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maschine+werkzeug 02/2016

Schleifen im letzten Winkel

EXTRA Schleifen+Schmieren

Forschung – Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg haben in einem Gemeinschaftsprojekt das magnetorheologische Strömungsschleifen für Bauteile aus Aluminium entwickelt.

Strömungskanal mit Magnetspulen. Makroskopische Simulation des Magnetfeldes im Kanal (oben) und mikroskopische Simulation der magnetischen Partikel (unten).

Strömungsschleifen ist gut geeignet, um innen liegende Bauteiloberflächen wie Innenkanten oder Bohrungen zu schleifen und zu polieren. Dabei wird ein Fluid mit Schleifpartikeln durch die Bauteile gepumpt.

Bei kompliziert geformten Innenbereichen können dabei jedoch Totflusszonen entstehen. Die Strömung erliegt dort und der Bereich ist nicht zu bearbeiten. Abhilfe schafft jetzt das magnetorheologische Strömungsschleifen, das Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM für Bauteile aus Aluminium in einem Gemeinschaftsprojekt entwickelt haben. Damit können sogar Oberflächen in sogenannten Totvolumen bearbeitet werden.

»Dort sind dann die Abrasivkörner so gut wie wirkungslos, auch wenn hin und her, also reversierend, gepumpt wird«, erklärt Dr. Claas Bierwisch, Wissenschaftler in der Gruppe Pulvertechnologie/Fluiddynamik am Fraunhofer IWM. Bei dem neu entwickelten Bearbeitungsverfahren werden die Schleifpartikel zusätzlich von einem um das Bauteil angelegten Magnetfeld bewegt.

»Es steuert die sogenannten magnetorheologischen Schleifmedien zu den Bauteilbereichen, an denen sie wirken sollen – Strömungskraft und Magnetkraft ergänzen sich, und so können die Schleifpartikel auch im hintersten Winkel ihre Arbeit tun«, erläutert Bierwisch. Am Fraunhofer IWM geht es in diesem Zusammenhang hauptsächlich darum, das Verfahren für die jeweilige Bauteilgeometrie und den Bearbeitungswunsch einzustellen.

 Die Gruppe Pulvertechnologie/Fluiddynamik ist nach eigenen Angaben weltweit führend darin, das Verhalten der Schleifpartikel und deren Wirkung auf die Bauteiloberfläche mit Hilfe angewandter netzfreier Partikelsimulation vorherzusagen. Das Simulationsteam hat bereits in einem Gemeinschaftsprojekt mehrerer Fraunhofer-Institute und Industriepartner das magnetorheologische Strömungsschleifen an Aluminiumbauteilen im Labormaßstab erfolgreich getestet. Bierwisch will nun in weiteren Projekten das neue Verfahren mit Hilfe von Simulationen auch auf magnetisierbare Metallbauteile anpassen.

www.iwm.fraunhofer.de

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Fraunhofer-Institut _ IWM Für Werkstoffmechanik IWM

Wöhlerstraße 11
DE 79108 Freiburg
Tel.: 0761-5142-0
Fax: 0761-5142-110

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