Der Einsatz von Kühlschmierstoffen belastet die Umwelt und kostet viel Energie. Doch es gibt neue Methoden, diese erdölhaltigen Substanzen beim Schleifen einzusparen.
Kühlschmierstoffe sparen beim Schleifen
Dezember 2017 – Beim Schleifen von Werkstücken aus metallischen Werkstoffen bleibt der Kühlschmierstoff-(KSS)-Einsatz nach wie vor unverzichtbar, bedingt aber oft einen hohen Energieeinsatz und beeinflusst somit maßgeblich die Energieeffizienz des Schleifprozesses. Daher ist das übergeordnete Ziel dieses Forschungsvorhabens die Steigerung der Energieeffizienz von mehrstufigen Schleifprozessen durch eine prozessgesteuerte, hocheffiziente KSS-Zufuhr. Hierfür sollen KSS-Zufuhrstrategien ermittelt werden, die bei der Schrupp- und Schlichtbearbeitung einzusetzen sind und die Erreichung der geforderten Prozessleistung und -sicherheit im jeweiligen Bearbeitungsschritt mit einem möglichst geringen Energieaufwand und/oder einer möglichst hohen Energieeffizienz (Energieeinsatz pro zerspantem Werkstoffvolumen) gewährleisten. Die zu erarbeiteten Methoden zur Analyse des Energieeinsatzes soll schleiftechnischen Anwendern eine Prognose über den Energiebedarf für vordefinierte Schleifprozesse und Betriebsszenarien ermöglichen, anhand derer eine Prozessoptimierung im Hinblick auf die Energieeffizienz noch in der Prozessauslegungsphase vorgenommen werden kann.
Forschungsvereinigung: VDW Arbeitskreis VII „Schleiftechnik“
Hocheffiziente KSS-Zufuhr beim Verzahnungsschleifen
Generell besteht bei der Schleifbearbeitung von Verzahnungen aufgrund der Kinematik des Korneingriffs und der großen Kontaktfläche zwischen Schleifscheibe und Zahnrad eine hohe Gefahr der thermisch bedingten Randzonenschädigung (z.B. Schleifbrand). Um die Folgen zu hoher Wärmeentwicklung beim Schleifen sicher zu vermeiden, ist der Einsatz von Kühlschmierstoffen (KSS) in den meisten Schleifanwendungen unabdingbar.
Das übergeordnete Ziel des Forschungsvorhabens ist die Steigerung der Prozesssicherheit und der Prozessleistung beim Verzahnungsprofilschleifen durch die Entwicklung eines hocheffizienten und flexiblen Systems zur Zufuhr des KSS. In der Kleinserienfertigung kann dieses an die jeweilige Schleifaufgabe mit minimalem Kosten- und Zeitaufwand angepasst werden. Durch optimierte KSS-Düsen lässt sich der KSS-Volumenstrom und der Pumpendruck und somit die Energieaufnahme der Hauptpumpe um knapp 90% gegenüber der Standardkonfiguration des Maschinenherstellers reduzieren und ein signifikant höheres Volumen zerspant werden, ohne dass das Bauteil durch Schleifbrand geschädigt wird.
Forschungsvereinigung: FVA Arbeitskreis „Fertigungstechnik“
Mehr Informationen
Einzelprojekt-Brinksmeier-IWT.pdf
Förderer
BMWi-AiF/IGF
Ansprechpartner
Stiftung Institut für Werkstofftechnik IWT, Universität Bremen
Prof. Ekkard Brinksmeier
Tel.: + 49 421 218 51101
E-Mail: brinksmeier@iwt.uni-bremen.de