Additive Fertigungsverfahren wie das Laser Powder Bed Fusion (LPBF) erweitern die Freiheiten von Konstruktion und Produktion. Damit werden Geometrien, die mithilfe konventioneller Fertigungsverfahren nicht oder nur sehr aufwändig hergestellt werden können, einfach und sicher gefertigt. Gewinnbringend können diese neuen Designfreiheiten beispielsweise im Bereich Werkzeugtechnik eingesetzt werden, etwa zur Gewichtsoptimierung und zur gezielten Führung von Gasen oder Flüssigkeiten.

Designkonzept ermöglicht gezielte Zuführung von Kühlschmierstoff (KSS)

Eine effektive Zuführung des KSS verhindert die als »Schleifbrand« bezeichnete thermische Schädigung des Werkstoffs. Besonders bei breiten Schleifscheiben oder der Fertigung von Nuten ist eine ausreichende Kühlung der Kontaktzone durch die seitliche KSS-Zuführung nicht immer sichergestellt. Im Rahmen einer Designstudie wurden Konzepte für die gezielte Zuführung von Kühlschmierstoff (KSS) durch den Schleifscheibenkörper in die Kontaktzone zwischen Werkzeug und Werkstück entwickelt.

Als Demonstrator wurde ein Schleifscheibenkörper, bestehend aus sieben Segmenten, additiv hergestellt. In jedem Segment ist ein anderes Design für die Leitung des KSS eingearbeitet. Die Designs umfassen unterschiedliche Kanal-Konzepte von stabilen Säulen bis hin zu feinen Gitterstrukturen. Die inneren Strukturen wurden stützstrukturfrei gedruckt. In den nächsten Schritten wird der Prozess fertigungstechnisch noch weiter ausgearbeitet.

Einsatz von Additiven Technologien bei der Fertigung verschiedener Werkzeuge geplant

Die Möglichkeiten, die durch den Einsatz additiver Fertigungsverfahren erschlossen werden, sind vielfältig und nicht nur auf Schleifscheiben für die Werkzeugtechnik begrenzt. Daher plant das Fraunhofer IPT den erweiterten Einsatz der Additiven Fertigung zur Neukonzeptionierung und Verbesserung von verschiedenen Werkzeugen – sowohl für konventionelle Fertigungsverfahren wie Schleifen und Fräsen als auch für nichtkonventionelle Verfahren wie das Elektrochemische Abtragen (ECM). Die Integration additiver Verfahren wird dazu beitragen, die Leistung der Werkzeuge zu steigern und ihr Einsatzverhalten zu verbessern.