Aufgrund eines hohen Energieaufwands und erhöhter Reinigungs- und Entsorgungskosten, stellt das konventionelle Kühlen und Schmieren einen immensen Kostenfaktor dar. Die Minimalmengenschmierung punktet hingegen mit verbesserter Energieeffizienz, weniger Emissionen, verbesserter Produktivität und höheren Werkzeugstandzeiten oder höheren Vorschubgeschwindigkeiten.Autor: M.Ed. Andree Fees, HPM Technologie GmbH
Seit über 65 Jahren setzt sich die HPM Technologie GmbH, bis 2005 Pfeiffer Technologie, mit dem Thema Minimalmengenschmierung auseinander. Die Pioniere der MMS erwirtschaften mit insgesamt 20 Mitarbeitern einen jährlichen Umsatz von etwa 2 Mio. Euro. Beachtlich ist dabei die hohe Quote der Re-Investition in Forschung und Entwicklung von 25 bis 28 Prozent. Dies brachte den Schwaben auch schon die Auszeichnung ein, zu den Top 100 der innovativsten Unternehmen im Land zu gehören. Die 15 Mitarbeiter im eigenen Entwicklungszentrum in Münsingen arbeiten stetig daran, diesen Rang zu behaupten.
Im Rahmen der Forschungstätigkeiten des Vereins „Zukunftsorientierte Zerspanung e.V.“, in dem HPM ein Gründungsmitglied ist, wurden am wbk Institut für Produktionstechnik des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) Untersuchungen zur Charakterisierung von Minimalmengenschmiersystemen durchgeführt. Ziel dieser Untersuchungen war es, Zusammenhänge zwischen dem Bearbeitungsergebnis und dem erzeugten Aerosolsprühbild aufzuzeigen. Basierend auf diesen Ergebnissen soll es möglich werden, das Zusammenspiel von einzelnen Komponenten für MMS-Systeme, wie Werkzeuge oder MMS-Geräte, anhand des sich ausbildenden Aerosolsprühbilds zu bewerten und dies möglichst ohne aufwändige und hochkomplexe Versuchsstände. Die Ergebnisse zeigen eine prinzipielle Eignung dieser Methode. Einen möglichen Grund, warum viele MMS-Projekte nicht zum Erfolg führen, nennt Hanspeter Münzing, Geschäftsführer bei HPM: „Was mich oft bei den vielen gescheiterten MMS-Projekten wundert, ist, dass nicht die ganze Prozesskette begutachtet wurde. Genau das tun wir, denn erst in der ganzheitlichen Betrachtung kommen die tatsächlichen Produktivitätsvorteile der MMS zum Tragen.“
Bei der Innenschmierung setzt HPM auf sein Breeze-Verfahren, als Weiterentwicklung der bisherigen KSS- und MMS-Systeme. Die Grundidee dahinter ist, dass die Flüssigkeiten im Produktionsprozess kontrolliert, in passender Menge, zur passenden Zeit, an den vorbestimmten Ort, prozesssicher aufgetragen werden. Ein hauchfeiner Aerosolnebel legt sich dabei laut dem Hersteller auf die Bearbeitungsstelle und erzeugt so einen absolut geschlossenen und hoch wirksamen Schmierfilm. Die Werkstücke können so nahezu trocken bearbeitet werden. Der Kühlmittelverbrauch liegt dabei bei wenigen Millilitern pro Stunde. Die Werkstücke trocknen fast rückstandsfrei ab. Das Filtrieren von Kühlmedien und deren aufwendige Entsorgung würden somit entfallen.
Auch bei Werkzeugdurchmessern 3 mm und Kühlkanaldurchmessern, je nach Werkzeug, teilweise 0,05 mm, ist HPM Breeze einsetzbar. Denn damit lassen sich feinste Tropfen unter 1 μm erreichen. Konzipiert ist das System für Bearbeitungs- und Drehzentren mit schnellem Werkzeugwechsel. Die Technologie kann zu mehr Qualität, besseren Standzeiten, höheren Vorschüben und zu besserem Umweltschutz führen.
Das passende Schmiermedium im Zusammenspiel aller Komponenten
Für optimale Ergebnisse ist ein Zusammenwirken aller Komponenten erforderlich. Dazu gehört auch das passende Schmiermedium. Rainer Thumm, Schmiermediumexperte bei HPM, erklärt: „Mit einem normalen Metallbearbeitungsöl gibt es natürlich Schwierigkeiten, denn dieses kann man nicht so fein zerstäuben.” Es liegt auf der Hand, dass HPM für optimale Ergebnisse eigene Fluid-Reihen anbietet, die optimal auf die eigenen MMS-Systeme abgestimmt sind. Viele Vorteile also, die von den schwäbischen MMS-Experten ins Feld geführt werden. Angesichts dieser Argumente wird man bei HPM auch nicht müde, weiter für den vermehrten Einsatz der MMS-Technologie zu werben.
Dabei werden die Schmierstoffe der HPM Technologie unter hohen ökologischen Standards entwickelt und hergestellt. Die Produkte der Survos-Reihe basieren auf reinen Kohlenwasserstoffen ohne Zusatz von gechlorten Additiven. Dadurch entstehen keine toxischen Abbauprodukte, und die biologische Abbaubarkeit wird verbessert. Ebenso finden sich auch biologische Schmierstoffe im Portfolio.
Als ein Beispiel für ein funktionierendes MMS-Medium kann Samnos ZM-21W näher erläutert werden: Dies ist ein zu 95 % rückstandsfrei abdunstendes Bearbeitungsmittel. Die Schmierfähigkeit ist als sehr hoch einzustufen. Es besitzt eine sehr hohe Kühlfähigkeit. Der Hauptvorteil liegt jedoch in der Temperaturbeständigkeit von mindestens 530 °C. Generell ist diese Flüssigkeit bei allen Materialien und auch bei Kunststoffen und Verbundwerkstoffen einsetzbar. Dieser biologische Industrieschmierstoff bietet im Industriebereich für die spanabhebende Bearbeitung starke Vorteile:
Unter anderem eine sehr hohe Schnittgeschwindigkeit ohne Verringerung der Werkzeugstandzeit, eine Steigerung des Materialdurchsatzes und bessere Produktqualität durch höhere Präzision der Werkzeuge im Verarbeitungsprozess. Der biologische Industrieschmierstoffe enthält dabei keine Gefahrstoffe – damit entfallen die verwaltungsaufwändige Gefahrgutklassifizierung nach REACH sowie aufwändige Maßnahmen für den Arbeitsschutz. ■
HPM Technologie GmbHwww.hpmtechnologie.de
Zukunftsideen in Serie
Wie die Zukunft der Zerspanung aussehen kann, präsentieren die Mitglieder des Vereinsfür Zukunftsorientierte Zerspanung e.V. in einer exklusiven Serie in der mav.
Teilen:
