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Die Verwendung dieser schwer zu schleifenden, harten und spröden Werkstückmaterialien (z. B. Hartmetall, Keramik, Glas, Siliziumwafer) bereitet der Fertigung seit Hunderten von Jahren Probleme. Oberflächenschäden, Mikrorisse und thermische Degradation treten bei Standard-Schleifprozessen oder -betrieb für derartige Materialien zwangsläufig auf. Hybride Diamant-Schleifscheiben stellen eine innovative Technologie zur Bewältigung dieser Herausforderung dar. Durch die Integration verschiedener Bindungssysteme in eine einzige Schleifscheibe wird eine höhere Effizienz und eine bessere Oberflächenqualität für diese spezielle Aufgabe erreicht. Seit 2014 hat REZZ durch die Produktion von Schleifscheiben umfangreiches Know-how angesammelt und verfügt mittlerweile über reichhaltige Erfahrung bei der Herstellung kundenspezifisch gestalteter hybrider Diamant- und CBN-Schleifrad .
Was macht eine Hybrid-Bindung anders
Hybrid-Schleifscheibe mit Verbundbindung vereint die Vorteile von Harz- und Metallbindungs-Schleifscheiben und bietet so ein ausgewogenes Verhältnis aus Schnittwirkung, Scheibenlebensdauer und Oberflächenqualität. Hybrid-Bindungsscheiben weisen eine bessere Leistung auf als Harzbindungs-Scheiben (gute Selbstschärfung, aber kurze Einsatzdauer) oder Metallbindungs-Scheiben (längere Lebensdauer, jedoch geringere Kornhaltung und schwächere Selbstschärfung).
Es ist bestätigt, dass der hybride Ansatz (Diamant-Schleifscheiben mit Harzbindung), bei dem Hartlot-beschichtete Diamantkörner eingesetzt werden, im Vergleich zu herkömmlichen Scheiben deutlich höhere Schleifverhältnisse und geringere Schleifkräfte aufweist. Die Hartlotbeschichtung eignet sich besonders gut zur Fixierung des Schleifmaterials und erhält zugleich die Selbstschärfungseigenschaft, die für eine effiziente Schleifwirkung charakteristisch ist. Ebenso ermöglicht der Einsatz von Siliziumkarbid als Füllmaterial für Querschnittsverfüllungen eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit der Querschnitte; dadurch können Hybridbindungen die beim Schleifen entstehende Wärme effektiv ableiten und so das Risiko einer thermischen Beschädigung des Werkstücks minimieren.
Diese Hybridbindung weist hervorragende Spanabfuhr- und Kühlungseigenschaften auf, wodurch das Schleifen harter, spröder Werkstoffe einfacher und wirtschaftlicher wird. Sie verringert die beim Schleifen entstehende Reibung, reduziert die Wärmeentwicklung, verhindert Werkstückverbrennungen, mindert Mikrorisse und minimiert metallographische Veränderungen, wie sie typischerweise beim Schleifen von Hartmetall, Keramik und Glas auftreten.
Leistung bei harten und spröden Werkstücken
Harte und spröde Werkstoffe bereiten beim Schleifen Probleme aufgrund ihrer Härte, geringen Bruchzähigkeit sowie ihrer thermischen und mechanischen Empfindlichkeit. Suboberflächenschäden sind eine häufige Folge des konventionellen Schleifprozesses; zur Beseitigung ist in der Regel ein nachfolgender Poliervorgang erforderlich. Die durch das Schleifen verursachten Oberflächendefekte beeinträchtigen die Oberflächeneigenschaften negativ, was zu längeren Bearbeitungszeiten und höheren Kosten führt.
Ein hybrider Diamantschleifscheiben-Typ, der sich bei diesen Materialien besonders gut bewährt hat, wurde entwickelt. Die spezifische Schleifenergieintensität sank zudem deutlich mit steigender Werkstückhärte, was auf eine höhere Materialabtragsrate beim Schleifen hindeutet. Für das Schleifen von Siliziumwafern wurde eine hochpräzise, vitrifizierte Hybridbindungsdiamantschleifscheibe mit extrem feinkörniger Korngröße eingesetzt, die eine Oberflächenrauheit von nur 0.6 nm Ra erreichte und lediglich 40–60 nm Unterflächenschäden verursachte – dies reduziert den anschließenden Polieraufwand erheblich.
Hybride Diamantschleifscheiben mit Polyimid-Bindemittel werden zum Schleifen von Hartmetallwerkzeugen eingesetzt; diese Scheiben erwärmen sich nicht und unterliegen weder thermischer noch chemischer Degradation beim Hochgeschwindigkeitsschleifen, wodurch sie nicht nur eine längere Schleifdauer und eine längere Standzeit der Scheibe ermöglichen, sondern auch die Formgenauigkeit bewahren. Die Kombination aus Haltbarkeit und Präzision macht hybride Scheiben ideal für die Herstellung und Nachschärfung von Hartmetallschneidwerkzeugen.
Schlüsselanwendungen und Vorteile
Hybrid-Diamant-Schleifscheiben werden umfassend in verschiedenen anspruchsvollen Fertigungsindustrien eingesetzt. Sie kommen auch bei der Aufbereitung von Hartmetallwerkzeugen zum Einsatz, wobei diese Werkzeuge besonders robust sein und ihr Profil bei der Nut-, Freiflächen- und Stirn-Bearbeitung von Bohrern, Fräsern und Reibahlen bewahren müssen – wie bei Hartmetallwerkzeugen. Mit der Hybridbindung wird selbst bei langen Serienfertigungen eine präzise Steuerung der Schleifspuren erreicht, wodurch Ausfallzeiten durch Scheibenwechsel und/oder Scheibentransformation minimiert werden.
Hybrid-Schleifscheiben für die Luft- und Raumfahrtindustrie sowie die Automobilindustrie bearbeiten Präzisionsteile aus Hochtemperaturlegierungen und Verbundwerkstoffen – darunter Triebwerkskomponenten und Turbinenschaufeln, bei denen die Oberflächenintegrität von entscheidender Bedeutung ist. Die Scheiben verfügen über eine integrierte Fähigkeit zur Spanabfuhr und Kühlung der Scheibe, wodurch Wärmeentwicklung begrenzt und Schäden an der Schleifstelle infolge solcher Wärme vermieden werden.
Hybridscheiben werden zum Bearbeiten von Saphirsubstraten, Siliziumkristallen und optischem Glas in der Halbleiter- und Optikindustrie eingesetzt. Dabei handelt es sich um hochpräzise Anwendungen, bei denen Hybridscheiben nützlich sind, da sie eine extrem glatte Oberfläche erzeugen können, ohne wesentlichen Unterflächenschaden zu verursachen.
Wann Hybridscheiben statt konventioneller Scheiben wählen
Die Wahl von Hybriddiamantscheiben sollte sich vollständig an den Schleifproblemen orientieren, mit denen Sie arbeiten. Der größte Vorteil von Hybridscheiben liegt beim Bearbeiten schwieriger, harter und spröder Werkstoffe, die thermische Schäden, Mikrorisse oder Unterflächendefekte verursachen können. Sie sind besonders geeignet für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität, enge Toleranzen oder lange Schebenlebensdauer.
Hybrid-Schleifscheiben bieten Leistungsvorteile, die bei der Herstellung von Hartmetallwerkzeugen, geschliffenen Keramiken oder beim Schneiden halbleiterbasierter Materialien mit Harz- oder Metallbindung nicht erzielbar sind. Unser Team bei REZZ arbeitet eng mit unseren Kunden zusammen, um deren individuelle Anforderungen und bestehende Lücken in ihren Prozessen zu verstehen, bevor wir eine maßgeschneiderte Schleiflösung entwickeln, die optimal zu ihrem Betrieb passt. Kontaktieren Sie uns noch heute, um unsere Diamant-Schleifscheiben zu besprechen, mit denen Sie besonders harte und spröde Materialien effizient schleifen können!