Additiv gefertigte CBN- und Diamantschleifbeläge

von Dr.-Ing. Leif Behrens, Leiter Forschung und Entwicklung, 04. Juni 2019
BDW Binka
Die BDW-Binka Diamantwerkzeug GmbH integriert die additive Fertigung zur Herstellung neuartiger Schleifwerkzeuge

Flexibilität, Schnelligkeit und Qualität sind die Leitbegriffe von BDW und stellen die Kernkompetenzen des Unternehmens dar. Die Fähigkeit CBN- und Diamant-Schleifbeläge mittels additiver Herstellungsverfahren und damit ohne Zuhilfenahme von Formen teilautomatisiert herzustellen, stärkt diese Kernkompetenzen und eröffnet neue Wege bei der gezielten Auslegung von Schleifwerkzeugen.
Die BDW-Binka Diamantwerkzeug GmbH (kurz: BDW) ist ein kleines Unternehmen, welches sich darauf spezialisiert hat, anforderungsspezifische Schleifwerkzeuge zu fertigen und seinen Kunden innerhalb sehr kurzer Zeit bereitzustellen. Die Fähigkeit spezialisierte Werkzeuge in geringen Stückzahlen wirtschaftlich zu fertigen, wird durch die klassische Prozesskette zur Herstellung von CBN- und Diamantschleifwerkzeugen immer mehr begrenzt. Gerade bei der Herstellung von keramisch gebundenen Superabrasiv-Schleifbelägen werden die Produktionskosten zu einem signifikanten Anteil durch manuelle Prozessschritte und kostenintensive Betriebsmittel wie Press- und Sinterformen bestimmt.

Dieser Herausforderung begegnet BDW durch die Integration eines additiven Fertigungsverfahrens, welches speziell zur Herstellung von CBN- und Diamantschleifbelägen im Rahmen eines öffentlich geförderten ZIM-Projektes entwickelt worden ist. In diesem Projekt ist es gelungen, das Druckverfahren in die bestehende Prozesskette zu integrieren und darüber hinaus die etablierten keramischen Bindungen von BDW zu verarbeiten. Der 3D-Druck ersetzt hierbei vollständig den Pressvorgang mittels Formen. Die neuartige Prozesskette ermöglicht die computergestützte geometrische Auslegung und die automatisierte Fertigung der Belag-Grünlinge. Die gedruckten keramischen Grünlinge werden direkt ohne weitere Nachbearbeitung in den Sinterprozess gegeben. Sinterschwindungen können bei diesem Verfahren flexibel bereits bei der geometrischen Auslegung berücksichtigt werden.

Mit Hilfe der additiven Fertigung besitzt BDW die Fähigkeit, neuartige Merkmale in den Schleifbelag wirtschaftlich einzubringen, welche durch die klassische Prozesskette nicht möglich wären oder nur durch kostenintensive zusätzliche Prozessschritte und Betriebsmittel eingebracht werden können. Die Merkmale erstrecken sich von der Einbringung von Kühlschmierstoffkanälen über definiert gesetzte Makroporen bis hin zu spanungsdicken-optimierten Belagsmustern, in denen die thermomechanischen Belastungen beim Schleifprozess bereits im Designprozess berücksichtigt werden können.
BDW bietet aktuell additiv gefertigte keramisch gebundene CBN- und Diamantschleifscheiben in den Korngrößen 2µm bis 91µm in beliebiger Konzentration an. Vollbeläge können bis zu einem Werkzeugdurchmesser von 150mm gefertigt werden. Darüberhinausgehende Werkzeugdurchmesser sind segmentiert erhältlich. Schleifbelagsbreiten und -höhen können stufenlos nach Kundenwunsch hergestellt werden. Der BDW-Kunde profitiert somit direkt von der neu hinzugewonnenen Flexibilität des Unternehmens.
Ferner wird durch die Teilautomatisierung und gute Skalierbarkeit der Prozesskette auch die Verfügbarkeit von keramischen Schleifwerkzeugen erhöht. Selbst komplexere Schleifbeläge können durch eine mannlose Grünlingsfertigung in einer sogenannten Geisterschicht angefertigt werden, so dass auch hier die von BDW gewohnten kurzen Lieferzeiten gewährleistet sind.

Fazit

Die additive Prozesskette zur Herstellung keramisch gebundener CBN- und Diamantschleifwerkzeuge der BDW-Binka Diamantwerkzeug GmbH stärkt nicht nur die Kernkompetenzen des Unternehmens, sondern ermöglicht auch die wirtschaftliche Herstellung von Schleifbelägen mit neuartigen geometrischen Merkmalen von der Kleinst- bis zur Serienfertigung.

Danksagung

Die dargestellten Produkte und Studien wurden innerhalb des ZIM-Projektes „Additive Schleifbelagsfertigung“ im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Bundestages gefördert. Wir danken dem Förderer für seine Unterstützung.

Info Unternehmen

Die BDW-Binka Diamantwerkzeug GmbH besitzt über 40 Jahre Erfahrung in der Herstellung von Diamant- und Bornitrid-Sonderwerkzeugen für die Werkzeug- und Präzisionsschleifindustrie und überzeugte in dieser Zeit stets durch die Weiterentwicklung der Produkte, der hohen Flexibilität und der kurzen Lieferzeiten in Verbindung mit einem kundenorientierten Service.

 

 

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