Schleifscheiben verstehen: Wichtige Komponenten und Anwendungen

David Goetz, Application Engineer, Norton | Saint-Gobain Abrasives

Viele Hersteller nutzen heute Schleifmittel irgendwo in ihrem Prozess. Tatsächlich würden ohne Schleifmittel unsere Flugzeuge nicht fliegen, unsere Autos nicht fahren – die Liste ließe sich fortsetzen. Ob Präzisionslager fertigen, Schweißnähte auf der Baustelle abtragen, Kurbelwellen schleifen oder einen Spritzgussform für Haushaltsgeräte polieren – Schleifmittel sind allgegenwärtig, und eines der am häufigsten verwendeten Schleifprodukte ist die Schleifscheibe!

SCHLEIFMITTEL: EIN HISTORISCHER BLICK

Schleifmittel, selbst in ihrer rudimentärsten Form, gibt es so lange, wie Menschen Dinge herstellen!

• Einen Stein mit einem anderen zu formen, reicht bis in die Steinzeit zurück
• Vor 7.000 Jahren nutzten Chinesen zerkleinerte Muscheln, auf Pergament geklebt, zum Polieren
• Mühlsteine zum Zerkleinern von Getreide datieren auf 200 v. Chr.
• Im 10. Jahrhundert wurden Schleifsteine für Schwerter, Schilde, Pflüge und Werkzeuge verwendet

Heute haben sich moderne Schleifmittel zu hochentwickelten technischen Produkten entwickelt, die zur Fertigung sehr komplexer Bauteile aus den zähesten Legierungen und bekannten Materialien eingesetzt werden.

Aber was wissen wir wirklich über sie?

WAS STECKT IN EINER SCHEIBE?

Schleifscheiben, unabhängig vom Hersteller, bestehen aus drei Hauptkomponenten:

Ein Schleifkorn

• Aluminiumoxid, Siliciumkarbid, Zirkonia, Keramisches Aluminiumoxid, cBN oder Diamant sind die gängigsten

Ein Bindemittel

• Keramisch gebunden (vitrified) – glasartige Bindung
• Organisch – Harz oder anderes Mittel

Luft/Leerraum

• Poren oder Porosität (natürlich oder induziert)

Handelt es sich um eine Superabrasive-Scheibe, wird das eigentliche Schleifsegment (Diamant oder cBN) auf einen Kern oder Träger aufgebracht, um die Scheibe zu bilden.

Scheibenkern-Materialien

• Stahl, Aluminium, Carbonfaser, Bakelit, etc.

WIE WERDEN SCHLEIFSCHEIBEN HERGESTELLT?

Im Gespräch mit Schleifscheibenherstellern wird oft die Analogie gezogen, dass die Herstellung einer Schleifscheibe wie das Backen eines Kuchens ist – und in ihrer einfachsten Form ist das genau der Prozess.

Wenn ein Bäcker einen Kuchenauftrag erhält, schaut er ins Rezept und misst die Zutaten ab. Nasse und trockene Zutaten werden zu Teig vermischt, dieser wird in eine Form gegossen und in den Ofen geschoben. Nach dem Backen wird der Kuchen aus der Form genommen, gereinigt, fertig verziert und an den Kunden geliefert.

Wenn ein Schleifscheibenhersteller einen Auftrag erhält – ob für Lagerware oder kundenspezifisch –, folgt er einem nahezu identischen, aber weit stärker industrialisierten Prozess. Der Herstellungsprozess beginnt mit der Bestellung einer bestimmten Scheibe. Die Spezifikation legt fest, welches Schleifkorn und welche Bindemittelchemikalien in die Scheiben kommen, und die Größe bestimmt die Mengen. Diese Rohstoffe werden in einem großen Industriemischer vermischt, sehr ähnlich wie Mörtel oder Zement. Einmal die erforderliche Konsistenz erreicht, geht die Mischung zu den Formpressen, wo sie portioniert, geformt und in Rohscheiben (Grünlinge) gepresst wird. Diese Grünlinge werden in einen Ofen geladen und gebrannt, um die Scheibe zu härten oder auszuhärten – zu einem rauen, aber nutzbaren Schleifprodukt. Nach dem Abkühlen werden die Scheiben in den Finishing-Bereich gebracht, wo sie gereinigt, auf Qualität und Sicherheit geprüft, gewuchtet, beschriftet, verpackt und schließlich an den Endanwender versendet.

DEN CODE KNACKEN: WIE MAN EINE SCHLEIFSCHEIBEN-SPEZIFIKATION ENTZIFFERT

Viele, die täglich mit Schleifscheiben arbeiten, denken selten über die Spezifikation und das auf der Scheibe aufgedruckte Kennzeichen nach – sie stellen nur sicher, dass das auf der Scheibe steht, was der Vorgang erfordert, damit nicht versehentlich die falsche Scheibe montiert und/oder verwendet wird.

Für diejenigen, die Schleifscheiben herstellen und optimieren sollen, steckt in einer Spezifikation eine Fülle an Informationen. Wenn man weiß, wie man den Code knackt und entschlüsselt, was die Spezifikationsangaben bedeuten, lässt sich fast alles über diese spezielle Scheibe bestimmen.

Obwohl jeder Schleifscheibenhersteller seine eigene Liste an Schleifkörnern und Bindungen hat und es keinen industriellen Standard oder Zwang zu einem einheitlichen Format gibt, hat sich das „Kennzeichnungssystem“ durch Konvention etabliert. Sehen wir uns eine Schleifscheibenspezifikation an und entschlüsseln, was jeder Teil bedeutet.

32A46-I8VBE

32A46-I8VBE – Der erste Teil der Spezifikation identifiziert das Schleifkorn. Jeder Hersteller hat seine eigene Liste, aber allgemein gilt: ‚A‘ steht für Aluminiumoxid, ‚B‘ für cBN, ‚C‘ für Siliciumkarbid, ‚D‘ für Diamant und ‚Z‘ für Zirkonia. Knifflig wird es bei keramischen oder keramisch gemischten Körnern. Hier kann jeder Hersteller kreativ werden.

32A46-I8VBE – Der zweite Teil identifiziert die Korngröße. Allgemein liegt der Korngrößenbereich für Schleifscheiben zwischen Korn 12 für grobe Schruppvorgänge (z. B. in Stahlwerken) und Korn 220 für sehr feine/präzise Schleifvorgänge.

Wieder ohne Industriestandard, aber allgemein:

• Grobe Körner: 12 bis 24
• Mittlere Körner: 30 bis 70
• Feine Körner: 80 bis 220 (und feiner)

32A46-I8VBE – Der dritte Teil des Kennzeichnungssystems identifiziert den Härtegrad (Grade) der Scheibe. Das System nutzt Buchstaben zwischen A und Z oder ZZ, um anzugeben, wie hart die Scheibe ist. Jeder Hersteller kann dasselbe System nutzen, aber das bedeutet nicht, dass ein bestimmter Grad derselbe ist. Norton mag einen mittelharten Grad als ‚J‘ kennzeichnen, ein anderer Hersteller ebenfalls ‚J‘, aber das heißt nicht, dass sie dieselbe Härte haben oder sich gleich verhalten. Allgemein bedeutet es nur, dass beide mittlere Härtegrade sind.

Zur Orientierung:

• Weiche Grade: D bis H
• Mittlere Grade: I bis P
• Harte Grade: Q bis Z

32A46-I8VBE – Diese Zahl, das vierte Element im Kennzeichnungssystem, wird manchmal weggelassen. Sie stellt die Struktur der Scheibe dar. Struktur ist ein Maß für den relativen Kornabstand oder die Porosität. Je größer die Zahl, desto offener/poröser die Scheibe. Je kleiner, desto dichter sind die Körner gepackt. Wird die Zahl weggelassen, gilt sie als ‚8‘-Struktur, was als „normaler“ oder Standardwert gilt.

32A46-I8VBE – Der letzte Teil der Spezifikation identifiziert die Art der Bindung und eventuelle Modifikatoren. Die gängigsten Werte sind ‚B‘ für Kunstharzbindungen, ‚R‘ für Gummi und ‚V‘ für keramisch gebundene (vitrified) Bindungen. Falls mehrere Bindungen für einen Typ verfügbar sind – wie oft bei der Vitrified-Gruppe –, gibt dieser Teil an, welche spezifische Bindung aus der Gruppe verwendet wird.

Für viele Menschen sind Schleifscheiben ein Mysterium. Aber wie bei den meisten Dingen: Wenn man sie in ihre Komponenten zerlegt und ansieht, was sie wirklich sind, kann man den Vorhang lüften und Schleifscheiben für das sehen, was sie sind: Mehrschneiden-Werkzeuge für die Präzisionsfertigung.

Zuvor auf der Ressourcenseite von Norton Abrasives veröffentlicht.