Additive Bearbeitung auf Schleifmaschinen

Für den Hersteller von zerspanenden Werkzeugmaschinen ist es ein absolutes Novum, sich mit dem Auftragen von Material zu beschäftigen. Bisher war die Aufgabenstellung immer, wie das vorhandene Material möglichst schnell entfernt werden kann. Das führt dazu, dass bei einigen Bauteilen, insbesondere im Luftfahrtbereich über 70% des Rohmaterials zerspant wird. Dies verursacht einen sehr hohen Aufwand und gleichzeitig hohe Kosten, welcher vermieden werden kann, wenn einzelne Elemente aufgetragen werden.

Neben dem bisherigen Zerspanen zum Beispiel eines Flanschbauteils (subtraktives Verfahren) ist es nun möglich, die Bereiche des Flansches auch durch das Auftragsschweißen additiv herzustellen. Der zu zerspanende Anteil ist zum Teil fast dreimal so groß, wie der aufzutragende. Somit bietet dieses Verfahren ein großes Einsparpotential. Gerade bei teuren, schwer zerspanbaren Materialien lässt sich der Bearbeitungsaufwand radikal verkürzen.

Im Bereich der teuren und hochwertigen Bauteile zeigen sich zudem interessante Einsatzmöglichkeiten für die Verfahrenskombination von Auftragen und Abtragen. Noch attraktiver wird diese Kombination, wenn beide Verfahren in einer Maschine verknüpft werden. Somit entfallen unnötige Verfahrensschritte, wie das Handling von einer Maschine zur anderen und damit Umspannfehler und lückenhafte Prozessdokumentationen. Allein durch die Verringerung der Liegezeiten der Bauteile zwischen den einzelnen Bearbeitungsoperationen kann die gesamte Durchlaufzeit durchschnittlich um 17 Prozent reduziert werden.

Ziel der Auftragsschweißung ist die Herstellung eines Teils mit verbesserten technischen Eigenschaften oder die Wiederherstellung des Originalteils (Reparatur). Es können auch die verschiedensten Eigenschaften und Materialien kombiniert werden, wobei z.B. das aufgeschweißte Material geeignete Oberflächeneigenschaften (beispielsweise Verschleiß- oder Korrosionsfestigkeit) besitzt, während das Grundmaterial über geeignete Struktureigenschaften (beispielsweise Zähigkeit oder geringen Materialpreis) verfügt. Somit lassen sich die Gesamtbauteileigenschaften sehr gezielt verbessern und beeinflussen. Das aufgeschweißte Material und das Grundmaterial müssen allerdings an der Schnittstelle eine gute Verbindung eingehen.

Beispielsweise kann auf eine Laufbahn eines Kugellagers oder an belasteten Kanten eines Umformwerkzeugs Material mit verbessertem Verschleißschutz aufgetragen werden. Dies bedeutet, dass das Originalbauteil nahezu unverändert hergestellt werden kann und nur in sehr begrenzten lokalen Bereichen hochwertiges und verschleißhemmendes Material gezielt appliziert wird. Somit kann man entweder durch Verwendung eines günstigeren Gesamtwerkstückmaterials oder durch Verlängerung der Bauteillebensdauer durch Verschleißschutz Geld einsparen.

Weiterhin ist das Hybrid-System in der Lage, hochwertige Metallbauteile wieder aufzubereiten, um ihnen ein zweites Leben zu geben, damit kein Neuteil gefertigt werden muss. Dadurch können entscheidende Kostenvorteile erzielt werden, insbesondere bei hochwertigen und komplexen Bauteilen. Unter Einsatz einer Hybrid-Maschine ist es möglich, die beschädigte Stelle durch Abtragen des verschlissenen Teils zu entfernen, dann das Material mit Hilfe der Auftragsschweißung wieder aufzubauen und auf Fertigmaß zu bearbeiten, ohne dass das Bauteil zwischen den einzelnen Bearbeitungsstadien aus der Maschine genommen werden muss. Dies ist ein Garant für höchste Präzision, Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit.

Bild 1: Positionierung des Laserkopfes für die Bearbeitung in der Hybridmaschine
http://pr-x.de/fileadmin/download/pictures/Elb-Schliff/Bild_3_Positionierung_des_Laserkopfes.JPG

Bild 2: Laserschweißprozess auf Hybridmaschine zum Auftragslaserschweißen und Schleifen
http://pr-x.de/fileadmin/download/pictures/Elb-Schliff/Bild_4_Laserschweissprozess.jpg

Bild 3: Schleifbearbeitung in der Hybrid-Maschine
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Bild 4: Dr. Markus Stanik, Geschäftsführer Elb-Schliff Werkzeugmaschinen GmbH & aba Grinding Technologies GmbH: „Das additive Auftragsschweißen in Kombination mit dem Schleifen ist beispielsweise bei der Reparatur von Jet-Turbinenschaufel ein kostengünstiges Verfahren.“
http://pr-x.de/fileadmin/download/documents/Elb-Schliff/Dr-Markus-Stanik_Elb-Schliff.jpg

Zum Unternehmen
Die Elb-Schliff Werkzeugmaschinen GmbH und aba Grinding Technologies GmbH sind Bestandteil der Precision Surface Solutions (PSS) Gruppe, dem Technologieführer, wenn es um die Oberflächengüte, Ebenheit, Maßgenauigkeit und Effizienz bei der Oberflächenbearbeitung geht. Die Werkzeugmaschinen werden weltweit in der metallverarbeitenden Industrie, der Elektronik-, Keramik-, Glas-, Automobil- und Flugzeugindustrie eingesetzt. Die PSS Gruppe hat über 700 Mitarbeiter, davon ca. 400 in Deutschland. Durch Niederlassungen in England, China, Japan, Indien, Taiwan, Singapur sowie dem Hauptsitz in den USA kann kurzfristig auf Kundenanfragen reagiert und bestmögliche Kundenbetreuung und Service realisiert werden. www.lapmaster-wolters.com
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