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Title:
METHOD FOR PRODUCING A GRINDING TOOL, AND GRINDING TOOL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/106040
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a grinding tool, in which a metal layer (3) is applied to an auxiliary body (7). After separating the metal layer (3) from the auxiliary body (7), the metal layer (3) is fixed to a tool base body. Subsequently, a grinding layer is applied to the metal layer (3). The method allows a simple and economical production of a grinding tool that can be used without restriction in lightweight construction.

Inventors:
SCHMITT FABIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/083079
Publication Date:
May 27, 2022
Filing Date:
November 23, 2020
Export Citation:
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Assignee:
RUEGGEBERG AUGUST GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
B24D18/00; B24D3/06
Foreign References:
CN107336148A2017-11-10
EP0013486A11980-07-23
US20070128994A12007-06-07
Attorney, Agent or Firm:
RAU, SCHNECK & HÜBNER PATENTANWÄLTE RECHTSANWÄLTE PARTGMBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs mit den Schritten:

- Bereitstellen eines Hilfskörpers (7),

- Aufbringen einer Metallschicht (3) auf den Hilfskörper (7),

- Abtrennen der Metallschicht (3) von dem Hilfskörper (7),

- Befestigen der Metallschicht (3) an einem Werkzeuggrundkörper

(2), und

- Aufbringen einer Schleifschicht (4) auf die Metallschicht (3).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskörper (7) Titan umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht (3) Nickel umfasst.

4. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht (3) mit einer Schichtdicke D aufgebracht wird, wobei gilt: 0,005 mm < D < 1,5 mm, insbesondere 0,05 mm < D < 1,2 mm, und insbesondere 0, 1 mm < D < 1 mm.

5. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht (3) galvanisch auf den Hilfskörper (7) aufgebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskörper (7) und mindestens ein Beschichtungsmetallkör- per (8, 9) in einem Elektrolyt (6) angeordnet sind. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elektrolyt (6) und Feststoffpartikel (11) eine Suspension bilden. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Feststoffpartikel (11) in die Metallschicht (3) eingebracht und/oder auf die Metallschicht (3) aufgebracht werden. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht (3) mit dem Werkzeuggrundkörper (2) verklebt wird. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskörper (7) und/oder die Metallschicht (3) kupferfrei sind. Schleifwerkzeug umfassend

- einen Werkzeuggrundkörper (2),

- eine an dem Werkzeuggrundkörper (2) befestigte Metallschicht (3), und

- eine an der Metallschicht (3) befestige Schleifschicht (4). Schleifwerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht (3) Nickel umfasst. Schleifwerkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht (3) eine Schichtdicke D hat, wobei gilt: 0,005 mm < D < 1,5 mm, insbesondere 0,05 mm < D < 1,2 mm, und insbesondere 0, 1 mm < D < 1 mm. Schleifwerkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Metallschicht (3) und/oder auf der Metallschicht (3) Feststoffpartikel (11) angeordnet sind. Schleifwerkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht (3) mit dem Werkzeuggrundkörper (2) verklebt ist. Schleifwerkzeug nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht (3) kupferfrei ist. Schleifwerkzeug hergestellt gemäß einem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10.

Description:
Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs und Schleifwerkzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs und ein Schleifwerkzeug.

Im Leichtbau kommen Hybridbauteile zum Einsatz, bei denen kohlenstoff- faserverstärke bzw. carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) in Verbindung mit Leichtmetallen verwendet werden. Kohlenstofffaserver stärke Kunststoffe sind elektrisch leitfähig und haben ein hohes elektrochemisches Potenzial, so dass am unedleren Leichtmetall Korrosion verursacht werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs zu schaffen, das uneingeschränkt im Leichtbau einsetzbar ist. Das mittels des Verfahrens hergestellte Schleifwerkzeug soll insbesondere in der Luft- und Raumfahrtindustrie einsetzbar sein.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Auf den Hilfskörper wird mindestens ein Metall aufgebracht, so dass eine Metallschicht ausgebildet wird. Die Metallschicht wird anschließend von dem Hilfskörper abgetrennt. Die Metallschicht ist vorzugsweise elastisch und/oder duktil. Die Metallschicht ist insbesondere folienartig ausgebildet. Anschließend wird die Metallschicht an einem Werkzeuggrundkörper befestigt und auf die Metallschicht eine Schleifschicht aufgebracht. Der Hilfskörper ist vorzugsweise plattenartig, insbesondere scheibenartig ausgebildet. Die Schleifschicht wird beispielsweise galvanisch auf die Metallschicht aufgebracht. Die Metallschicht bildet ein Substrat und wird entsprechend den Bearbeitungsanforderungen im Leichtbau gewählt. Insbesondere wird die Metallschicht so ausgebildet, dass bei der Bearbeitung entstehende Verunreinigung aus dem mindestens einen Metall nicht die Korrosion von Hybridbauteilen im Leichtbau begünstigt. Derartige Verunreinigungen führen somit nicht zu einer verstärkten Korrosion eines Leichtmetalls, das mit einem Faserverbundmaterial, insbesondere einem CFK-Material, in einem Hybridbauteil kombiniert ist.

Vorzugsweise weist mindestens ein Metall der Metallschicht eine elektrische Leitfähigkeit o auf, wobei insbesondere gilt: 1 • 10 6 S/m < o < 50 • 10 6 S/m, insbesondere 5 • 10 6 S/m < o < 35 • 10 6 S/m, und insbesondere 10 • 10 6 S/m < <5 < 20 • 10 6 S/m. Vorzugsweise weist das mindestens eine Metall der Metallschicht mit dem höchsten Gewichtsanteil die elektrische Leitfähigkeit o auf. Insbesondere weisen alle Metalle der Metallschicht die elektrische Leitfähigkeit o auf.

Vorzugsweise weist mindestens ein Metall der Metallschicht ein Standardpotential E° auf, wobei insbesondere gilt: 0,35 V < E°< 1,8 V, insbesondere 0,55 V < E°< 1,6 V, insbesondere 0,75 V < E° < 1,4 V, und insbesondere 0,95 V < E° < 1,2 V. Vorzugsweise weist das mindestens eine Metall der Metallschicht mit dem höchsten Gewichtsanteil das Standardpotential E° auf. Insbesondere weisen alle Metalle der Metallschicht das Standardpotential E° auf.

Das Standardpotential E° wird auch als Normalpotential bezeichnet. Das Normalpotential entspricht insbesondere dem Potential einer Normal- Metallelektrode gegen die Normal-Wasserstoffelektrode bei 25° C und 101,3 kPa. Das Normalpotential ist beispielsweise definiert im Römpp Chemielexikon.

Vorzugsweise ist mindestens ein Metall der Metallschicht edler als Kupfer. Mindestens ein Metall der Metallschicht hat ein Standardpotential E°, das insbesondere höher als das Standardpotential E° von Kupfer ist. Vorzugsweise haben alle Metalle der Metallschicht ein Standardpotential E°, das höher als das Standardpotential E° von Kupfer ist.

Weist das mindestens eine Metall jeweils mehrere Standardpotentiale E° auf, so gelten die Ausführungen und Bereiche insbesondere für das höchste Standardpotential E°.

Das mindestens eine Metall ist insbesondere ausgewählt der Gruppe Nickel, Edelstahl und Gold.

Die Metallschicht weist vorzugsweise mindestens 90 Gew.-%, insbesondere mindestens 95 Gew.-%, insbesondere mindestens 99 Gew.-%, und insbesondere mindestens 99,9 Gew.-% eines einzigen Metalls auf. Vorzugsweise besteht die Metallschicht aus genau einem Metall.

Der Werkzeuggrundkörper weist zum Spannen und rotatorischen Antreiben des Schleifwerkzeugs ein Anschlussmittel, insbesondere eine Nabe oder einen Schaft auf. Der Werkzeuggrundkörper ist beispielsweise tellerförmig ausgebildet. Der Werkzeuggrundkörper umfasst vorzugsweise kein Metall. Der Werkzeuggrundkörper ist vorzugsweise ausschließlich aus mindestens einem nicht-metallischen Material hergestellt. Der Werkzeuggrundkörper umfasst mindestens ein Material aus der Gruppe Vulkanfiber, Polyester, Glasfasern, Kohlefasem, Baumwolle und Kunststoff. Der Werkzeugrund- körper ist insbesondere einlagig oder mehrlagig aufgebaut. Der Werkzeuggrundkörper ist insbesondere zumindest bereichsweise flexibel und/oder starr.

Die Schleifschicht umfasst ein Bindemittel und Schleifkörner. Das Bindemittel umfasst insbesondere mindestens ein Material aus der Gruppe Duroplaste, Elastomere, Thermoplaste und Kunstharze. Vorzugsweise ist das Bindemittel ein Duroplast, insbesondere Phenolharz oder Epoxidharz. Das Phenolharz ist beispielsweise ein Resol oder ein Novolak. Das Bindemittel kann in beliebiger Weise auf den Werkzeuggrundkörper aufgetragen werden.

Die Schleifkömer weisen eine geometrisch bestimmte und/oder eine geometrisch unbestimmte Form auf. Die Schleifkömer umfassen mindestens ein Material, das aus der Gruppe Keramik, Korund, insbesondere Zirkonkorund und Aluminiumoxid, Diamant, kubisch kristallines Bomitrid, Sili- ciumcarbid und Wolframcarbid ausgewählt ist. Die Schleifkömer können einschichtig oder mehrschichtig aufgetragen werden.

Vorzugsweise wird die Metallschicht zuerst an dem Werkzeuggmndkörper befestigt und anschließend die Schleifschicht auf die Metallschicht aufgebracht. Eine erste Seite der Metallschicht ist mit dem Werkzeuggmndkörper verbunden, wohingegen eine gegenüberliegende zweite Seite der Metallschicht mit der Schleifschicht verbunden ist.

Ein Verfahren nach Anspmch 2 gewährleistet eine einfache und wirtschaftliche Herstellung des Schleifwerkzeugs. Der Hilfskörper bildet an der Oberfläche eine Passivschicht, die verhindert, dass die Metallschicht stark an dem Hilfskörper anhaftet. Die Metallschicht lässt sich somit einfach von dem Hilfskörper abtrennen. Der Hilfskörper eignet sich zum galvanischen Beschichten bzw. galvanischen Aufbringen der Metallschicht. Der Hilfskörper ist einfach zu reinigen und kann mehrfach verwendet werden. Vorzugsweise umfasst der Hilfskörper mindestens 90 Gew.-% Titan, insbesondere mindestens 95 Gew.-% Titan, insbesondere mindestens 99 Gew.-% Titan und insbesondere mindestens 99,9 Gew.-% Titan. Vorzugsweise besteht der Hilfskörper zu 100 Gew.-% aus Titan.

Ein Verfahren nach Anspruch 3 gewährleistet eine einfache und wirtschaftliche Herstellung des Schleifwerkzeugs und eine uneingeschränkte Einsetzbarkeit im Leichtbau. Vorzugsweise umfasst die Metallschicht mindestens 90 Gew.-% Nickel, insbesondere mindestens 95 Gew.-% Nickel, insbesondere mindestens 99 Gew.-% Nickel, und insbesondere mindestens 99,9 Gew.-% Nickel. Vorzugsweise besteht die Metallschicht zu 100 Gew.- % aus Nickel. Die Metallschicht bzw. Nickelschicht ist einfach von dem Hilfskörper abtrennbar Die Metallschicht bzw. Nickelschicht ist vorzugsweise elastisch und/oder duktil. Aufgrund der geringen elektrischen Leitfähigkeit o und/oder des hohen Standardpotentials E° begünstigt Nickel nicht die Korrosion von Hybridbauteilen im Leichtbau. Nickelverumeinigungen, die aufgrund einer Bearbeitung eines Hybridbauteils mittels des Schleifwerkzeugs an dem Hybridbauteil verbleiben, sind somit unproblematisch.

Ein Verfahren nach Anspruch 4 gewährleistet eine einfache und wirtschaftliche Herstellung des Schleifwerkzeugs. Die Schichtdicke D gewährleistet einerseits eine ausreichende Stabilität der Metallschicht, so dass diese von dem Hilfskörper abgetrennt und mit dem Werkzeuggrundkörper verbunden werden kann. Andererseits gewährleistet die Schichtdicke D, dass die Metallschicht ausreichend elastisch bzw. flexibel und/oder duktil ist, so dass diese an eine Form des Werkzeuggrundkörpers angepasst werden kann. Die Metallschicht ist insbesondere folienartig ausgebildet.

Ein Verfahren nach Anspruch 5 gewährleistet eine einfache und wirtschaftliche Herstellung des Schleifwerkzeugs. Durch das galvanische Beschichten wird die Metallschicht gleichmäßig auf den Hilfskörper aufgebracht. Das Beschichten kann in einfacher Weise gesteuert werden.

Ein Verfahren nach Anspruch 6 gewährleistet eine einfache und wirtschaftliche Herstellung des Schleifwerkzeugs. Zum galvanischen Beschichten sind der Hilfskörper und mindestens ein Beschichtungsmetallkörper in einem Elektrolyt angeordnet. Der Hilfskörper und der mindestens eine Beschichtungsmetallkörper sind an eine Spannungsquelle angeschlossen. Der Hilfskörper bildet eine Kathode, wohingegen der mindestens eine Beschichtungsmetallkörper eine Anode bildet. Der Hilfskörper ist vorzugsweise plattenartig, insbesondere scheibenartig ausgebildet. Vorzugsweise ist mindestens ein erster Beschichtungsmetallkörper an einer ersten Seite des Hilfskörpers angeordnet, wohingegen mindestens ein zweiter Beschichtungsmetallkörper an einer zweiten Seite des Hilfskörpers angeordnet ist. Hierdurch kann an den zwei Seiten des Hilfskörpers eine Metallschicht aufgebracht werden. Der Elektrolyt ist vorzugsweise in einem Behälter angeordnet.

Ein Verfahren nach Anspruch 7 gewährleistet eine einfache und wirtschaftliche Herstellung des Schleifwerkzeugs. Dadurch, dass der Elektrolyt und Feststoffpartikel eine Suspension bilden, können die Feststoffpartikel beim galvanischen Beschichten des Hilfskörpers in die Metallschicht eingebracht und/oder auf die Metallschicht aufgebracht werden. Hierdurch wird die Oberflächenrauigkeit der Metallschicht erhöht, so dass in einfacher Weise die Verbindung mit dem Werkzeuggrundkörper und/oder der Schleifschicht verbessert wird. Vorzugsweise wird der Elektrolyt in eine Bewegung versetzt, so dass die Feststoffpartikel sich nicht ablagem und in Suspension gehalten werden. Vorzugsweise haben mindestens 70 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-%, und insbesondere mindestens 90 Gew.-% der Feststoffpartikel einen Komdurchmesser d, wobei gilt: 0,015 mm < d < 0, 15 mm, insbesondere 0,03 mm < d < 0, 12 mm, und insbesondere 0,05 mm < d < 0,1 mm. Die Feststoffpartikel sind insbesondere ausgewählt aus der Gruppe Keramikpartikel, Glaspartikel und/oder Quarzpartikel bzw. Quarzkömer.

Ein Verfahren nach Anspruch 8 gewährleistet eine einfache und wirtschaftliche Herstellung des Schleifwerkzeugs. Die Feststoffpartikel erhöhen die Oberflächenrauigkeit der Metallschicht, so dass die Verbindung mit dem Werkzeuggrundkörper und/oder der Schleifschicht verbessert wird. Vorzugsweise haben mindestens 70 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-%, und insbesondere mindestens 90 Gew.-% der Feststoffpartikel einen Komdurchmesser d, wobei gilt: 0,015 mm < d < 0,15 mm, insbesondere 0,03 mm < d < 0, 12 mm, und insbesondere 0,05 mm < d < 0, 1 mm. Die Feststoffpartikel sind insbesondere ausgewählt aus der Gruppe Keramikpartikel, Glaspartikel und/oder Quarzpartikel bzw. Quarzkömer.

Ein Verfahren nach Anspmch 9 gewährleistet eine einfache und wirtschaftliche Herstellung des Schleifwerkzeugs. Vorzugsweise weist die Metallschicht aufgmnd von eingebrachten und/oder aufgebrachten Feststoffpartikeln eine erhöhte Oberflächenrauigkeit auf, so dass die Klebverbindung zwischen dem Werkzeuggmndkörper und der Metallschicht verbessert wird. Die Feststoffpartikel verbessern insbesondere die Vernetzung des Klebstoffs, wodurch die Verbindung fester wird. Vorzugsweise wird auf den Werkzeuggrundkörper und/oder die Metallschicht eine Klebstoffschicht aufgebracht. Das Verkleben erfolgt insbesondere unter der Einwirkung eines gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Drucks und/oder einer gegenüber der Umgebungstemperatur erhöhten Temperatur. Vorzugsweise erfolgt das Verkleben mittels einer Presse, die insbesondere beheizbar ist.

Ein Verfahren nach Anspruch 10 gewährleistet eine uneingeschränkte Einsetzbarkeit des Schleifwerkzeugs im Leichtbau. Dadurch, dass die Metallschicht und insbesondere auch der Hilfskörper kein Kupfer umfasst, also kupferfrei sind, werden Kupferverunreinigungen eines mittels des Schleifwerkzeugs bearbeiteten Hybridbauteils vermieden. Der Hilfskörper und/oder die Metallschicht sind zu 100 % kupferfrei. Eine Korrosionsgefahr aufgrund der Bearbeitung eines Hybridbauteils mittels des Schleifwerkzeugs besteht somit nicht.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein einfach und wirtschaftlich herstellbares Schleifwerkzeug zu schaffen, das uneingeschränkt im Leichtbau einsetzbar ist. Das Schleifwerkzeug soll insbesondere uneingeschränkt in der Luft- und Raumfahrtindustrie einsetzbar sein.

Diese Aufgabe wird durch ein Schleifwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeugs entsprechen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das erfindungsgemäße Schleifwerkzeug kann insbesondere mit mindestens einem Merkmal weitergebildet werden, das in Zusammenhang mit den Ansprüchen 1 bis 10 und dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Schleifwerkzeugs beschrieben wurde. Ein Schleifwerkzeug nach Anspruch 12 gewährleistet eine uneingeschränkte Einsetzbarkeit im Leichtbau. Vorzugsweise umfasst die Metallschicht mindestens 90 Gew.-% Nickel, insbesondere mindestens 95 Gew.-% Nickel, insbesondere mindestens 99 Gew.-% Nickel, und insbesondere mindestens 99,9 Gew.-% Nickel. Vorzugsweise besteht die Metallschicht zu 100 Gew.-% aus Nickel. Die Metallschicht bzw. Nickelschicht ist einfach von dem Hilfskörper abtrennbar. Die Metallschicht bzw. Nickelschicht ist vorzugsweise elastisch und/oder duktil. Die Metallschicht bzw. Nickelschicht ist vorzugsweise folienartig. Aufgrund der geringen elektrischen Leitfähigkeit o und/oder des hohen Standardpotentials E° begünstigt Nickel nicht die Korrosion von Hybridbauteilen im Leichtbau. Nickelverumeinigungen, die aufgrund einer Bearbeitung eines Hybridbauteils mittels des Schleifwerkzeugs an dem Hybridbauteil verbleiben, sind somit unproblematisch.

Ein Schleifwerkzeug nach Anspruch 13 gewährleistet eine einfache und wirtschaftliche Herstellung des Schleifwerkzeugs. Die Schichtdicke D gewährleistet einerseits eine ausreichende Stabilität der Metallschicht, so dass diese von dem Hilfskörper abgetrennt und mit dem Werkzeuggrundkörper verbunden werden kann. Andererseits gewährleistet die Schichtdicke D, dass die Metallschicht ausreichend elastisch bzw. flexibel und/oder duktil ist, so dass diese an eine Form des Werkzeuggrundkörpers angepasst werden kann. Die Metallschicht ist insbesondere folienartig ausgebildet.

Ein Schleifwerkzeug nach Anspruch 14 gewährleistet eine einfache und wirtschaftliche Herstellung des Schleifwerkzeugs. Die Feststoffpartikel erhöhen die Oberflächenrauigkeit der Metallschicht, so dass die Verbindung mit dem Werkzeuggrundkörper und/oder der Schleifschicht verbessert wird. Vorzugsweise haben mindestens 70 Gew.-%, insbesondere min- destens 80 Gew.-%, und insbesondere mindestens 90 Gew.-% der Feststoffpartikel einen Komdurchmesser d, wobei gilt: 0,015 mm < d < 0,15 mm, insbesondere 0,03 mm < d < 0,12 mm, und insbesondere 0,05 mm < d < 0,1 mm. Die Feststoffpartikel sind insbesondere ausgewählt aus der Gruppe Keramikpartikel, Glaspartikel und/oder Quarzpartikel bzw. Quarzkörner.

Ein Schleifwerkzeug nach Anspruch 15 gewährleistet eine einfache und wirtschaftliche Herstellung des Schleifwerkzeugs. Vorzugsweise weist die Metallschicht aufgrund von eingebrachten und/oder aufgebrachten Feststoffpartikeln eine erhöhte Oberflächenrauigkeit auf, so dass die Klebverbindung zwischen dem Werkzeuggrundkörper und der Metallschicht verbessert wird. Die Feststoffpartikel verbessern insbesondere die Vernetzung des Klebstoffs, wodurch die Verbindung fester wird.

Ein Schleifwerkzeug nach Anspruch 16 gewährleistet eine uneingeschränkte Einsetzbarkeit des Schleifwerkzeugs im Leichtbau. Dadurch, dass die Metallschicht kein Kupfer umfasst, also kupferfrei ist, werden Kupferverunreinigungen eines mittels des Schleifwerkzeugs bearbeiteten Hybridbauteils vermieden. Die Metallschicht ist zu 100 % kupferfrei. Eine Korrosionsgefahr aufgrund der Bearbeitung eines Hybridbauteils mittels des Schleifwerkzeugs besteht somit nicht.

Diese Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Schleifwerkzeug gemäß Anspruch 17.

Ein weiterer unabhängiger Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines Schleifwerkzeugs nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 17 zur Bearbeitung von Bauteilen, insbesondere von Hybridbauteilen, im Leichtbau. Derartige Hybridbauteile umfassen ein Faserverbundmaterial, beispielsweise umfassend Kohlenstofffasem und/oder Glasfasern, und ein Leichtmetall, beispielsweise Aluminium, Magnesium und/oder Titan.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ablaufplan eines Verfahrens zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs,

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von folienartigen Metallschichten,

Fig. 3 eine Schnittansicht eines Werkzeuggrundkörpers mit einer darauf verklebten Metallschicht, und

Fig. 4 eine Schnittansicht des gemäß dem Ablaufschema in Fig. 1 hergestellten Schleifwerkzeugs.

Das Schleifwerkzeug 1 dient zum Bearbeiten von Bauteilen, insbesondere von Hybridbauteilen, im Leichtbau. Derartige Hybridbauteile umfassen ein Faserverbundmaterial und ein Leichtmetall. Das Faserverbundmaterial weist beispielsweise Kohlenstofffasern auf.

Zur Herstellung des Schleifwerkzeugs 1 wird in einem Schritt Si eine Metallschicht 3 bzw. Metallschichten 3 hergestellt. Es wird eine zur Herstellung von folienartigen Metallschichten 3 bereitgestellt. Die Vorrichtung ist in Fig. 2 veranschaulicht. Die Vorrichtung umfasst einen Behälter 5, in dem ein Elektrolyt 6 angeordnet ist. In dem Elektrolyt 6 ist ein Hilfskörper 7 angeordnet, der als Abscheidemedium dient. Der Hilfskörper 7 ist plattenförmig ausgebildet und umfasst zwei Abscheideflächen Ai und A2 zum Abscheiden der Metallschichten 3.

In dem Elektrolyt 6 sind ferner ein erster Beschichtungsmetallkörper 8 und ein zweiter Beschichtungsmetallkörper 9 angeordnet. Der erste Beschichtungsmetallkörper 8 ist der ersten Abscheidefläche Ai zugewandt, wohingegen der zweite Beschichtungsmetallkörper 9 der zweiten Abscheidefläche A2 zugewandt ist. Der Hilfskörper 7 ist mit einem Minuspol einer Spannungsquelle 10 elektrisch verbunden, wohingegen die Beschichtungsmetallkörper 8, 9 mit einem Pluspol der Spannungsquelle 10 elektrisch verbunden sind. Die Spannungsquelle 10 erzeugt eine einstellbare Spannung U.

Der Hilfskörper 7 umfasst mindestens 90 Gew.-% Titan, insbesondere mindestens 95 Gew.-% Titan, insbesondere mindestens 99 Gew.-% Titan, und insbesondere mindestens 99,9 Gew.-% Titan. Vorzugsweise besteht der Hilfskörper 7 zu 100 Gew.-% aus Titan.

Die Beschichtungsmetallkörper 8, 9 bestehen vorzugsweise aus einem Metall, das ausgewählt ist aus der Gruppe Nickel, Edelstahl und Gold. Die Beschichtungsmetallkörper 8, 9 umfassen beispielsweise mindestens 90 Gew.-% Nickel, insbesondere mindestens 95 Gew.-% Nickel, insbesondere mindestens 99 Gew.-% Nickel, und insbesondere mindestens 99,9 Gew.-% Nickel. Vorzugsweise bestehen die Beschichtungsmetallkörper 8, 9 zu 100 Gew.-% aus Nickel. Vorzugsweise weist mindestens ein Metall der Metallschicht 3 eine elektrische Leitfähigkeit o auf, wobei insbesondere gilt: 1 • 10 6 S/m < o < 50 • 10 6 S/m, insbesondere 5 • 10 6 S/m < o < 35 • 10 6 S/m, und insbesondere 10 • 10 6 S/m < <5 < 20 • 10 6 S/m. Vorzugsweise weist das mindestens eine Metall der Metallschicht 3 mit dem höchsten Gewichtsanteil die elektrische Leitfähigkeit o auf Insbesondere weisen alle Metalle der Metallschicht 3 die elektrische Leitfähigkeit o auf

Vorzugsweise weist mindestens ein Metall der Metallschicht 3 ein Standardpotential E° auf, wobei insbesondere gilt: 0,35 V < E° < 1,8 V, insbesondere 0,55 V < E° < 1,6 V, insbesondere 0,75 V < E° < 1,4 V, und insbesondere 0,95 V < E° < 1,2 V. Vorzugsweise weist das mindestens eine Metall der Metallschicht 3 mit dem höchsten Gewichtsanteil das Standardpotential E° auf Insbesondere weisen alle Metalle der Metallschicht 3 das Standardpotential E° auf

Das Standardpotential E° wird auch als Normalpotential bezeichnet. Das Normalpotential entspricht insbesondere dem Potential einer Normal- Metallelektrode gegen die Normal-Wasserstoffelektrode bei 25° C und 101,3 kPa. Das Normalpotential ist beispielsweise definiert im Römpp Chemielexikon.

Vorzugsweise ist mindestens ein Metall der Metallschicht 3 edler als Kupfer. Mindestens ein Metall der Metallschicht 3 hat ein Standardpotential E°, das insbesondere höher als das Standardpotential E° von Kupfer ist. Vorzugsweise haben alle Metalle der Metallschicht 3 ein Standardpotential E°, das höher als das Standardpotential E° von Kupfer ist. Weist das mindestens eine Metall jeweils mehrere Standardpotentiale E° auf, so gelten die Ausführungen und Bereiche insbesondere für das höchste Standardpotential E°.

Das mindestens eine Metall ist insbesondere ausgewählt der Gruppe Nickel, Edelstahl und Gold.

In dem Elektrolyt 6 sind Feststoffpartikel 11 angeordnet. Der Elektrolyt 6 und die Feststoffpartikel 11 bilden eine Suspension. Hierzu weist die Vorrichtung nicht näher dargestellte Mittel zum Erzeugen einer Bewegung bzw. Strömung in dem Elektrolyt 6 auf. Die Feststoffpartikel 11 weisen eine Korngröße bzw. einen Korndurchmesser d auf. Für den Komdurch- messer d gilt insbesondere: 0,015 mm < d < 0,15 mm, insbesondere 0,03 mm < d < 0, 12 mm, und insbesondere 0,05 mm < d < 0, 1 mm. Die Feststoffpartikel sind insbesondere ausgewählt aus der Gruppe Keramikpartikel, Glaspartikel und/oder Quarzpartikel bzw. Quarzkömer.

In einem Schritt S2 werden die Metallschichten 3 auf dem Hilfskörper 7 galvanisch abgeschieden. Hierzu wird die Spannung U eingeschaltet. Der Hilfskörper 7 bildet eine Kathode aus, wohingegen die Beschichtungsmetallkörper 8, 9 Anoden ausbilden. Nickelatome lösen sich von den Be- schichtungsmetallkörpem 8, 9 und bewegen sich in dem Elektrolyt 6 zu den Abscheideflächen Ai und A2. Die Nickelatome lagern sich an den Ab- scheideflächen Ai und A2 ab, so dass an dem Hilfskörper 7 die Metallschichten 3 galvanisch abgeschieden bzw. aufgebracht werden. Die an den Abscheideflächen Ai und A2 abgeschiedenen Metallschichten 3 sind in Fig. 2 veranschaulicht. Dadurch, dass der Elektrolyt 6 und die Feststoffpartikel 11 eine Suspension bilden, werden Feststoffpartikel 11 während des galvanischen Abscheidens der Metallschichten 3 in die Metallschichten 3 eingebracht und/oder auf die Metallschichten 3 aufgebracht. Durch die Feststoffpartikel 11 wird eine Oberflächenrauigkeit der Metallschichten 3 erhöht.

Weisen die Metallschichten 3 eine gewünschte Schichtdicke D auf, so wird der Abscheidevorgang durch Ausschalten der Spannung U beendet. Für die Schichtdicke D gilt vorzugsweise: 0,005 mm < D < 1,5 mm, insbesondere 0,05 mm < D < 1,2 mm, und insbesondere 0, 1 mm < D < 1 mm.

Der Hilfskörper 7, die Beschichtungsmetallkörper 8, 9 und die Metallschichten 3 sind zu 100 % kupferfrei.

In einem Schritt S3 werden die Metallschichten 3 von dem Hilfskörper 7 abgetrennt. Dies erfolgt beispielsweise durch Abziehen der Metallschichten 3 von dem Hilfskörper 7. Die folienartigen Metallschichten 3 sind elastisch bzw. flexibel und duktil. Nach dem Abtrennen der Metallschichten 3 kann der Hilfskörper 7 erneut mit Metallschichten 3 galvanisch beschichtet werden. Dies erfolgt in der oben beschriebenen Weise. Erforderlichenfalls muss der Hilfskörper 7 gereinigt werden. Bei Bedarf müssen die Beschichtungsmetallkörper 8, 9 erneuert und/oder Feststoffpartikel 11 in dem Elektrolyt 6 ergänzt werden.

In einem Schritt S4 wird eine der abgetrennten Metallschichten 3 an einem Werkzeuggrundkörper 2 befestigt. Hierzu wird auf den Werkzeuggrundkörper 2 eine Klebstoffschicht 12 aufgetragen. Anschließend wird die Metallschicht 3 auf der Klebstoffschicht 12 angeordnet. Dadurch, dass die Metallschicht 3 elastisch bzw. flexibel und duktil ist, passt sich die Metallschicht 3 an die Form des Werkzeuggrundkörpers 2 an. Die Metallschicht 3 wird mit einem Druck p gegen den Werkzeuggrundkörper 2 gepresst. Die Klebstoffschicht 12 härtet unter Ausübung des Drucks p bei einer gewünschten Temperatur T aus. Nach dem Aushärten der Klebstoffschicht 12 ist die Metallschicht 3 fest mit dem Werkzeuggrundkörper 2 verbunden. Dies ist in Fig. 3 veranschaulicht. Sofern die Metallschicht 3 über den Werkzeuggrundkörper 2 übersteht, werden die überstehenden Teile der Metallschicht 3 entfernt.

Dadurch, dass die Feststoffpartikel 11 die Oberflächenrauigkeit der Metallschicht 3 erhöhen, wird die Vernetzung des Klebstoffs bzw. der Klebstoffschicht 12 erhöht, wodurch die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Werkzeuggrundkörper 2 und der Metallschicht 3 erhöht wird.

Der Werkzeuggrundkörper 2 weist zum Spannen und rotatorischen Antreiben des Schleifwerkzeugs 1 mittels eines nicht näher dargestellten Werkzeugantriebs ein Anschlussmittel 13 auf. Das Anschlussmittel 13 ist beispielsweise als Nabe oder Öffnung ausgebildet. Der Werkzeugantrieb ist vorzugsweise manuell führbar. Der Werkzeuggrundkörper 2 ist beispielsweise tellerförmig ausgebildet. Der Werkzeuggrundkörper 2 umfasst mindestens ein Material aus der Gruppe Vulkanfiber, Polyester, Glasfasern, Kohlefasem, Baumwolle und Kunststoff. Der Werkzeugrundkörper 2 ist insbesondere einlagig oder mehrlagig aufgebaut. Der Werkzeuggrundkörper 2 ist insbesondere zumindest bereichsweise flexibel und/oder starr.

In einem Schritt Ss wird eine Schleifschicht 4 auf die Metallschicht 3 aufgebracht. Die Schleifschicht 4 umfasst ein Bindemittel 14 und Schleifkörner 15, 16. Das Bindemittel 14 mit den darin eingebetteten Schleifkömem 15 wird auf die Metallschicht 3 aufgebracht. An der der Metallschicht 3 abgewandten Seite des Bindemittels 14 werden weitere Schleifkömer 16 aufgebracht. Durch Aushärten des Bindemitels 14 ist die Schleifschicht 4 mit der Metallschicht 3 und dem Werkzeuggrundkörper 2 verbunden. Eine erhöhte Oberflächenrauigkeit der Metallschicht 3 aufgrund der eingebeteten Feststoffpartikel 11 verbessert die Verbindung zwischen der Metall- schicht 3 und der Schleifschicht 4.

Aufgrund der 100 %-igen Kupferfreiheit des Bearbeitungswerkzeugs 1 eignet sich dieses für die Bearbeitung von Bauteilen, insbesondere Hybridbauteilen, in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Durch die Kupferfreiheit wird vermieden, dass Metall Verunreinigung en bzw. Nickelverumeinigungen aufgrund einer Bearbeitung des Bauteils mit dem erfindungsgemäßen Schleifwerkzeug 1 Korrosion begünstigen.