Im industriellen Einsatz werden häufig metallische Komponenten durch Kunststoffe ersetzt, die sich durch positive Eigenschaften, wie eine geringe Dichte, hohe Formflexibilität und Korrosionsbeständigkeit auszeichnen. Die schleiftechnologische Nachbearbeitung dieser Kunststoffe ist beispielsweise für Anwendungen wie Gleitschienen oder Führungen von hoher Bedeutung, um die Reibung im tribologischen System gezielt zu beeinflussen. Infolge der geringen Wärmeleitfähigkeit und hohen Duktilität stellt das Schleifen dieser Werkstoffe eine besondere Herausforderung dar, da es zum lokalen Aufschmelzen und frühzeitigem Zusetzen des Schleifwerkzeuges kommen kann.

Im Stand der Technik lassen sich nur wenige wissenschaftliche Untersuchungen zur Schleifbearbeitung von Kunststoffen finden. Im Erstprojekt wurden aus diesem Grund Einkornritz- und Schleifversuche mit dem Ziel durchgeführt, grundlegende Erkenntnisse zu Materialtrennmechanismen zu gewinnen und einen zielführenden Prozessparameterraum zu identifizieren. Untersucht wurden die beiden unverstärkten thermoplastischen Kunststoffe Polyoxymethylen-Copolymerisat (POM-C) und Polyetheretherketon (PEEK). Aus den dabei ermittelten Erkenntnissen wurden anschließend zwei Modelle entwickelt, die den Korneingriff beim Schleifen der beiden Thermoplaste vereinfacht darstellen.

Die gewonnenen Erkenntnisse werden durch dieses Projekt um die Ergebnisgröße des Werkzeugverschleißes erweitert. In den bisherigen Untersuchungen war ein regelmäßiger Konditionierprozess erforderlich, um dem frühzeitigen Zusetzen des Werkzeugs durch Werkstoffpartikel zu begegnen. Häufige Konditionierprozesse beeinträchtigen allerdings direkt die Wirtschaftlichkeit von Schleifprozessen und stellen daher einen wichtigen Betrachtungsgegenstand dar. Aus diesem Grund werden in diesem Projekt grundlegende Untersuchungen bezüglich des Schleifscheibenverschleißes in Abhängigkeit von den Bearbeitungsparametern und der Schleifscheibenspezifikation durchgeführt. Zunächst werden Einkornritzversuche ausgeführt, die darauf abzielen, Aussagen zum Einsatzverhalten der Schleifwerkzeuge hinsichtlich subtraktiver und additiver Verschleißerscheinungsformen auf mikroskopischer Ebene zu treffen. Anschließend erfolgt ein Übertrag auf den Schleifscheibenverschleiß auf makroskopischer Ebene mittels Schleifversuchen.Es wird das Ziel verfolgt, einen Parameterraum minimalen Schleifscheibenverschleißes zu definieren. Dazu werden insbesondere die Zusetzungen charakterisiert sowie der Einfluss des Konditionierprozesses auf die Werkzeugstandzeit analysiert. Zudem wird auch die resultierende Oberflächengüte des Werkstücks betrachtet.

Die Erkenntnisse aus den Untersuchungen hinsichtlich des Schleifscheibenverschleißes werden abschließend mit den Erkenntnissen aus dem Erstantrag verknüpft. Dadurch ist die Auslegung eines zielgerichteten Schleifprozesses bei gleichzeitig geringem Werkzeugverschleiß für die Bearbeitung unverstärkter thermoplastischer Kunststoffe möglich, womit ein Beitrag zur gezielten Werkzeugauslegung geleistet wird.