Technologische Potenziale von PECM für Verzahnungsgeometrien

Die von der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. geförderte Studie PECM Pot (FVA 986-I) hatte das Ziel, technologische Potenziale der präzisen elektrochemischen Bearbeitung (PECM) für das Anwendungsgebiet Verzahnungstechnik offenzulegen, in dem bisher vorrangig zerspanende Fertigungsverfahren dominieren. 

Die methodische Entwicklung der Innenverzahnung erfolgte in zwei Stufen: Zuerst wurde das elektrochemische Auflösungsverhalten von Nitrierstahl 1.8519 QT (31CrMoV9-QT) gemäß der DIN SPEC 91399 charakterisiert. Im zweiten Schritt erfolgte die Applikationsentwicklung, in der die Einflüsse der Prozessparameter Spannung, Vorschub und Pulsdauer messtechnisch bewertet wurden.

Die Studie lieferte erfolgversprechende Ergebnisse. Neben dem nichtlinearen Verlauf des elektrochemischen Auflösungsverhaltens von 1.8519QT in Natriumnitrat wurde für eine Innenverzahnung eine Qualität von Q7 nachgewiesen. Mehrere Potenziale ergeben sich für das profilgebende Fertigungsverfahren. Da Werkstofffestigkeit und Härte nur einen untergeordneten Einfluss auf den Prozess haben, ist die wirtschaftliche Bearbeitung gehärteter Werkstoffe auch im endfesten Zustand möglich und so für die Hartfeinbearbeitung nutzbar. Zudem ist die Herstellung der Verzahnung gratfrei sowie eine Finishing-Qualität möglich, sodass von einer Prozesskettenverkürzung ausgegangen werden kann. Herauszustellen sind neuartige konstruktive Möglichkeiten bei der Nutzung von PECM, wodurch beispielweise der werkzeugbedingte Auslauf bei Innenverzahnungen entfällt. Die daraus resultierende Reduktion des Bauteilgewichts erlaubt zudem Leistungssteigerungen. 

Die Ergebnisse der Potenzialstudie motivieren das Fraunhofer IWU, in Zukunft weitere Untersuchungen und Aktivitäten zu verfolgen, um den Mehrwert der PECM-Technologie für die Verzahnungsfertigung herauszustellen.