Gewinner der Formnext Entrepreneurship Challenge 2020: automatisiertes Design, neue Materialien und optimierte Nachbearbeitung
Im Jahr 2022 findet in Stuttgart eine neue Messe statt: Vom 17. bis 20. Mai 2022 findet die erste neue Schleiftechnikmesse Grinding Hub statt. Führende Hersteller präsentieren dort die aktuellen Trends ihrer Lösungsschleiftechnik.
Elektrizität, Digitalisierung und Automatisierung sind nur einige der Haupttrends im Bereich der Schleiftechnik.Forschungsexperten und Unternehmen, die an der neuen Schleifzentren-Messe teilnehmen, erhalten Einblicke in die neuesten Technologien und Prozesse dieser schnell wachsenden Branche.
Elektroautos verändern das gesamte Antriebssystem von Autos.Getriebeteile müssen leichter, präziser und stabiler werden.Liebherr-Verzahntechnik beschäftigt sich intensiv mit den Anforderungen von Elektrofahrzeugen.Zur Geräuschminimierung und Optimierung der Tragfähigkeit wird die Seitenlinienmodifikationsmethode eingesetzt.Hier kann der Einsatz von abrichtfreien CBN-Schnecken zum Schleifen eine wirtschaftliche Alternative zu Korundschnecken darstellen.Der Prozess ist zuverlässig, kann eine lange Werkzeuglebensdauer gewährleisten und den Zeit- und Arbeitsaufwand für Messungen und Tests erheblich reduzieren.
Der Schleifprozess und die Spannausrüstung zur Herstellung feinbearbeiteter Getriebekomponenten für Elektrofahrräder müssen schnell und präzise sein.Durch eine spezielle Spannlösung können auch kleine kollisionskritische Teile problemlos bearbeitet werden.Das exklusive Liebherr-Maschinenkonzept mit einem einzigen Tisch trägt dazu bei, eine optimale Rundlaufgenauigkeit und hohe Reproduzierbarkeit bei der Herstellung von Teilen mit Qualitätsanforderungen im Mikrometerbereich zu erreichen.Die Wahl des Verfahrens hängt letztendlich von den spezifischen Anforderungen ab.Liebherr kann alle Prozessparameter mit eigenen Maschinen testen.„Normalerweise gibt es kein Richtig oder Falsch“, erklärt Dr. Andreas Mehr, Experte für Verzahnungsschleifen.„Als Partner und Lösungsanbieter beraten wir unsere Kunden und zeigen ihnen Alternativen auf – damit sie die beste Entscheidung treffen können.“Genau das werden wir beim Grinding Hub 2022 tun.“
Obwohl die Konstruktion von Getrieben für Elektrofahrzeuge einfacher ist als die eines herkömmlichen Verbrennungsmotors, erfordert sie eine viel höhere Präzision bei der Getriebeherstellung.Der Elektromotor muss über einen weiten Drehzahlbereich ein konstantes Drehmoment bei Drehzahlen bis 16.000 U/min bereitstellen.Es gibt eine andere Situation, wie Friedrich Wölfel, Leiter des Maschinenverkaufs bei Kapp Niles, betonte: „Der Verbrennungsmotor überdeckt das Getriebegeräusch.Der Elektromotor hingegen ist nahezu geräuschlos.Bei Geschwindigkeiten ab 80 km/h sind, unabhängig von der Leistung des Systems, Roll- und Windgeräusche die Hauptursachen.Unterhalb dieses Bereichs werden die Getriebegeräusche bei Elektrofahrzeugen jedoch deutlich deutlicher.“Daher erfordert die Endbearbeitung dieser Teile den Einsatz eines generativen Schleifprozesses, der nicht nur einen hohen Wirkungsgrad erzielt, sondern vor allem auch die Geräuscheigenschaften der Schleifverzahnung optimiert.Es ist sehr wichtig, die sogenannte „Geisterfrequenz“ zu vermeiden, die durch ungünstige Maschinen- und Prozessgestaltung beim Teileschleifen entsteht.
Im Vergleich zu Kontrollmessungen ist der Zeitaufwand für das Schleifen von Zahnrädern deutlich geringer: Eine 100-prozentige Prüfung aller Bauteile ist dadurch nicht möglich.Daher besteht die beste Methode darin, mögliche Fehler im Schleifprozess zu erkennen.Hier ist die Prozessüberwachung von entscheidender Bedeutung.„Viele Sensoren und Messsysteme, die uns eine Fülle von Signalen und Informationen liefern, sind bereits in der Maschine verbaut“, erklärt Achim Stegner, Leiter der Vorentwicklung.„Wir nutzen diese, um den Bearbeitungsprozess der Zahnradschleifmaschine selbst und das erwartete Qualitätsniveau jedes Zahnrads in Echtzeit zu bewerten.Dies ermöglicht eine Ordnungsanalyse geräuschkritischer Komponenten, ähnlich wie bei der Inspektion am Offline-Prüfstand.Das Verzahnungsschleifen von Sharp wird in Zukunft einen erheblichen Mehrwert bieten, indem es sicherstellt, dass die Qualitätsanforderungen dieser Komponenten erfüllt werden.Als Grinding Hub-Aussteller sind wir vom innovativen Konzept der Messe sehr begeistert.“
Die Werkzeugschleifindustrie muss sich größeren Herausforderungen stellen.Einerseits werden immer mehr Sonderwerkzeuge in Kleinserien produziert, wodurch aus wirtschaftlicher Sicht die Prozessgestaltung bis zum ersten spezifikationsgerechten Teil immer wichtiger wird.Andererseits müssen die Robustheit und Produktivität der bestehenden Prozessreihen kontinuierlich optimiert werden, damit sie auch in Hochlohnländern ihre Position im internationalen Wettbewerb behaupten können.Das Institut für Produktionstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) in Hannover verfolgt verschiedene Forschungsrichtungen.Im ersten Schritt erfolgt die Simulationsabbildung des Werkzeugschleifprozesses zur Unterstützung der Prozessgestaltung.Die Simulation selbst prognostiziert die Verschiebung des Schleifrohlings in Abhängigkeit von der Bearbeitungskraft vor der Herstellung des ersten Schneidwerkzeugs, so dass diese während des Schleifprozesses ausgeglichen werden kann und dadurch resultierende geometrische Abweichungen vermieden werden.Darüber hinaus wird auch die Belastung des Schleifwerkzeugs analysiert, sodass die Prozessplanung optimal an das verwendete Schleifwerkzeug angepasst werden kann.Dadurch werden die Bearbeitungsergebnisse verbessert und die Ausschussmenge minimiert.
„Außerdem wurde in der Werkzeugmaschine laserbasierte Sensorik verbaut, um die Topographie der Schleifscheibe zu messen.Dies trägt dazu bei, auch bei höheren Durchsätzen eine hervorragende Verarbeitungsqualität aufrechtzuerhalten“, erklärt Geschäftsführer Professor Berend Denkena.Darüber hinaus ist er Mitglied im Vorstand des WGP (Verband Produktionstechnik e.V.).„Dadurch ist eine kontinuierliche Beurteilung des Zustands des Schleifwerkzeugs möglich.Damit lässt sich das Abrichtintervall für einen bestimmten Prozess bestimmen.Dadurch werden verschleißbedingte Abweichungen in der Werkstückgeometrie und damit verbundener Ausschuss vermieden.“
„Die Entwicklungsgeschwindigkeit der Schleiftechnik hat in den letzten Jahren deutlich zugenommen.Die voranschreitende Digitalisierung ist der Hauptgrund für diese Situation“, kommentierte Shi Dr. Stefan Brand, Geschäftsführer der Vollmer-Gruppe in Biberach, die neuesten Trends in der Schleiftechnik.„Wir bei Vollmer nutzen die Digitalisierung bereits seit vielen Jahren in der Automatisierung und Datenanalyse.Wir haben ein eigenes IoT-Gateway entwickelt, dem wir immer mehr Daten zur Verfügung stellen.Der neueste Trend in der Schleiftechnik ist die weitere Integration von Prozessdaten.Durch das daraus resultierende Wissen erhalten Anwender nützliche Erkenntnisse zur Optimierung des Schleifprozesses.Der Weg in die digitale Zukunft entwickelt sich ständig weiter.Es ist klar, dass die Kombination klassischer Schleiftechniken mit digitalen Funktionen nicht nur Auswirkungen auf den Schleifprozess selbst hat, sondern auch den Markt der Schleiftechnik verändert.Digitalisierung und automatisierte Prozesse werden von weltweit agierenden Schärfdienstleistern, Werkzeugherstellern und produzierenden Unternehmen als Optimierungshebel genutzt.
Diese Entwicklung ist einer der Gründe, warum die neue Schleifzentren-Messe nicht nur die Automatisierung und Digitalisierung der Schleiftechnik in den Fokus rückt, sondern auch die Bereiche Technik/Prozess und Produktivität in den Fokus rückt.Deshalb freuen wir uns über die Gelegenheit, unsere Schleiftechnologie im Grinding Hub einem breiten internationalen Publikum vorzustellen.”
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 18. Okt. 2021