwingungsproblemen

„DIE ERFASSUNG UND RICHTIGE BEURTEILUNG DER DYNAMI-

SCHEN MASCHI-NENSTEIFIGKEIT IST DIE KÖNIGS-

KLASSE DER UN-TERSUCHUNGS-METHODEN AN PRODUKTIONS-

MASCHINEN.“Severin Hannig

in Verbindung mit Spindeln, deren Abmessungen und Lageranordnung beziehungsweise -abstand durch den Bauraum limitiert sind, ein Risiko für das Auftreten von Spindeleigenschwingungen.

Die Werkstück-, Schleif- oder Abrichteinheit kann Schiebe- beziehungsweise Kippbewegun-gen der Schlitten ausführen. Spindelsysteme an den beschriebenen Einheiten bergen das Risiko für Biege-, Axial- oder Torsionseigenschwingun-gen. Die Scheibe kann Plattenschwingungen ausführen, was bei CBN-Scheiben mit geringem Dämpfungsverhalten des metallischen Grund-körpers unter räumlich wirkenden Kräften des Schrägeingriffs ein Problem darstellen kann.

Jedes Maschinenkonzept besitzt besondere dynamische Risiken, die bereits in der Konzept-phase Beachtung fi nden können. Exemplarisch wurden die Schwingungsursachen für 40 Groß-werkzeugmaschinen in Portal-, Gantry- oder Stän derbauweise mit senkrechtem Schieber un-tersucht. Die Ratterursachen verteilten sich in die-sem Beispiel wie folgt:

55 %: Pendelschwingung des Schiebers 22 %: Schwingung Werkstück / Tisch 9 %: Kippschwingung Ständer / Portal

Verantwortlich für den hohen Prozentsatz bei der Pendelschwingung des Schiebers sind oft die schweren Spindelköpfe bei begrenztem Quer-schnitt des Schiebers, mit welchem in unterster Position bearbeitet wird. Der beschriebene dyna-mische Fingerabdruck in dieser Schieberauskra-gung kann sehr viel über die Leistungsfähigkeit der Maschine aussagen und ist besonders bei der Abnahme zu empfehlen.

FLEXIBLE MEHRKÖRPERSIMULATIONENSind die konzeptbedingten Schwachstellen be-kannt, kann ihnen bereits in der Planung der Ma-schine entgegengewirkt werden. Die planlauf GmbH unterstützt Maschinenhersteller und -an-wender bei der rechnerischen Ermittlung des dy-namischen Steifi gkeitsverhaltens. Stand der For-schung sind ganzheitliche Maschinensimulationen mithilfe der fl exiblen Mehrkörpersimulation, die neben den Strukturkomponenten die Aufstellung, Lager, Führungen und Antriebe berücksichtigt.

Auch die Regelung der Antriebsstränge kann inte-griert werden. Eine Datenbank aus einer Vielzahl an Steifi gkeitsmessungen an Maschinen bildet die Voraussetzung für möglichst realitätsnahe Mo delle. Das Verbesserungspotenzial von Konstruktionsva-rianten und Baugrößenskalierungen beziehungs-weise neue Schwingungsrisiken können berechnet und mit Ausgangsversionen verglichen werden. Die langjährige Erfahrung zeigt, dass nur die Hälf-te der Schwingungsprobleme so gravierend ist, dass sofortige Maßnahmen getroffen werden. Der zweite Anteil existiert oft bereits seit der Aufstellung der Maschine. Man versucht, mit dynamischen Schwachstellen zu leben oder belastet durch den überfl üssigen Austausch von Komponenten die In-standhaltung. Unbekannte Schwachstellen schrän-ken über Jahre hinweg die Leistungsfähigkeit einer Maschine ein, was in keinem Verhältnis zum zeitli-chen Aufwand einer detaillierten messtechnischen Ursachenanalyse (1 bis 3 Tage) beziehungsweise ei-ner rechnerischen Untersuchung (1 bis 2 Wochen) des dynamischen Verhaltens steht.

VERBESSERUNGSMASSNAHMENIst die Ursache gefunden und der Schwachpunkt eingegrenzt, kann das Potenzial von Verbesse-rungsmaßnahmen ermittelt werden. Während sich Probleme durch ungünstige Drehzahlverhält-nisse und Restunwuchten noch durch die Ände-rung von Prozessparametern reduzieren lassen, erfordern dynamische Probleme meist konstruk-tive Eingriffe, um entweder die dynamische Stei-fi gkeit der Maschine oder die Dämpfung einzelner Komponenten zu erhöhen. Hier bieten Struktursi-mulationen bei der Auslegung von Komponenten, der optimalen Einspannung von Werkstücken oder der Auslegung von Hilfsmassendämpfern gegenüber der empirischen Vorgehensweise ent-scheidende Zeit- und Kostenvorteile.

Aktuelle Entwicklungen in der planlauf GmbH ermöglichen bereits die Simulation der Stabilität von Prozessen unter Berücksichtigung des dyna-mischen Maschinenzustands. Neben Standard-prozessen mit defi nierter Schneide lassen sich komplexe Schleifprozesse wie das Spitzenlos-schleifen im Zeitbereich simulieren und Stabili-tätskarten zur optimalen geometrischen Einstel-lung des Prozesses berechnen.

Dynamische Steifi gkeits-messung an einer Rund-schleifmaschine


DE_65_Motion_01_2014 65 30.04.14 11:16

GRINDING SYMPOSIUM

66 Motion 01.2014

ERHARD KÄMPF

RECHNERGESTÜTZTE, PRAXISGERECHTE AUSLEGUNG VON RUNDSCHLEIFPROZESSEN

NOCH VOR NICHT ALLZU VIELEN JAHREN mussten Foto-grafen an ihren Kameras alle Einstellungen selber wählen. Das kostete viel Zeit und war für Laien oft eine Herausforderung. Mittlerweile sorgen einge-baute Programme dafür, dass die Kamera für prak-tisch jede Gelegenheit eigenständig die passende Einstellung fi ndet.

Auch beim Schleifprozess kommt es auf die richtigen Einstellungen an. STUDER hat zu diesem Zweck den Schleiftechnologierechner Studer-Technology entwickelt und bietet seinen Kunden damit eine einzigartige Softwarelösung an.

Effi zienz, Qualität, Zeit, Leistung, Reproduzier-barkeit, Kontinuität, Know-how und so weiter sind die Schlagwörter, aber dazu gehört auch, dass man möglichst schlank von der Werkstückzeich-nung via Schleifprozess zu einem perfekten, effi zi-ent gefertigten Werkstück gelangt.

Aber wie setzt sich der Ablauf von der Werk-stückzeichnung zum fertigen Teil zusammen, wo entstehen immer wieder unnötige Verluste?

WIEDERKEHRENDE TÄTIGKEITENDer Kostenaufwand kann im Wesentlichen in die wiederkehrenden Tätigkeiten Einrichten, Pro-grammieren, Profi lieren von Schleifscheiben, Optimieren, Produzieren und Dokumentieren auf-geteilt werden. Wobei das Verhältnis vom reinen Produktionsaufwand zu den restlichen Tätigkeiten stark von der Losgröße abhängt. Der Einsatz von StuderTechnology lohnt sich vor allem bei Einzel-teilen, kleinen und mittleren Losgrößen.

Am Anfang steht immer die Werkstückzeich-nung oder eine Arbeitsanweisung. Darauf sind die Maße, Maß-, Form-, Lage- und Oberfl ächentoleran-zen ersichtlich. Für den Anwender stellt sich immer wieder von Neuem die Frage, wie er die Maschine einzustellen hat, um die Anforderungen zu erfüllen. Des Weiteren muss er Einfl ussgrößen wie Werk-stoff und Härte sowie Schleif- und Kühlschmiermit-tel, Spannsituation und so weiter in seine Entschei-dung einbeziehen. Daraus leitet er seine von der persön lichen Erfahrung geprägten Einstellwerte ab.

Bei der Automatisierung dieser Aufgaben stellt StuderTechnology ähnlich wie bei einer Fo-

tokamera, bei der Belichtungsprogramme und Automatiken für verschiedene Belichtungs- und Motivsituationen auf dem Einstellrad wählbar sind, Fertigungsziele zur Verfügung.

Das Fertigungsziel „Normal Schleifen“ steht für Anwendungen im Toleranzbereich ~ H5/h5 und Oberfl ächengüte ~ Ra 0,3. Entsprechend gibt es ein Fertigungsziel für erhöhte Abtragsleistung, einsetz-bar vor allem für Vorschleifoperationen. Und es gibt zwei weitere Fertigungsziele in Richtung höhere Genauigkeit oder höhere Oberfl ächenqualität.

BEZOGENES ZEITSPANVOLUMENBei diesen Fertigungszielen dreht sich alles um den Materialabtrag beziehungsweise das Q’w , das bezogene Zeitspanvolumen. Täglich müssen sich Anwender mit verschiedensten Werkstof-fen auseinandersetzen. Doch welcher Anwender weiß, welche Abtragsleistung, welches Q‘w, bezie-hungsweise welche daraus resultierenden Zustel-lungen für welche Werkstoff- (Härteverfahren) / Schleifmittel-Kombination zur Anwendung kom-men? Ohne Unterstützung ist man kaum je nahe an einem Optimum.

Doch was steckt hinter dem Modell, das bei der Unterstützung zur Anwendung kommt? Es handelt sich um eine Kombination aus Formeln der Schleiftechnik, Empirik und jahrelangem Ex-pertenwissen aus unzähligen Kundenanwendun-gen und Grundlagenversuchen.

PROBLEME IM NUTZUNGSVERHALTENAnhand der Schleifaufgabe in unserer Abbildung kann gezeigt werden, warum beim Nutzungsver-halten ein Notstand herrscht. Die rote Kurve zeigt die erreichten Schleifzeiten. Links die schnellsten, rechts die langsamsten. Unten aufgeführt die An-zahl der Teilnehmer.

Die untere grüne Kurve zeigt den Erfüllungs-grad der sechs Auswertungskriterien (drei Rau-heiten und drei Rundheiten). Alle Kriterien erreicht hat nur, bei wem die grüne Kurve die rote erreicht. Werden mindestens ein oder mehrere Kriterien nicht erfüllt, wird dieses durch einen größeren Ab-stand der grünen Kurve zur roten dargestellt.

StuderTechnology bietet eine einzigartige Soft-warelösung für Effi zienz, Qualität, Zeit, Leistung, Reproduzierbarkeit und Kontinuität an.

Damit können bestehen-de Programme analy-siert und das Optimie-rungspotenzial ermittelt werden.

Einricht- und Opera-tionspläne können erzeugt werden.

Lohnfertiger können aus den Daten direkt Angebote für ihre Kunden generieren.

Alle Eingaben werden mit einem Validierungs-verfahren geprüft.

SHORT SUMMARY

23. MAI 2014, 16:15 UHR

DE_66_Motion_01_2014 66 30.04.14 11:21

Motion 01.2014 67

ERHARD KÄMPFist in der Fritz Studer AG

verantwortlich für die Offl ine-Programmierung der Rund-

schleifmaschinensteuerungen

„DER KOSTEN-AUFWAND KANN

IM WESENT- LICHEN I N

WIEDERKEHRENDE TÄTIGKEITEN WIE

EINRICHTEN, PROGRAMMIEREN, PROFILIEREN VON SCHLEIFSCHEIBEN

UND PRODUZIE-REN AUFGETEILT

WERDEN.“Erhard Kämpf

Nur elf Prozent der Teilnehmer haben alle sechs Auswertungskriterien erfüllt! Trotz längerer Be-arbeitungszeit werden die Rauheits- und Rund-heitstoleranzen meist nicht auf Anhieb erreicht, das heißt, es muss meist noch stunden- oder ta-gelang optimiert werden.

Die Ursache dafür ist, dass sich die meisten Maschinenbediener mit ihren Erfahrungswerten für die Prozessparameter stets auf die sichere Seite begeben. Man möchte ja auf Anhieb ein gu-tes Teil haben. Das heißt, die Vorschübe sind zu langsam und die Ausfunkzeiten zu lang gewählt. Trotzdem werden die geforderten Toleranzen oft nicht erreicht. Eines der größten Probleme ist die folgende kostspielige Optimierungsphase, die es zu minimieren oder eliminieren gilt.

UNENTBEHRLICHE ERFAHRUNGDurch StuderTechnology berechnete Prozesspa-rameter kommen dagegen qualitativ und wirt-schaftlich bereits nahe an eine optimierte Variante heran.

An dieser Stelle soll aber betont werden, dass die Erfahrung des Bedieners nach wie vor unent-behrlich für das Bestimmen der Vorgehensweise beziehungsweise der Operationsfolge, Ein- und Umrichten der Maschine und vieles mehr ist; je-doch schleift man mit den von StuderTechnology automatisch berechneten Prozessdaten wesent-lich wirtschaftlicher und qualitativ besser.

ZWEI VARIANTEN DES TECHNOLOGIERECHNERSVon StuderTechnology gibt es zwei Varianten. Die eine – mit der Bezeichnung StuderTechnolo-gy Integrated – läuft auf der Steuerung unter der Bedienoberfl äche StuderWIN und ist bei allen Ma-schinen serienmäßig dabei.

Mit der Variante StuderTechnology für den Offl ine-Programmierplatz StuderGRIND kann man zusätzliche Funktionen wie Zeit- und Kosten-berechnung sowie die Simulation der erstellten Schleifprogramme nutzen. Außerdem können da-mit bereits früher erstellte Programme analysiert

und das Optimierungspotenzial ermittelt werden.Ebenso lassen sich Einricht- und Operationsplä-ne erzeugen. Lohnfertiger können aus den Daten direkt Angebote für ihre Kunden generieren.

Steht das optimale Schleifmittel für einen bestimmten Werkstoff nicht zur Verfügung, wird dies dem Anwender angezeigt und die Vorschlä-ge für die Prozessparameter werden automatisch angepasst. In solchen Momenten darf die Unter-stützung nicht versagen. Die Vorschläge können jederzeit übersteuert, als eigenes Firmen-Know-how gesichert und immer wieder personenunab-hängig reproduziert werden.

Alle Eingaben werden mit einem Validierungs-verfahren geprüft. So wird der Anwender darauf hingewiesen, dass sich eventuell das Teil oder der Innenschleifdorn durchbiegt oder dass Gefahr für Schleifbrand besteht, dass ungünstige Drehzahl-verhältnisse vorliegen und vieles mehr. Außerdem ist StuderGRIND mit bis zu zehn Jahre alten Ma-schinen (Fanuc Release B) kompatibel, sodass diese Technologie durch Nachrüstung auch noch bei älteren Maschinen eine markante Effi zienzstei-gerung bringt.

MASCHINEN NACHRÜSTENViele Anwender haben StuderTechnology mittler-weile im Einsatz. Immer mehr Kunden rüsten ihren bestehenden Maschinenpark nach. Etliche Pro-duktionsleiter, Meister und Schleifer hätten nicht erwartet, dass ihre Teile noch schneller gefertigt werden können. Umso erstaunter waren sie, als die von StuderTechnology vorhergesagte Verbes-serung eingetroffen ist. Einmal den Umgang mit der Software gewohnt, wird auch eine einfache und praxisgerechte Bedienung attestiert.

Allein die Schleifzeiten können in der Regel um 25 – 50 Prozent verkürzt werden. Auch Einricht-, Programmier- und Dokumentationszeiten reduzie-ren sich durch den Einsatz der Software. Die Op-timierungszeiten, die in der Regel einen beträcht-lichen Teil des Aufwandes ausmachen, können in den meisten Fällen sogar ganz vermieden werden. Die Kosten pro Teil sinken daher beträchtlich.

Erfüllungsgrad aller Toleranzen f (Bearbeitungszeit) (6 Auswertungskriterien)

Bear

beitu

ngsz

eit [

min

]

Teilnehmer

StuderTechnology:2 min 30 s: Erfüllungsgrad 100 %

Bearbeitungszeit

Erfüllungsgrad

Oberfl ächenrauheit max. Ra0,3 μmRundheit: max. 0,001 mmAufmaß: 0,3 mm / ØAbrichten: 1 x zu Beginn (Fliese)

Ø 5

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1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73

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11 % zu 89 %

Optimieren!


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Körber Schleifring Machinery(Shanghai) Co., Ltd.1128, Tai Shun RoadAnting TownJiading DistrictShanghai 201814, ChinaFon +86 21 3958 7333Fax +86 21 3958 [email protected]

Körber Schleifring Machinery(Shanghai) Co., Ltd.Beijing Branch Of ceRoom 202, Building 18Tower B, Universal Business ParkNo.10 Jiuxianqiao RoadChaoyang DistrictBeijing 100015, ChinaFon +86 10 8526 1040Fax +86 10 6500 [email protected]

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United Grinding GmbHIndia Branch Of ceNo. 487 - D1 & D2A4th Phase, KIADB Main RoadPeenya Industrial AreaBangalore 560058, IndienFon +91 80 415 54 601Fax +91 80 415 54 [email protected]

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FLACH- UND PROFIL RUND WERKZEUG Mägerle AG MaschinenfabrikAllmendstrasse 508320 Fehraltorf, SchweizFon +41 43 355 66 00Fax +41 43 355 65 [email protected]

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Walter Maschinenbau GmbHJopestraße 572072 Tübingen, DeutschlandFon +49 7071 9393 0Fax +49 7071 9393 [email protected]

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