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CBN-Leichtgewichte im XL-Großformat

Norton Winter „CarbonForce“-Technologie für produktivere Fertigungsprozesse

CBN-Leichtgewichte im XL-Großformat: Vom Einzelbelag zur Mehrspurscheibe Maximale Stückkostenkontrolle bei verkürzten Haupt- und Nebenzeiten

Jörg Rucker, Product Manager Vitrified Bonds, Europe bei Saint-Gobain Abrasives

Die Weichen für noch mehr Produktivität und Qualität beim Hochleistungsschleifen in der Serienfertigung von Motoren- und Getriebekomponenten sind gestellt: Unter der Marke Norton Winter stellt der Schleifwerkzeughersteller Saint-Gobain Abrasives mit „CarbonForce“ eine neue Technologie bereit, durch die CBNSchleifwerkzeuge mit einem CFK- anstatt eines Stahlgrundkörpers ausgerüstet werden. Diese neuen Faserverbund-Leichtgewichte sind extrem fest, können optimal an die jeweiligen Fertigungsherausforderungen angepasst werden und ermöglichen neue zukunftsweisende Produktionsprozesse.

Beispielsweise lassen sich Schleifwerkzeuge großformatig auslegen und je nach Applikation mehrspurig mit CBN belegen, sodass nun verschiedene Flächen – etwa beim Lagersitzschleifen von Nockenwellen – simultan bearbeitet werden können. Das minimiert die Zykluszeiten signifikant und die Schleifkosten sinken deutlich. Faser-Verbundwerkstoffe wie etwa CFK kommen oftmals dann zum Einsatz, wenn andere Werkstoffe wie etwa Stahl und Aluminium, an ihre physikalischen Grenzen stoßen. So liegt der größte Vorteil von Carbon-Komposits in der Gewichtseinsparung: CFK hat die Festigkeit und Steifigkeit von Stahl, wiegt jedoch um bis zu 50 Prozent weniger und ist sogar leichter als Aluminium. CFK hat zudem eine geringe Wärmeausdehnung und ein exzellentes dynamisches Verhalten. Im Leicht- und Fahrzeugbau sowie in der Luft- und Raumfahrt schon fest etabliert, nutzt Saint-Gobain Abrasives nun die vielen Features dieses faszinierenden Hightech-Werkstoffes für eine neue Generation zukunftsweisender Norton Winter CBN-Schleifwerkzeuge mit ultraleichten „CarbonForce“- Scheibengrundkörpern.

Prädestiniert zum kundenspezifischen Engineering

Bereits in der Herstellung des Kompositgrundkörpers legt Norton Winter den Grundstein für die spätere Performance im Einsatz: Zu so genannten „Rovings“ zusammengefasste Faserbündel werden in einer Kunststoffmatrix zu einem CFKverstärkten Kunststoff gefügt. Je nach Verwendung unterschiedlicher Matrixwerkstoffe, Fasertypen, Rovinganzahl und -stärke sowie deren Anordnung variieren die CFK-Eigenschaften etwa in Festigkeit, Steifigkeit und Dämpfungsverhalten etc. Diese Kontrolle und Steuerung des Herstellungsprozesses ermöglicht Norton Winter kundenfokussiertes Engineering, das heißt das optimale Anpassen des Schleifwerkzeugs – Grundkörper sowie CBN-Belag – an die spezielle individuelle Schleifanforderung. „CarbonForce“-CBN-Schleifwerkzeuge sind mit einem Durchmesser bis zu 1.000 mm und einer Breite bis zu 650 mm kundenindividuell konfigurierbar; größere Werkzeuge sind denkbar. Die Werkzeuge lassen sich bis zu 20mal wiederbelegen. Alle Werkzeuge sind in der Bohrung mit einer Stahlbuchse ausgestattet. Diese Stahl-Nabe erhöht die Laufgenauigkeit und ermöglicht die hohe Anzahl der Wiederbelegungen.

„CarbonForce“ für produktivere Schleifprozesse

Dank des festen Norton Winter „CarbonForce“-CFK-Grundkörpers, der bis zu 75 Prozent leichter sein kann als ein herkömmliches Stahl-Pendant, ist es Norton Winter möglich, sehr große SchleifwerkzeugDimensionen zu realisieren, die mit einem Stahl-Grundkörper viel zu schwer sind. Die großformatigen Norton Winter „CarbonForce“-CBN-Schleifwerkzeuge eröffnen dadurch dem Anwender neue, produktivere Produktionsfenster. So kann der Hersteller die Norton Winter XXL-Schleifwerkzeuge je nach Anwendung mit höheren Schnittgeschwindigkeiten bei gleichzeitig reduzierten Schleifkräften als bisher fahren. Darüber hinaus punkten die Norton Winter Schleifwerkzeuge mit einer besseren Wuchtqualität und mit dem Vorteil, dass sie sich mehrspurig bzw. großflächig belegen lassen, so dass eine deutlich höhere Produktivität durch Simultanbearbeitung mehrerer oder größerer Oberflächen gegeben ist. Die dynamischen Eigenschaften des robusten, formbeständigen Kohlefaser-Kerns kann gleichzeitig die Oberflächenqualität verbessern, Rattermarken reduzieren und die Lebensdauer des Schleifwerkzeuges erhöhen. Die geringe thermische Ausdehnung des „CarbonForce“-Kerns verringert die Abhängigkeit von sich ändernden Temperaturen, etwa aufgrund von Schleifwerkzeugwechseln, Betriebsunterbrechungen oder anderen nicht produktiven Prozessen. Dank der reduzierten Schleifkräfte wird die Spindel geschont, die Maschinenlebensdauer verlängert sich, und unterm Strich sinken die Energiekosten. Die Zykluszeiten des Schleifprozesses sind aufgrund der längeren SchleifradLebensdauer und der damit verbundenen größeren Werkzeug-Wechselintervallen deutlich reduziert. Darüber hinaus können leichte Schleifwerkzeuge besser gehandhabt werden, wodurch das Verletzungsrisiko für den Maschinenbediener oder die Gefahr einer Beschädigung des Schleifwerkzeuges verringert wird.

Großes Zukunftspotenzial

Im Werkstoff CFK schlummern für die Herstellung von Schleifwerkzeugen noch große Potenziale, die Norton Winter nach und nach erfolgversprechend entfaltet. Mit „CarbonForce“ erhalten Schlüsselindustrien jetzt Zugriff auf eine zukunftsfähige Technologie, mit der sie künftig in Form von maßgeschneiderten Schleiftools deutlich schneller und qualitativ hochwertige Motorenkomponenten, Getriebebauteile und Zahnräder auch aus schwierigen Hightechmaterialien schleifen können. Vor dem Hintergrund von Industrie 4.0 und vernetzten Produktionseinheiten öffnet „CarbonForce“ auch das Fenster zur digitalen Fertigungswelt. So ist es beispielsweise möglich, per in das „CarbonForce“- CBN-Schleifwerkzeug integrierte RFID-Technologie Soll- und Ist-Maße elektronisch und werkzeuggebunden zu übermitteln und damit die Rüstzeiten zu optimieren.

Weitere Informationen

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