Das hochentwickelte Fertigungsverfahren ,Feingießen' weist als Genaugießverfahren gegenüber anderen Urformverfahren das Alleinstellungsmerkmal auf, Bauteile in ihrer endkonturnahen Gestalt in engen Maßtoleranzen und hohen Oberflächengüten herstellen zu können. Die verfahrensbedingten Vorteile zum Ausbau des Alleinstellungsmerkmals können in der Gussteil-Nachbearbeitung im Wesentlichen bei schwer zerspanbaren Werkstoffen nicht erfüllt werden, da während des Trennschleifens der Bauteile von dem Speiser- und Angusssystem verfahrensbedingt ein enormer Wärmeeintrag erfolgt, welcher die Randzone und damit die Bauteileigenschaften negativ beeinflusst. Die Folge ist ein aufwendiges Nachbearbeiten der Trennstellen mittels Bandschleifen.
Mit einem grundlegenden und erfolgreich durchgeführten Verfahrenswechsel von dem Trennschleifen mit geometrisch unbestimmten Schneiden zu einem Bandsägeprozess mit geometrisch bestimmten Schneiden haben die Entwicklung von neuartigen, hochharten geometrisch bestimmten Schneiden aus whiskerverstärkter Schneidkeramik gefordert. Die entwickelten Schneiden weisen mit optimierten Schnittparametern die Performance auf, die vorliegenden schwerst zerspanbaren, keramikbehafteten rost- und säurebeständigen Feingusswerkstoffe im roh gegossenen Zustand ohne Hilfsstoffe zu zerspanen und sind bislang noch nicht in der Bandsägetechnik eingesetzt worden. Im Rahmen der Entwicklung ist das Leistungsniveau signifikant angehoben worden. Mit den erarbeiteten technologischen Regeln aus der experimentellen Analytik und den technologischen Gesetzen aus den Grundlagen endet die Arbeit mit der Entwicklung einer technologischen Gesetzmäßigkeit zur formalistischen Beschreibung des Zerspanungsverhaltens der vorliegenden Versuchswerkstoffe.
Aktualisiert: 2021-12-20
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Das in dieser Arbeit verwendete Material ist ein silikatisches, keramisches Mineral mit dem Namen Pyrophyllit. Das Besondere an diesem Material ist, dass es nicht, wie üblich, nach dem Sintern schwindet, es nimmt vielmehr um bis zu 2 % an Volumen zu. Dadurch soll eine teure Nachbearbeitung der Keramiken vermieden werden, da diese Hauptkostentreiber für die Verarbeitung dieser Materialgruppe ist.
Zielsetzung in dieser Arbeit ist es, einen mikrotechnischen Bearbeitungsprozess am Beispiel des Trennschleifens für ungebrannte Keramik zu untersuchen und weiter zu entwickeln. Eine endkonturnahe mechanische Bearbeitung durch Trennschleifen soll ohne Sonderfertigungsverfahren oder Abstriche in den Materialeigenschaften nach dem Sintern erreicht werden.
Aktualisiert: 2019-11-07
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Die Herstellung von Platten und Fliesen aus Naturstein erfolgt überwiegend durch das Trennschleifen mit rotierenden Werkzeugen. Auf entsprechend ausgelegten Maschinen kommen dabei bis zu 100, mit diamantimprägnierten Segmenten bestückte Kreissägeblätter in einer parallelen Aufspannung zum Einsatz. Diese Technologie hat sich aufgrund der hohen Prozessstabilität und Produktivität gegenüber alternativen Trennverfahren durchgesetzt. Durch den Einsatz neu entwickelter, dünner Werkzeuge ist es möglich, den Schnittverlust, der durch die Trennfuge entsteht, zu vermindern. Gleichzeitig steigt aber das Risiko, dass die Plattenqualität sinkt, da das Werkzeug im Schnitt aufgrund der geringeren statischen Steifigkeit im Vergleich zu konventionell gestalteten Kreissägeblättern stärker verlaufen kann. Die Ermittlung und Kenntnis der Maschinen-, Werkzeug- und Werkstückeigenschaften, die zu Schnittverlauf führen, ermöglicht eine anforderungsgerechte Prozessauslegung und den erfolgreichen Einsatz dünner Werkzeuge. Ergänzend hierzu zeigen Trennschleifuntersuchungen mit hohen Schnittgeschwindigkeiten das Potential auf, die Werkzeuge durch hohe Drehzahlen zu versteifen und bei angepasster mittlerer Einzelkornspanungsdicke das bezogene Zeitspanvolumen signifikant steigern zu können. Die Verwendung einer tangentialen KSS-Zufuhr mit Schnittgeschwindigkeit führt in den vorliegenden Untersuchungen zu einer Reduzierung des Werkzeugverschleißes um 30 %.
Aktualisiert: 2019-10-17
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Natursteine werden aufgrund ihrer vielfältigen Eigenschaften und ihrer Ästhetik als Baumaterialien z. B. für Fußböden, Treppenstufen und Fassadenverkleidungen verwendet. Für das Zerteilen des Natursteins in einzelne Platten haben sich Trennschleifscheiben aufgrund ihrer Eigenschaften durchgesetzt. Bei der Herstellung von Platten und Fliesen entstehen Zerspanungsraten von mehr als 60 %, die zu einem Verlust von Rohmaterial sowie zu hohen Werkzeug- und Energieaufwänden führen. Durch eine Reduzierung der Schnittfugenbreite bei Einhaltung der geforderten Bearbeitungsqualität können diese Aufwände reduziert und die Wirtschaftlichkeit des Trennschleifprozesses gesteigert werden. Im Rahmen dieser Arbeit
wird ein Trennschleifprozess-Regelkreis für dünne Trennschleifscheiben, mit dem Ziel der Steigerung der Prozesssicherheit, untersucht. Die eingesetzte Trennschleifscheibe ist um 40 % schmaler als industrieübliche Scheiben. Für die Realisierung des Regelkreises wurde ein Überwachungssystem entwickelt, das die eingriffsnahe Messung der auftretenden axialen Beschleunigung der Trennschleifscheibe während des Trennschleifprozesses ermöglicht. Als Sensoren werden piezoelektrische Elemente verwendet. Auf Grundlage von Trennschleifuntersuchungen wird ein Trennschleifprozess-Regelkreis entwickelt und untersucht. Der Regelkreis variiert die Vorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit der axialen Werkzeugschwingung. Durch den entwickelten Regelkreis werden weitere Erkenntnisse über das Schwingungsverhalten einer Trennschleifscheibe während eines Prozesses gewonnen und Ansätze zur Steigerung der Bearbeitungsqualität dünner Trennschleifscheiben durch eine Prozessregelung aufgezeigt.
Aktualisiert: 2019-10-17
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