Kühlschmierstoff ist während des gesamten Lebenszyklus teuer und kann eine gefährliche Arbeitsumgebung schaffen. Von Zeit zu Zeit wird deshalb auch über die Trockenbearbeitung diskutiert.
Die Anwendung des Kühlmittels senkt die Temperatur in der Schneidzone und verringert die thermische Belastung des Werkzeugs (Kühlung), hält es sauber und sorgt für Korrosionsschutz in der Maschine und am Werkstück. Es reduziert die Reibung und reduziert damit den Werkzeugverschleiß, transportiert Späne / Metallstaub / Verschmutzungen und verbessert die Bearbeitungsgenauigkeit. Es kann auch die Produktivität steigern, wenn die Flüssigkeit mit Hochdruck durch Kanäle in dem Werkzeug, die genau in die Schneidzone gerichtet sind, angewendet wird.
Kühlschmierstoffe haben aber auch Nachteile. Wenn sie nicht gepflegt werden, können Sie für eine gefährliche Arbeitsumgebung verantwortlich sein. Bakterienausbrüche in der Flüssigkeit, oder die Überdosierung von Bioziden können zu Atemwegsbeschwerden, allergische Reaktionen, Vergiftungen und Infektionen führen. Wenn bakterielle Ausbrüche durch das Hinzufügen bestimmter Biozide reguliert werden, können diese unter Umständen auch Asthma, Sensibilisierungen, Unfruchtbarkeit oder Krebs begünstigen.
Wann kann Trockenbearbeitung verwendet werden?
Trockenbearbeitung kann dort gut funktionieren, wo das Werkzeug nur intermittierende Eingriffe in das Material macht. Wird dort Kühlmittel verwendet, kann es dieser einer zyklischen thermischen Belastung ausgesetzt werden, wenn er in Millisekunden abgekühlt und aufgeheizt wird. Bei der Trockenbearbeitung variiert die Werkzeugtemperatur nur in einem relativ engen Bereich, was nicht zu einem thermischen Schock führt.
Es gibt Materialien wie Titan- und Hochtemperatur-Superlegierungen, oder Duplex- (austenitisch-ferritische) rostfreie Stähle oder sogar speziell legiertes Hartguss, bei denen Reibung und Wärmeerzeugung beträchtlich sind und wo die Trockenbearbeitung sehr schwierig anzuwenden ist. Die Schneidkräfte und die Wärmeerzeugung werden so extrem, dass die Werkzeuge zerbrechen.
Minimalmengenschmierung
Ein mittlerer Weg ist die Minimalmengenschmierung bei der Öl-Nebel durch Druckluft in der Schneidzone aufgebracht wird. Eine weitere Entwicklung daraus ist die Kryo-Schmierung, bei der flüssiger Stickstoff oder CO2 zur Entfernung von Wärme aus der Schneidzone verwendet wird.
Es gibt eine gewisse Unsicherheit bei diesen Methoden. Die Risiken von Nanopartikeln, Gasen und Resten der Pyrolyse aus den Ölen sind relativ unerforscht. REACH verarbeitet zur Zeit die Anmeldungen für dieses Feld und wird bis zum 31. Mai 2018 damit fertig sein.
Ist Metallbearbeitung ohne MWF möglich?
Es gibt darauf keine allgemeine Antwort. Ob die Trockenbearbeitung die Prozessflüssigkeit ersetzen kann, während die Gesamtleistung beibehalten wird, hängt von den spezifischen Anwendung und den verfügbaren Bearbeitungswerkzeugen ab.
Wenn die Trockenbearbeitung generell anwendbar wäre, würde das sowohl Geld sparen, als auch die Umwelt schonen.
Feinere Toleranzen und höhere Anforderungen an eine gleichmäßige Temperatur im Prozess sprechen oft sowohl gegen Trockenbearbeitung als auch gegen die Minimalmengenschmierung.
Der Trend weltweit
Neue Fertigungstechniken, neue Technologien und neue Materialien werden in einigen Branchen die Prozessflüssigkeit ersetzen. Dennoch wird der globale Verbrauch von Prozessflüssigkeiten voraussichtlich steigen. Rund 2,5 Millionen Tonnen Prozessflüssigkeit werden heute produziert und in drei Jahren wird die weltweite Produktion auf rund 2,8 Millionen Tonnen steigen. Der Zuwachs erfolgt vor allem in Asien.
(JÖ)
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