Geschliffen formuliert

Mit innovativen Schleiflösungen von Tyrolit zu besten Ergebnissen: Oft wird vergessen, dass auch Schleifen zu den zerspanenden Bearbeitungsverfahren zählt. Speziell bei der Zerspanung anspruchsvoller Werkstoffe und hochpräziser Bauteilgeometrien sowie feinen Oberflächen ist das Schleifen nicht wegzudenken. Dass man es mit viel Erfahrung, Technologiewissen und hohem Innovationswillen in dieser Disziplin an die Weltspitze schaffen kann, beweist die Tyrolit Schleifmittelwerke Swarovski KG auf eindrucksvolle Weise. Autor: Georg Schöpf / x-technik

In umfangreichen Schleifversuchen wird das Verhalten neu entwickelter Schleifwerkzeuge bei der Bearbeitung verschiedener Werkstoffe getestet.

In umfangreichen Schleifversuchen wird das Verhalten neu entwickelter Schleifwerkzeuge bei der Bearbeitung verschiedener Werkstoffe getestet.

Firmenprofil

Bei der Tyrolit Schleifmittelwerke Swarovski KG aus Schwaz (nahe Innsbruck) hat man sich seit 1919 ganz dem Thema Schleifen verschrieben. Ursprünglich sollte das Unternehmen lediglich die Schleifmittel für die Glasbearbeitung der familieneigenen Swarovski Glasverarbeitung bereitstellen. Mittlerweile beschäftigt das Unternehmen über4600 Mitarbeiter an 29 Produktionsstandorten in 12 Ländern und auf fünf Kontinenten. Tyrolit stellt in den Divisionen Metall und Präzision, Bau, Stein – Keramik – Glas und Industriefachhandel rund 80.000 verschiedene Produkte her. Diese werden den Kunden auf der ganzen Welt über 36 Vertriebsgesellschaften und weitere Distributoren in 65 Ländern angeboten. Tyrolit Produkte schleifen, trennen und bohren verschiedenste Materialien jeglicher Härte.

Tyrolit Schleifmittelwerke Swarovski KG
Swarovskistraße33
A-6130Schwaz
Tel. +43 5242-606-0
www.tyrolit.com

Nüchtern betrachtet sind alle Schleifscheiben rund, haben ein Loch in der Mitte und sind mehr oder weniger gut dazu geeignet, ein beliebiges Material zu zerspanen. Doch jeder, der sich schon einmal intensiv mit der Schleiftechnologie auseinander gesetzt hat, weiß welche Vielzahl an Einflussgrößen die Qualität und Produktivität von Schleifprozessen bestimmen. Schaut man sich nur einmal das Schleifwerkzeug an, so gibt es nahezu unbegrenzt viele Möglichkeiten Bindungskomponenten und Kornmaterialien in unterschiedlichen Anteilen miteinander zu kombinieren. Auch über den Herstellungsprozess lassen sich Eigenschaften des Schleifwerkzeugs einstellen, die für einen produktiven Fertigungsprozess und qualitativ hochwertige Bauteile ausschlaggebend sind. Ein Blick über den Tellerrand des Schleifwerkzeugs hinaus auf den gesamten Schleifprozess mit seinen Komponenten Maschine, Kühlschmierstoff sowie Prozess- und Abrichtparameter zeigt die Komplexität, mit der sich Schleiftechnologen tagtäglich auseinander setzen. Damit die Herausforderungen in produzierenden Unternehmen gelöst werden können, ist ein hohes Maß an technologischem Know-how notwendig.

Die Treiber für eine Weiterentwicklung von Schleifprozessen können vielfältig sein. Neue Werkstoffe, zum Beispiel weiterentwickelte Nickelbasis- und Titanlegierungen, werden aufgrund ihrer Eigenschaften vermehrt in der Luft- und Raumfahrtindustrie sowie der Medizintechnik eingesetzt. Allerdings führen die verbesserten Eigenschaften, wie eine höhere Warmfestigkeit, eine bessere Zähigkeit oder Korrosionsbeständigkeit, zu Einbußen in der Zerspanbarkeit. Zusätzlich stellen harte Verschleißschutzbeschichtungen höchste Anforderungen an das Schleifwerkzeug, wobei neben hohen Zerspanraten gleichzeitig höchste Oberflächenqualitäten gefordert sind. Wälzlager, Führungsbahnen und Düsennadeln besitzen höchste Anforderungen an Maß- und Formgenauigkeiten.

Selbst wenn in der Fertigungskette eines Produktes nicht direkt auf einen Schleifprozess zurückgegriffen wird, sondern Bauteile mittels Drehen, Fräsen und Bohren bearbeitet werden, werden Schleifwerkzeuge gebraucht, um den harten und hochharten Werkzeugen mit definierter Schneide die gewünschte Form und Schärfe zu geben.

Wenn bei harten Werkstoffen besondere Oberflächengüten mit geringer Rauigkeit gefordert sind, bietet das Schleifen ein Optimum an Maß- und Formgenauigkeit. Wie zum Beispiel beim Schleifen von Wendeschneidplatten aus Hartmetall, Cermet und PCBN.

Wenn bei harten Werkstoffen besondere Oberflächengüten mit geringer Rauigkeit gefordert sind, bietet das Schleifen ein Optimum an Maß- und Formgenauigkeit. Wie zum Beispiel beim Schleifen von Wendeschneidplatten aus Hartmetall, Cermet und PCBN.

Markus Weiß
Leiter der Abteilung Schleiftechnologie bei Tyrolit

„Bei der Entwicklung neuer Schleifmittel kommt es darauf an, den Schleifprozess als Ganzes zu verstehen. Dabei sind die Schleifparameter mindestens genauso wichtig wie die geeignete Werkzeugspezifikation.“

Schleifen in allen Dimensionen

Für all diese Anwendungsgebiete kreiert man bei der Tyrolit Schleifmittelwerke Swarovski KG in Schwaz in Tirol immer neue und leistungsfähigere Schleifmittel. Dabei erstreckt sich das Produktspektrum von Werkzeugen im Mikroschliff bis hin zu Trennwerkzeugen der Steinbearbeitung und Stahlerzeugung mit Schleifscheibendurchmessern bis zu beachtlichen zwei Metern.

„Für die Entwicklung von Werkzeugen gibt es verschiedene Herangehensweisen“, so Markus Weiß, Leiter der Abteilung Schleiftechnologie bei Tyrolit. „Sehr häufig kommt der Impuls direkt vom Kunden oder Technologiepartner. Dies ist vor allem der Fall, wenn eine konkrete Schleifanforderung auftritt, die mit den verfügbaren Technologien und Werkzeugen nicht oder nur bedingt bewältigt werden kann. Dabei erstrecken sich die Anforderungen an uns vom neuen zu bearbeitenden Material bis hin zur messbaren Produktivitätssteigerung.“

„In anderen Fällen“, führt Weiß weiter aus, „entsteht der Innovationsimpuls hier im Hause Tyrolit. Sei es, dass die Vorteile einer Schleif-/Bindemittelkombination noch nicht voll zur Geltung kommen, oder aber es entstehen bei der Erprobung neuartiger Schleifmittelkombinationen ganz neue Eigenschaften, die zu innovativen Anwendungsmöglichkeiten und Schleifwerkzeugen führen.“

So wurde beispielsweise bei den STARTEC XP-P Schleifscheiben für die Bearbeitung von Fräs- und Bohrwerkzeugen die bisher eingesetzte Kunstharzbindung durch eine metallische Bindung ersetzt. Diese Veränderung bewirkt eine Reduktion des Verschleißes bei gleichzeitiger, guter Abrichtbarkeit der neuen Werkzeuge. Eine verbesserte Profilhaltigkeit in Verbindung mit optimierten Schnittparametern führt ebenfalls zu niedrigeren Schnittkräften. Da die STARTEC XP-P Schleifwerkzeuge sowohl mit Diamant als auch mit CBN (Anm.: Kubisch kristallines Bornitrit) als Schleifkorn angeboten werden, können sie sowohl für Hartmetallwerkzeuge als auch für HSS-Werkzeuge eingesetzt werden.

Bei den Schleifwerkzeugen der STARTEC XP-P Serie sorgt eine neuartige, metallische Bindung für höchste Leistungsfähigkeit und optimale Werkzeugqualität beim Schleifen von Freiflächen und Stirngeometrien an Fräswerkzeugen.

Bei den Schleifwerkzeugen der STARTEC XP-P Serie sorgt eine neuartige, metallische Bindung für höchste Leistungsfähigkeit und optimale Werkzeugqualität beim Schleifen von Freiflächen und Stirngeometrien an Fräswerkzeugen.

Speziell in der Luft- und Raumfahrttechnik, wo engste Toleranzen und beste Oberflächengüten eine wichtige Rolle spielen, kommen speziell konzeptionierte Schleiflösungen von Tyrolit zur Anwendung.

Speziell in der Luft- und Raumfahrttechnik, wo engste Toleranzen und beste Oberflächengüten eine wichtige Rolle spielen, kommen speziell konzeptionierte Schleiflösungen von Tyrolit zur Anwendung.

Martin Zimmermann
technischer Trainer bei Tyrolit und verantwortlich für das Innovationsmanagement der Firmengruppe

„Im internationalen Vergleich ist es in der Schleifmittelindustrie nicht das Wichtigste, der Größte zu sein, sondern der Schnellste. Flexibilität und schnelle Reaktionszeiten zählen neben Expertise und Innovationswillen zu unseren besonderen Stärken.“

Enger Schulterschluss mit Kooperationspartner

Bei der Entwicklung neuer Werkzeuge, Bindungskomponenten und Verfahren sucht das Unternehmen auch den Kontakt zu Universitäten und Forschungseinrichtungen. So wird beispielsweise zusammen mit der TU Wien das dynamische Verhalten unterschiedlicher Trägerkörper untersucht. „Das Wissen um die richtige Trägerköperauslegung im Zusammenspiel mit den Bearbeitungsmaschinen ermöglicht die Optimierung des Gesamtsystems“, so Martin Zimmermann, technischer Trainer bei Tyrolit. „Darum ist uns auch ein früher Schulterschluss zu den Maschinenherstellern sehr wichtig“, ergänzt der Technologiespezialist.

Besonders beim Präzisionsschleifen rückt die Kombination aus Werkzeug und Schleifmaschine in den Vordergrund. Um die geforderte Maßgenauigkeit und Oberflächengüte zu erzielen, müssen Schleifwerkzeug, Abrichtwerkzeug, Maschine, Kühlschmierstoff und Prozessparameter bis hin zum Faktor Mensch genau aufeinander abgestimmt werden.

Martin Zimmermann, Trainer bei Tyrolit (links) und Markus Weiß, Abteilungsleiter Schleiftechnologie bei Tyrolit, vor der größten Trennscheibe die das Unternehmen für die Stahlindustrie herstellt. Im Vergleich dazu auch eine der kleinsten hergestellten Trennscheiben.

Martin Zimmermann, Trainer bei Tyrolit (links) und Markus Weiß, Abteilungsleiter Schleiftechnologie bei Tyrolit, vor der größten Trennscheibe die das Unternehmen für die Stahlindustrie herstellt. Im Vergleich dazu auch eine der kleinsten hergestellten Trennscheiben.

Der Ursprung der Tyrolit Schleifmittelwerke lag in der Herstellung von Schleifscheiben für die Bearbeitung von Glas.

Der Ursprung der Tyrolit Schleifmittelwerke lag in der Herstellung von Schleifscheiben für die Bearbeitung von Glas.

Den Gesamtprozess verstehen

„Um beim Schleifen prozesssicher arbeiten zu können, muss man den Gesamtprozess verstehen. Schleifmittelkörper unterliegen einer permanenten Abnutzung. Durch abwechselndes Schleifen und Abrichten verändern sich die Werkzeuggeometrie und -topographie ständig“, geht Zimmermann ins Detail. „Deshalb muss die Bearbeitungsstrategie für die Schleifaufgabe definiert und die Schleifparameter entsprechend optimiert werden. Für die Entwicklung neuer Werkzeuge bedeutet das, dass man sowohl über Expertenwissen verfügen muss, aber auch umfangreiche Versuche notwendig sind, um zu fundierten Ergebnissen zu kommen“, ergänzt er.

Mit der neuen Schleifmaschine von GST im Versuchszentrum von Tyrolit werden neue Materialien wie Titanaluminide auf ihre Zerspanbarkeit hin untersucht. Diese Maschine zeichnet sich besonders durch eine hohe Tischvorschub- und Schleifscheibenumfangsgeschwindigkeit aus. „Wir sind ein Hersteller, der die zu zerspanenden Materialien direkt in die Werkzeugentwicklung miteinfließen lassen kann.

Verkürzt dargestellt setzt sich der Entwicklungsprozess also aus zwei Schritten zusammen. Erstens der revolutionäre Anteil, bei dem Innovation, neue Anforderungen und neue Möglichkeiten im Vordergrund stehen und zweitens der evolutionäre Teil, bei dem es um kontinuierliche Weiterentwicklung geht“, fasst Weiß die Produktentwicklung bei Tyrolit zusammen.

Einen wesentlichen Erfolgsfaktor sehen die Tiroler Schleifexperten auch darin, dass für die Betreuung der Kunden allein im Bereich Präzisionsschleifen weltweit ein Anwendungsteam von über 60 Mitarbeitern zur Verfügung steht. Diese können bei speziellen Kundenanforderungen, basierend auf umfangreichen Erfahrungswerten, auch kurzfristig vor Ort unterstützen. Das ermöglicht kurze Einrichtungs- und Einstellzeiten. Dabei gewonnene Erfahrungswerte fließen umgehend in die Werkzeugentwicklung zurück und helfen dabei, bestehende Werkzeugsysteme weiter zu verbessern oder den Anstoß für Neuentwicklungen zu geben.

Solange höchste Oberflächenqualitäten, präzise Geometrien und enge Maßtoleranzen gefordert sind wird die Zerspanung mit undefinierter Schneide immer ein Thema bleiben. Ob die Entwicklung aufgrund konkreter Kundenanforderungen entsteht oder durch die kontinuierliche Verbesserung bestehender Produkte – bei der Entwicklung der Scheibe muss immer das gesamte System bestehend aus Schleifwerkzeug, Maschine, Kühlschmierstoff und Prozessparameter berücksichtigt werden. Nur so können optimale Kundenlösungen hinsichtlich Technologie und Wirtschaftlichkeit gewährleistet werden.

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