Expertengespräch

GrindTec

Hart, schnell und präzise

10.03.2010

Schleifscheiben: Die zu bearbeitenden Werkstücke werden immer komplexer, die Materialien diffiziler, zudem wächst der Druck auf Bearbeitungszeit und Kosten. Jost Riedel und Manfred Niebuhr vom Schleifscheiben-Hersteller Krebs & Riedel zu den aktuellen Entwicklungen und Trends bei High-End-Schleifscheiben.

Wer höchsten Wert auf Präzision und auf optimale Oberflächen legt, kommt am Schleifprozess nicht vorbei: „Die Hartbearbeitung mit geometrisch definierter Schneide versucht zwar seit Jahren, der Schleifscheibe Anteile abzujagen“, erklärt Jost Riedel, Geschäftsführer beim Schleifscheibenhersteller Krebs & Riedel im nordhessischen Bad Karlshafen. „Das klappt aber nur bedingt. Denn die Schneide eines Fräsers etwa ist zwar ,definiert‘, jedoch nur zu Beginn der Bearbeitung. Sobald der Verschleiß am Werkzeug einsetzt, ist das Ergebnis nicht mehr optimal. Und dann kommt hinzu, dass Schleifmaschinen in der Regel bauartbedingt weit genauer ausgelegt sind und auch eine deutlich höhere Steifigkeit besitzen als die meisten Bearbeitungszentren.“

Im laufenden Schleifprozess sind stets frische scharfe und abgenutzte stumpfe Schleifkörner gleichzeitig im Eingriff: „Dieser Mix, der stochastisch verteilt ist, sorgt für sehr gleichmäßige und exakt definierbare Bearbeitungsergebnisse“, erläutert Riedel. „Deshalb kann die definierte Schneide zwar da punkten, wo Genauigkeit oder Oberflächenbeschaffenheit nicht sehr wichtig ist oder wo die Werkstoffe weich sind. In der Hartfeinbearbeitung indes gehört auch die Zukunft ganz klar der Schleifscheibe – hier stoßen heute Schleifprozesse unter anderem auch in Regionen vor, die bislang dem Läppen vorbehalten waren.“

Härtere Werkstoffe, die Forderung nach höherer Abtragsleistung und Wirtschaftlichkeit auch bei kleiner gewordenen Stückzahlen sowie der Wunsch nach mehr Geschwindigkeit bei gleichzeitig mehr Flexibilität stellen enorme Anforderungen an die Scheiben. Für mehr „Performance“ etwa müssen die Entwickler dafür sorgen, dass Wärme und Schleifspäne schnell und effizient aus der Bearbeitungszone abtransportiert werden. „Dafür versuchen wir, den Porenraum zu vergrößern“, erklärt Manfred Niebuhr, Leiter Produktentwicklung bei Krebs & Riedel. So sorgen beispielsweise Niederbrandbindungen mit sehr gutem Fließverhalten auch mit weniger Material für die richtige Formhaftungskraft – das Schleifkorn wird erst dann freigegeben, wenn es stumpf ist. „Wenn wir mit größeren Poren arbeiten können, lassen sich Kühlschmierstoff und Späne besser transportieren – Ziel ist, die Temperatur in der Kontaktzone so gering wie möglich zu halten.“

Meine Meinung

Rechnen lohnt sich – der Blick auf die Werkzeugkosten allein hilft nicht immer weiter. Mit exakt auf die Prozesse abgestimmten Schleifscheiben lässt sich nicht selten viel Geld sparen – je höher die Stückzahl, desto deutlicher macht sich dieser Effekt bemerkbar. Die Anwendungstechniker guter Schleifmittelhersteller sollten hier in der Lage sein, in Zusammenarbeit mit dem Anwender die Einsparpotenziale auszuloten und eine optimale Lösung vorzuschlagen. Übrigens: „Sonderlösungen“ haben oft zu Unrecht den Ruf, sehr teuer zu sein – ein Vorurteil, das sich meist zudem über die Einspar-Effekte weiter relativiert. Und auch die Lieferfristen sind oft überraschend kurz.
Richard Pergler, Redaktion fertigung

Krebs & Riedel hat sich auf Schleifscheiben mit keramischer Bindung spezialisiert, die auf die Anwendung hin maßgeschneidert werden. In der Regel sind diese Scheiben mit Schleifkörnern aus CBN, Diamant und Sinterkorund bestückt, je nach Anwendungsfall werden aber auch herkömmliche Korunde und Siliciumkarbid verarbeitet. In der optimal abgestimmten Scheibe liegt großes Potenzial – in Extremfällen konnten die Entwickler mit der richtigen Scheibe schon den Kauf zusätzlicher Schleifmaschinen ersparen.

Zehntausende Kombinationen
„Vom Binder über Korngröße bis zur Kornart lassen sich zehntausende Kombinationen realisieren“, betont Jost Riedel. „Über die vergangenen Jahrzehnte haben wir hier einen reichen Erfahrungsschatz sammeln können.“ Ein großer Vorteil, schließlich können kleinste Veränderungen im Prozess – etwa ein anderer Kühlschmierstoff, der Wechsel auf eine andere Maschine bei sonst gleichen Parametern – deutlich andere Anforderungen an die Scheibe stellen.

Konsequent setzt man bei Krebs & Riedel auf Hightech-Produkte. Ein großer Stamm an Anwendungstechnikern im Werk und Experten im Außendienst vor Ort bei den Anwendern soll dafür sorgen, dass die Prozesse beim Anwender optimal gestaltet sind. „Einer der wichtigsten Trends im Bereich der Schleifscheiben ist die Entwicklung gemeinsam mit dem Anwender“, betont Niebuhr. „Je größer die Stückzahl der zu bearbeitenden Werkstücke, desto mehr kann sich selbst eine Verbesserung von nur wenigen Prozent auswirken. Da haben die Anwender oft noch großes Einsparpotenzial.“

Insbesondere bei den Gesamt-Durchlaufzeiten kann sich eine optimal abgestimmte Schleifscheibe vorteilhaft bemerkbar machen: „Der Schleifprozess ist in der Regel einer der letzten Schritte in der Prozesskette“, erläutert Jost Riedel. „Zudem ist das Schleifen ein Prozess, der erfahrungsgemäß Zeit benötigt. Hier kann sich der Einsatz von Hochleistungs-Schleifscheiben schnell bezahlt machen.“ Auch dann, wenn diese Schleifmittel zunächst ein Mehrfaches einer Standard-Schleifscheibe kosten.

Neben Binder und Schneidstoffen bietet auch der Grundkörper der Schleifscheibe eine Stellschraube für Einsparungen: „Wir bieten inzwischen auch Schleifscheiben mit Grundkörpern aus Carbon an“, berichtet Niebuhr. „Derzeit ist das Material noch relativ hochpreisig – bei Standardscheiben kommen wir jedoch heute schon preislich sehr nahe an Schleifscheiben mit Stahlgrundkörpern heran.“

Bei Krebs & Riedel hatte man bereits vor mehr als 20 Jahren mit GFK-Grundkörpern experimentiert, jetzt ist die Composite-Technik mit Grundkörpern aus CFK erwachsen: „Noch haben wir Beschränkungen, was die Formen der Grundkörper angeht“, erklärt Niebuhr. „Aber wenn es um die Festigkeit der Grundkörper geht, ist CFK mindestens so sicher wie Stahl. Die Massen, die beschleunigt und abgebremst werden müssen, sind deutlich geringer. Das spart Energie und reduziert die Belastung der Maschinen. Den Composite-Grundkörpern gehört aus unserer Sicht die Zukunft.“