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磨削技术正面临一场数字革命。没有物联网、数字孪生和人工智能，就无法满足电动汽车的高要求。

▲对于电动汽车零部件的生产，磨削工艺必须快速且高精度。（图片：AdobeStock，Gorodenkoff）

“这是别无选择的，”亚琛机床实验室（WZL）技术规划和磨削技术部门主管SebastianBarth说，他也给出了理由：“在许多工艺链中，磨削技术通常在很大程度上甚至完全决定了部件的最终功能特性。”这尤其适用于汽车行业，在汽车工业中，真正意义上的驱动部件往往是最后一道工序起到关键作用。对Barth来说，不仅优化这一重要的制造工艺，而且其完全数字化也起着重要的作用。因此，WZL建立了一个完全数字化的网络生产，包括云连接，其中为一辆电动汽车创建了个电机轴。Barth说：“多亏了数字孪生，我们获得了关于每一个单独的过程如何影响部件质量的信息，以及在哪些地方发生了不良的影响。”针对亿数据

在该项目中，亚琛公司收集并分析了亿个工艺、质量和元数据。根据Barth的说法，这种努力似乎是值得的：“一旦你把这些数据放在一个地方，你就可以从这些数据中提取大量的信息。”因此，测试装置使每个部件的能源消耗，制造过程的成本和生命周期评估成为可能。通过改变15个不同的工艺参数，WZL甚至能够精确地确定以前假定的各个生产步骤之间的依赖关系。例如，上游车削工艺的变化对整个磨削过程产生了重大的影响，包括冷却润滑剂的使用。这样可以节省18.2%的二氧化碳排放量——能源消耗为1,千瓦时。此外，磨削过程缩短：它需要更少的能量和冷却润滑剂。然而，这位专家警告说，不要把缩短磨削时间看作是灵丹妙药：这通常只能通过提高转速来实现。这增加了工具磨损并导致对工具的更高需求，从而增加了其生产过程中的能耗。理想情况下，工具制造商的数据也必须以数字方式进行平衡。Barth认为：“在未来，我们必须根据数据和经验记录整个工艺链，并对其进行整体优化。”这一信息在业界受到好评。根据他的观察，工业用户甚至计划使用AI来预测工艺的结果，从而减少质量波动。高速需要新的磨削工艺当制造商进入新的领域时，创新是必不可少的。这尤其适用于电动化的趋势，这对磨削技术提出了新的挑战。磨削技术专家Barth解释说：“人们突然把注意力集中在很少被注意到的现象上。”例如，到目前为止在内燃机中常见的转速（大约2,~8,转/分）在电力驱动中增加了5~20倍。在最坏的情况下，非最佳磨削齿轮会导致机油泄漏、润滑剂泄漏和发动机损坏。因此，他的WZL团队的JannickR?ttger正在为高速电动机开发新的磨削工艺。与此同时，WZL的邻居弗劳恩霍夫激光技术研究所ILT正在对激光抛光进行深入研究。Barth认为：“激光还不能与磨削技术相媲美。激光抛光是一种技术选择，但不是工业替代品。“也许这句话中缺少了”仍然“这个词。自年以来，国际专家一直在亚琛举行激光抛光会议。年，他们还讨论了磨削的一个领域：不锈钢的抛光。为了提高这种工具制造商特别青睐的材料的表面质量，威斯康星大学麦迪逊分校和不来梅应用光束技术研究所BIAS开发了摆线激光抛光，其中螺旋运动和圆周运动的叠加使光束准摇摆。一台30瓦的光纤激光器以每秒30毫米的速度用微米的超薄光束抛光不锈钢。德裔美国人团队研究了三种不同的摆动光束是如何影响结果的。这三种类型的摆动都将粗糙度降低了60%以上，从而提高了表面质量。然而，在此仍然出现工艺伪影，例如以表面波纹的形式出现。激光带来的无屑切削刃因此，激光抛光仍然只在实验室进行。然而，在工业实践中，激光已经在加工金刚石磨具时使用。“使用Lasertec20Precisionstool激光器，不仅可以非常精确地加工边缘，而且可以非常快速地加工，”莱昂贝格德马吉-森精机的激光技术销售总监MarkusB?umler说。“多亏了激光，切削刃没有碎屑。在过去的几年里，我们不仅能够提高质量，而且还通过将加工速度提高了三倍来降低了单位成本。”顺便说一句，这项技术在汽车工业的PCD工具生产中特别成功。

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