Honen mit Schwingungsüberlagerung - produktive Feinbearbeitung von Laufbahnbeschichtungen

Laut einer Prognose werden Verbrennungsmotoren im Jahr 2040 die Antriebsbasis von circa zwei Dritteln aller PKW in Deutschland sein. Weltweit soll der Bedarf an Motoren weiter steigen. Ziel ist, deren Effizienz durch Erschließen der großen Potenziale signifikant zu steigern. Das betrifft insbesondere die Reduzierung der innermotorischen Reibung sowie die Verbesserung der Thermodynamik und Abgasnachbehandlung. Dafür werden auf Kolbenlaufbahnen robuste und tribologieoptimierte thermische Spritzschichten appliziert. Diese bedingen höchste Anforderungen an die Feinbearbeitung. Dementsprechend ist die Entwicklung von effizienten und produktiven Fertigungsverfahren erforderlich. In dem Beitrag werden am Fraunhofer IWU entwickelte Verfahrensansätze für ein schwingungsüberlagertes Honen aufgezeigt. Durch die Einleitung zusätzlicher Bewegungen und daraus resultierender Kräfte in den Prozess sind die Verfahrensentwicklungen den Hybriden Prozessen zuzuordnen. Es werden für die beiden Verfahrensvarianten der Schwingungsüberlagerung am Werkstück und am Werkzeug die jeweiligen Konzepte, deren Realisierung sowie Erprobung dargestellt. Die komplexen Systeme für die Schwingungsüberlagerung wurden anforderungsgerecht ausgelegt und verfügen über adaptronische Komponenten. Die Funktion der Systeme und der Prozesse ist gegeben. Die dargestellten Ergebnisse der Bearbeitungsversuche zeigen, dass die Produktivität durch schwingungsüberlagertes Honen signifikant gesteigert werden kann. Es erfolgt eine Bewertung der Verfahrensentwicklungen hinsichtlich Machbarkeit und Nutzen sowie eine Einordnung in die Trends der Produktionstechnik.