Untersuchung adhäsiver Fügeverfahren zur Herstellung hartmetallbestückter Verbundkreissägeblätter

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Einsatzfähigkeit der Klebtechnik für Verbundkreissägeblätter für die Bearbeitung von Holz(werk)- und Kunststoffen sowie Aluminium zu untersuchen. Durch den Einsatz des wärmearmen Klebens ergibt sich die Möglichkeit, neue Schneidstoffe oder bereits geschliffene und beschichtete Hartmetallzähne anzuwenden. Weiter wird das Stammblatt thermisch weniger beeinflusst, wodurch der Nacharbeitsaufwand reduziert werden kann. Anhand von experimentellen Sägeversuchen werden die mechanischen Anforderungen in Form der Schnittkräfte und damit die resultierende Beanspruchung in der Fügestelle ermittelt. Diese Randbedingungen werden bei der Auswahl möglicher Klebstoffe und Oberflächenbehandlungen berücksichtigt. Durch zerstörende Prüfung geklebter Proben werden die Einflüsse der Klebstoffe und Oberflächenbehandlungen auf die Festigkeit untersucht und geeignete Kombinationen abgeleitet. Die Entwicklung einer Automatisierungstechnik im Labormaßstab führt die Arbeit fort. Eine Betrachtung des technologischen und wirtschaftlichen Potenzials geklebter Ver-bundkreissägeblätter sowie die Erarbeitung eines Optimierungsansatzes zur Spannungsreduzierung in der Klebfuge mittels FE-Methoden schließen die Arbeit ab. Die Versuche haben gezeigt, dass mit Hilfe eines einkomponentigen Epoxidharzklebstoffs und Korund sowie lasergestrahlten Zähnen einsatzfähige Klebverbindungen realisiert werden können, welche sowohl dem Schleifen als auch einem Zerspanversuch standhalten. Durch die entwickelte Automationslösung kann eine hohe Reproduzierbarkeit der Klebfestigkeit erzielt werden. Die FE-Analysen zeigen, dass die Beanspruchung in der Klebung durch angepasste Geometrien der Zahnsitze reduziert werden können. Der Vergleich der Herstellkosten des Fügeprozesses für ein Werkzeug zeigen, dass ein hohes Potenzial für einen wirtschaftlichen Einsatz besteht, wenn die gesamte Prozesskette umgestaltet wird. Dies wird erst durch den Wechsel der Fügetechnologie von Löten auf Kleben ermöglicht. The objective of this work is to investigate the usability of bonding technology in composite circular sawblades for machining of woods, plastics and aluminum. With low heat bonding it is possible to use new cutting materials or already grinded and coated cemented carbide teeth. Further, the steel blade undergoes a lower thermal influence, which results in reduced subse-quent work effort. With the help of experiments, the mechanical requirements in form of cutting forces and the resulting stress in the joint are determined. These basic conditions are considered for the selection of possible adhesives and surface treatments. With destructive testing of bonded samples, the influences of the adhesives and the surface treatments on the bonding stability is investi-gated and suitable combinations are derived. The development of an automation solution in laboratory scale continues the work. A view on the technological and economical potential of bonded composite circular sawblades plus the development of an optimization approach for stress reduction in the joint using finite element methods complete the work. Experiments have shown that by using a one-component epoxy resin adhesive, aluminum oxide abrasive and laser beam blasted teeth a usable bonded joint can be realized, which withstands grinding and machining operations. Because of the developed automation solution, a high re-producibility of the stability was reached. The finite element analysis show, that the stress level in the joint can be reduced by adapting the joint geometry. The comparison of the production costs for the tool shows, that a high potential for an economical use exists, if the whole process chain is redesigned. This is only possible through the change in the joining method from brazing to bonding.