CFK Bearbeitung mit superabrasiven Schleifwerkzeugen

Ausgangslage

Um die Grenzen des Leichtbaus auszureizen, werden vermehrt Faserverbundwerkstoffe eingesetzt. Diese erweisen sich bei der mechanischen Nachbearbeitung jedoch als herausfordernd. Für die Zerspanung sind aktuell geometrisch bestimmte Werkzeuge und die trockene Bearbeitung verbreitet. Die Anforderungen an die Schneidegeometrie für die Bearbeitung der Polymermatrix und der Faser sind stark unterschiedlich. Dadurch ergibt sich ein erhöhter Werkzeugverschleiss. Dies resultiert in tiefen Werkzeugstandzeiten oder der Schädigung an den Schnittkanten durch hohe Temperaturen oder Delamination.

Um den Verschleiss zu reduzieren, können härtere Werkzeugmaterialien wie CBN oder Diamant eingesetzt werden. Da diese als Schleifwerkzeuge mehr Wärme bei der Bearbeitung erzeugen als herkömmliche Zerspanungswerkzeuge, spielt eine geeignete Kühlschmierung eine zentrale Rolle.

Schleifversuche an CFK-Proben

Durch experimentelle Versuche an CFK Proben mit unterschiedlichen superabrasiven Werkzeugen und Kühlschmiersystemen wurde die Eignung von geometrisch unbestimmten Zerspanungswerkzeugen untersucht. Neben dem Vergleich zwischen unterschiedlichen Bindungswerkstoffen und Schleifkornmaterialien wurden unterschiedliche Kühlschmiersysteme verwendet. Die Resultate zeigen, dass die Wahl des richtigen Schleifwerkzeuges und der Kühlung einen grossen Einfluss auf die erzielbaren Resultate und die Wirtschaftlichkeit hat.