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Kostenfaktor Polierring: Neues Verfahren zur Bestimmung der Standzeit
Aufdeckung von Qualitätsunterschieden und Einsparpotentialen
Die wichtigsten Erkenntnisse im Überblick
- Polierwerkzeuge machen rund 80% der Verbrauchsmaterialkosten aus
- Schon Standzeitunterschiede von ca. 20% haben maßgeblichen Einfluss auf die Betriebskosten
- Neues Verfahren ermöglicht die exakte Quantifizierung der Standzeiten und den Leistungsvergleich der Polierringe
- Anpressdruck kann entsprechend gezielt optimiert werden
- Erhebliche Einsparungen und höhere Produktivität durch verschleißarme Polierringe bei unveränderten Parametern
- Faktenbasierte Entscheidung zwischen unterschiedlichen Verfahrensvarianten sowie optimale Lieferantenauswahl möglich
Standzeiten vom Polierring: ein versteckter Kostentreiber
Für das maschinelle Polieren werden viele Polierringe angeboten. Die Kaufentscheidung hängt meist von der erzielten Oberflächenqualität sowie vom Preis ab. Die Standzeit der Polierwerkzeuge wird aber meist nicht berücksichtigt. Obwohl sie die Polierkosten pro Stück ganz wesentlich beeinflusst. Immerhin entfallen rund 80% der Verbrauchsmaterialkosten auf die Polierwerkzeuge. Bei den Poliermitteln sind es nur etwa 20%. Gerade die Standzeit der Polierwerkzeuge ist jedoch sehr schwer zu quantifizieren. Vor allem bei laufender Produktion mit verschiedenen Werkstücken und wechselndem Bedienungspersonal.
Anpressdruck Polierring: ein wesentlicher Einflussfaktor für den Verbrauch
Für einen Polierringhersteller wurde ein spezielles Verfahren entwickelt. Mit diesem können die Standzeitunterschiede zwischen Polierringen unter praxisnahen Bedingungen bestimmt werden. Es liefert zudem Daten für die Optimierung des Anpressdrucks. Und zwar ohne Abstriche bei der gewünschten Oberflächenqualität. Der Anpressdruck ist der wesentliche Einflussfaktor beim Polierwerkzeug-Verbrauch.
Millimetergenaue Positionierung am Polierring
Das Verfahren basiert auf der Messung des Scheibenverbrauchs auf einer robotergestützten Polieranlage. Es werden normierte Prüfkörper in mehreren Durchgängen mit verschiedenen Anpressdrücken poliert. Die Roboteranlage kann den Anpressdruck zu jedem Zeitpunkt genau messen. Der Roboterarm wird millimetergenau näher herangeführt, sobald der Anpressdruck abnimmt. Die daraus gewonnenen Daten werden ausgelesen und analysiert.
Individuelle Konfiguration vom Polierring für praxisnahe Ergebnisse
Polierringe unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Härte und Abrasivität. Vor den Tests muss für jeden Polierring der Anpressdruck normiert werden. Denn die Werkstücke tauchen in einen weichen Polierring tiefer ein als in einen harten. Verschiedene Faktoren beeinflussen die Abrasivität eines Rings: Unterschiede in Gewebeart, Verarbeitung und Imprägnierung.
Einheitliche Prüfkörper mit verschiedenen Anpressdrücken
Würden alle Polierringe mit gleichem Anpressdruck getestet, wären die Standzeitunterschiede wenig aussagekräftig. Zur Bestimmung der Abrasivität werden einheitliche Prüfkörper mit verschiedenen Anpressdrücken bearbeitet. Anschließend wird der Grad der Schliffentfernung ermittelt. So bestimmt man den Anpressdruck, der zur standardisierten Oberflächenqualität führt.
Härte vom Polierring – so wird sie exakt gemessen
Die Härte des Polierwerkzeugs wird wie folgt ermittelt: Das Werkzeug wird zunächst mit niedrigem und dann mit hohem Anpressdruck eingesetzt. Man misst den Weg, den der Roboterarm zurücklegt, um den Druck zu erhöhen. So erhält man ein exaktes Maß für die Härte des Polierrings. Erst dann wird entschieden, welcher Anpressdruck im Dauerversuch gelten soll. Ziel ist es, praxisnahe Versuchsergebnisse zu erhalten. So kann es sein, dass ein Polierring mit 30% Anpressdruck getestet wird. Ein anderer Polierring wiederum mit 40%.
Quantifizierbare Ergebnisse durch Standzeitversuche mit Polierring
Es wurden Standzeitversuche mit zwei Paar Vorpolierringen (1a/1b sowie 2a/2b) durchgeführt. Die Ringe jedes Paares waren bis auf ein Verarbeitungsmerkmal identisch. Die Grafik zeigt den Scheibenverbrauch in Abhängigkeit von der polierten Fläche. Der Anpressdruck wurde nach der Bearbeitung von ca. 20 m² erhöht. Bereits bei 30–40% Anpressdruck zeigt Ringpaar 1a/1b deutliche Abnutzungsunterschiede: Polierring 1b hatte sich nach 20 m² um zirka 25% weniger abgenutzt als Polierring 1a. Beim Ringpaar 2a/2b waren bei geringerem Anpressdruck keine signifikanten Abnutzungsunterschiede nachweisbar. Erst bei 40–50% Anpressdruck stieg der Verschleiß von Ring 2a deutlich an.
Erhebliche Einsparungen durch verschleißarmen Polierring
Mit diesem Verfahren lassen sich Standzeitunterschiede präzise bestimmen. Bei gleichen Einsatzbedingungen und identischer Oberflächenqualität sind sehr unterschiedliche Verbrauchswerte möglich. Allein die Auswahl der verschleißärmsten Polierringe erzielt erhebliche, quantifizierbare Einsparungen. Außerdem können die Zusatzkosten bei Erhöhung des Anpressdrucks bestimmt werden. Grund hierfür könnte z.B. eine gewünschte Verkürzung der Zykluszeiten sein. So lässt sich eine rein faktenbasierte Entscheidung zwischen Verfahrensvarianten treffen.
