Schleifmittel richtig einsetzen

Bei NanoWin-Schleifscheiben ist die Oberfläche des Kornbindungsverbundes mit selbstorganisierenden Oberflächenstrukturen veredelt, die eine Kaltverschweißung von Spänen und sonstige Zusetzungen weitgehend ausschließen. In der Folge bleibt die Schleifscheibe im Prozess freischneidend, benötigt maschinenseitig weniger Antriebsleistung und erzielt gleichbleibende Oberflächenstrukturen auf den Werkstücken, ohne Schleifbrand zu bewirken.

Vorteile auf einen Blick:

• Nahe zu schleifbrandfrei schleifen
• Höhere Abtragsleistung
• Konstante Oberflächengüten
• Geringere mechanische Verformung von Werkstücken
• Enger kontrollierbare Prozessbedingungen
• Kosteneinsparungen

Wirtschaftlicher schleifen mit NanoWin 93N-Schleifscheiben

Mit dem uWin-Bindungssystem wurden konventionelle Schleifscheiben mit unkonventionellem Leistungspotenzial geschaffen. Versuche haben gezeigt, dass der Bindungsprozentsatz einen großen Anteil am Verschleiß von Abrichtwerkzeugen zu verantworten hat. Zudem ist bekannt, dass die Bindung nicht schleift, sondern Reibung im Prozess verursacht. Eine Bindungsreduktion bis auf 7 % Bindungsanteil hat somit zur Folge, dass nicht nur die Brandgefahr, sondern auch die Gesamtprozesskosten aufgrund der Schonung der teuren Abrichtwerkzeuge gemindert werden. Teurere Schleifmittel wie NanoWin und Sinterkorunde sind nicht bei allen Kunden erwünscht, da kleinere Stückzahlen die höhere potenzielle Leistung nicht rechtfertigen. Hier kommt uWin voll zum Zuge, da diese Bindung in Kombination mit günstigeren Schleifmitteln wie Edelkorunden rot oder weiß zum Tragen kommt.

3M Cubitron II-Schleifscheiben werfen die Gesetzmäßigkeit des Schleifens über den Haufen. Nach DIN-Standard 8580 gilt als Definition des Schleifens das Bearbeiten mit unbestimmter Schneide. Mit 3M Cubitron II Schleifscheiben ist diese Definition nicht mehr länger allgemeingültig! Mit 3M Cubitron II Schleifscheiben gilt: Schleifen ist Bearbeiten mit geometrisch bestimmter Schneide.

Das Schleifkorn ist anders. Es ist präzise geformt. Die Größe entspricht nicht den bisher gemessenen Verfahren (ANSI oder FEPA). Dieses einzigartige Mineral ist größer und so präzise geformt, dass die Kunden bis zu 2 x schneller schleifen können, mit erheblichem Anstieg der Standzeit. Und doch bietet es ein Finish wie z. B. ein herkömmliches 80-Mesh-Schleifkorn. Darüber hinaus ermöglicht dieses Schleifkorn, kühler und mit weniger Druck zu schleifen. Diese patentierte, bahnbrechende Innovation wird die Art und Weise des Denkens beim Schleifen verändern. Das „+“ in 80 + macht den Unterschied.

Die Arbeitsweise eines „herkömmlichen“ Schleifkorns zeigt sich im linken unteren Bild. Das Schleifkorn trifft im Prozess auf die Werkstückoberfläche. Es schneidet anfänglich noch nicht, sondern drückt mit erheblichem Aufwand auf die Oberfläche. Es entsteht in Phase 1 eine elastische Deformation bzw. Materialverformung. Das Korn schiebt die Materialanhäufung vor sich her, bis es dann in Phase 2, der plastischen Deformation, schneidet und in Phase 3 den Span bildet. Es wird sehr viel Schneidkraft benötigt, welche dann während der ersten beiden Stufen zu extremen Temperaturbelastungen in der Werkstückoberfläche führt, da die Hitze durch die Materialverformung in die Werkstückrandzone eintritt. Hingegen 3M Precision-Shaped Grain im rechten unteren Bild: Das Präzisionsschleifkorn trifft auf die Werkstückoberfläche auf und schneidet ab dem ersten Kontakt. Eine saubere Spanbildung entsteht, ähnlich der Spanform beim Drehen oder Fräsen. Die entstandene Temperatur wird mit dem „geschnittenen“ Span abgeführt, es entsteht keine thermische Belastung in der Werkstückrandzone. Der gesamte Schleifprozess läuft unter geringerem Energieaufwand und unter geringerer thermischer Belastung – der „kühle Schliff“ in Perfektion.

Schleifverhalten Standard-Sinterkorund 3M Precision-Shaped Grain

Die Kornform mit ihren Spitzen und der chemische Aufbau der 3M Precision- Shaped Grains zeigt auch beim Abrichten klare Vorteile gegenüber dem gebrochenen Korn. Während die Abrichtrolle beim gebrochenen Korn über das Korn „drüberrattert“ (Abrichten kann nicht als Schleifprozess betrachtet werden), wird beim Abrichten von 3M Precision-Shaped Grain deutlich weniger Kraft benötigt. Die Abrichtrolle trifft auf das Dreieckskorn auf, die im Korn integrierten Sollbruchstellen lassen ein Kornsegment abscheren. Es entsteht eine neue Schneidkante und darüber hinaus wird die Abrichtrolle deutlich geringer belastet. Dies ermöglicht eine deutlich höhere Abrichtrollen-Standzeit.
Abrichtverhalten
Standard-Sinterkorund-Schleifscheibe mit 3M Precision-Shaped Grain

Die untere Grafik zeigt den Arbeitsbereich der verschiedenen Kornarten für das Anwendungsbeispiel Zahnrad-Profilschleifen. Der blaue Bereich zeigt den Arbeitsbereich des heute sehr oft eingesetzten Sinterkorunds. Es werden Zeitspanvolumen zwischen 12 und 16 mm³/mm/s erreicht. Beim Schlichten erreicht diese Schleifscheibentype Oberflächenwerte von ca. Ra < 0,4 μm.

Die leistungsfähigere Stäbchenkorundscheibe erreicht Zeitspanvolumen von ca. 24 – 26 mm³/mm/s. Aufgrund ihrer Korngeometrie sind aber nur Oberflächenrauigkeiten beim Schlichten von kaum unter Ra 0,6 μm möglich, was dem heutigen Anspruch, z. B. in der Windkraft-Getriebefertigung, bei Weitem nicht mehr genügt. Zusätzlich handelt es sich hierbei um ein sehr aggressives Korn, was extremen Verschleiß an den Abrichtwerkzeugen hervorruft. Die Cubitron II-Schleifscheibe ist die sogenannte „eierlegende Wollmilchsau“ unter den Schleifscheiben. Leistungsparameter von Q’w über 30 mm³/mm/s beim Schruppen und Oberflächen von Ra < 0,3 beim Schlichten werden erreicht. Durch die neuartige Korngeometrie wird auch der Verschleiß der Abrichtwerkzeuge auf ein Minimum reduziert. Maximale Leistung bei perfekter Geometrie und perfekter Oberfläche. Das geht nur mit 3M Precision-Shaped Grain.

Vorteile von Cubitron II-Schleifscheiben:

• Schleifbrandrisiko geht gegen Null
• Bis zu 50 % verkürzte Schleifzeiten durch deutlich erhöhte Schleifparameter (Zeitspanvolumen)
• Trotz Extremabtrag perfekte Form- und Oberflächengüte
• Mehrfach reduzierter Abrichtaufwand
• Bis zu doppelt so hohe Standzeit der Schleifscheibe (Schnecke)
• Kontinuierlich gleichbleibende Schleifleistung
• Reduzierung der Kosten pro Werkstück

Die Bindung ist der „Klebstoff“, der die Scheibe zusammenhält. Eine Binsenweisheit der Schleiftechnik sagt aus, dass Bindung nicht schleift, sondern über Reibung die Wärmebilanz des Schleifprozesses negativ beeinflusst. Ziel muss sein, mit möglichst wenig Bindung auszukommen, wobei Kornhaltekraft, Festigkeit und Sicherheit nie aus den Augen zu verlieren sind.

Konventionelle Bindungen bestehen aus natürlichen Rohstoffen wie zum Beispiel Ton, Feldspat und Kaolin, die nicht zu umgehenden Qualitätsschwankungen unterliegen. Auf der Suche nach Alternativen haben wir ein Bindungssystem mit partiell kristallisierten Gläsern entwickelt, die sich bei niedrigeren Temperaturen in der Abkühlphase bilden und die im Vergleich zu konventionellen Bindungen eine weit höhere Festigkeit aufweisen.