Funkenerosives und elektrochemisches Abrichten feinkörniger Schleifwerkzeuge

Im Präzisionswerkzeug- und Formenbau sind zunehmend Formeinsätze mit höchsten Formgenauigkeiten und Oberflächengüten aus temperatur- und verschleißfesten Werkstoffen erforderlich. So werden beispielsweise Hartmetalle und Hochleistungskeramiken als Formeinsatzwerkstoffe zum Präzisionsblankpressen von Glaslinsensystemen für die optische Industrie eingesetzt. In diesem Zusammenhang stellt die Präzisionsschleifbearbeitung eine Schlüsseltechnologie dar. Das duktile Schleifen dieser sprödharten Materialien ermöglicht eine effiziente Bauteilbearbeitung, bei der der anschließende Polieraufwand erheblich reduziert und gegebenenfalls ganz eingespart werden kann. Zur präzisen Bearbeitung von Funktionsflächen in "optischer Qualität" werden Schleifwerkzeuge mit sehr feiner Diamantkörnung benötigt. Insbesondere bei Schleifwerkzeugen mit metallischen Bindungssystemen ergeben sich dabei eine hohe Profilstandhaltigkeit und Verschleißfestigkeit bei gleichzeitig hoher Zerspanleistung. Solche Schleifscheiben sind jedoch schwierig konventionell abzurichten und durch die geringe Spanungsdicke im Prozess nicht selbstschärfend. Daher steht die Entwicklung geeigneter Vor- und In-Prozess Abrichtverfahren im Fokus der Forschung. Zielsetzung der vorliegenden Arbeit war die grundlegende Untersuchung des funkenerosiven und elektrochemischen Abrichtens feinkörniger, bronzegebundener Diamantschleifwerkzeuge. Dabei wurden die Wirkmechanismen detailliert analysiert und die entscheidenden Prozessstellgrößen identifiziert. Die Kenntnis der zugrunde liegenden Effekte und Zusammenhänge ist notwendig zum effizienten und applikationsspezifischen Vor- und In-Prozess-Profilieren und -Schärfen der Schleifwerkzeuge. Hierdurch kann ein zu hoher Werkzeugverschleiß vermieden und gleichzeitig ein optimal konditioniertes Schleifwerkzeug vorgehalten werden. Um das Prozessverständnis aufzubauen, wurden beide Prozessvarianten - gemäß den aufgestellten Forschungshypothesen - detailliert erforscht. Dazu erfolgte zunächst - aufbauend auf dem Stand der Technik - eine Beschreibung und Abgrenzung der Wirkprinzipien. Weiterhin wurden sowohl umfangreiche empirische Untersuchungen durchgeführt als auch entsprechende Modelle zur Beschreibung der experimentellen Beobachtungen entwickelt. Die Einsatzfähigkeit der beiden elektrounterstützten Abrichtverfahren konnte schließlich anhand zweier Präzisionsschleifbearbeitungsaufgaben für den optischen Werkzeug- und Formenbau exemplarisch gezeigt werden.