Den Kühlschmierprozess allein zu verbessern, reicht nicht mehr aus. Ganzheitliches Denken und die enge Zusammenarbeit zwischen Schmierstoff-, Maschinen- und Werkzeughersteller ermöglichen Leistungssteigerungen, die mit getrennt optimierten Teilsystemen nicht möglich sind.
Fragt man große Verbraucher nach dem Schmierverfahren der Zukunft, so steht auf deren Prioritätenliste die Trockenbearbeitung respektive die Minimalmengenschmierung ganz oben. An zweiter Stelle wird der Einsatz von reinen Ölen genannt, während wassermischbare Kühlschmierstoffe wegen des höheren Pflegeaufwandes oft erst dritte Wahl sind.
„Unter Experten gilt die Meinung, dass die Minimalmengenschmierung längerfristig einen Anteil von zehn bis 15 Prozent einnehmen wird“, sagt Herbert Grill, Business Center Manager wassermischbare Kühlschmierstoffe bei der Rhenus Lub GmbH & Co. KG in Mönchengladbach. Der Verbrauch von nicht wassermischbaren Kühlschmierstoffen werde tendenziell zunehmen, jener der Emulsionen abnehmen.
Mittlerweile genügt es nicht mehr, Teile des Fertigungsprozesses getrennt zu optimieren. Nur durch ganzheitliches Denken sind noch entscheidende Verbesserungspotenziale zu erschließen und die Kosten auf ein Minimum zu reduzieren. Auch der optimierte Einsatz von Kühlschmierstoffen im Rahmen eines Fluid-Managements wird dem nicht ge-recht. Ganzheitliches Denken schließt das Werkzeug, die Maschine, die Filtertechnik und in bestimmten Fällen sogar die Produktionshalle mit ein. Deshalb muss die Frage, welches Schmierverfahren für eine bestimmte Anwendung am besten geeignet ist, in der Regel vor Fertigungsanlauf eines neuen Teils geklärt sein. Danach ist die Umstellung des Prozesses meist zu aufwendig und zu teuer.
Gelingt es, alle Parameter aufeinander abzustimmen und gemeinsam zu optimieren, sind Leistungssteigerungen möglich, die bei getrennter Betrachtung nicht zu realisieren sind. Beispiel einer solchen Zusammenarbeit ist die Kooperation zwischen dem Schmierstoffhersteller Rhenus Lub und dem Schleifmittelwerk Tyrolit KG aus Schwaz in Österreich. Die gemeinsame Arbeit an Schmierstoffen und Schleifmitteln hat in den vergangenen Jahren zu vielen neuen Erkenntnissen über den Schleifprozess geführt und die Produkte beider Unternehmen verbessert.
Damit der Kühlschmierstoff im Metallbearbeitungsprozess wie gewünscht funktioniert, müssen drei wesentliche Parameter aufeinander abgestimmt werden:
– die Kosten
– die technische Leistungsfähigkeit und
– die Humanverträglichkeit.
„Diese drei Faktoren zu optimieren bedeutet letztlich für jedes Einsatzfeld einen Kompromiss“, gibt Grill zu bedenken. „Deshalb werden neben Universal-Schmierstoffen in Zukunft Spezialprodukte eine größere Rolle spielen, die auf spezielle Anforderungen und maximale Leistungsfähigkeit zugeschnitten sind.“ Regionale und zeitliche Unterschiede in der Gewichtung der drei Faktoren setzen immer wieder neue Akzente. Stand vor einigen Jahren beispielsweise noch die Nitrosaminbildung in wassergemischten Kühlschmierstoffen im Zentrum der Diskussion, liegt heute der Focus eher auf den Kosten oder der technischen Leistungsfähigkeit.
Neue Bearbeitungstechniken und Werkstoffe sowie höhere Prozessgeschwindigkeiten erfordern eine sehr gute Schmierwirkung und Schneidleistung. Beides lässt sich mit herkömmlichen wassergemischten Kühlschmierstoffen mit Blick auf das Schaumverhalten nicht mehr lösen. Prädestiniert für solche Anwendungen sind Zwei-Komponenten-Schmierstoffe wie Rhenus R-Flex. Sie verbinden maximale, individuell einstellbare Schmierwirkung mit einem sehr guten Schaumverhalten.
Schwierige Zerspanungs- oder Umformprozesse und immer anspruchsvollere Werkstoffe vor allem im Bereich der Aluminium-Legierungen stellen hohe Anforderungen an das Schmiervermögen. „Schmierstoffe auf Basis pflanzlicher oder synthetischer Ester sind hier eine sehr gute Lösung“, sagt Herbert Grill. „Sie gewinnen daher zunehmend an Bedeutung.“
Auch, wenn es um Humanverträglichkeit geht, stehen möglichst unschädliche Rohstoffe im Vordergrund. Wichtig ist hier unter anderem, dass der Schmierstoff während der Einsatzzeit als geruchs- und hautfreundlich empfunden wird. Speziell beim wassergemischten Schmierstoff spielt der pH-Wert eine große Rolle. „Deshalb bringen wir in diesem Jahr ein Produkt auf den Markt, das bei einem konstanten pH-Wert um 7,8 arbeitet“, kündigt Herbert Grill an. Gegenüber früheren Fluiden falle die relative Laugenkonzentration um mehr als 90 % geringer aus.
„Der Gesetzgeber hat bereits für einen hohen Sicherheitsstandard bei Schmierstoffen gesorgt“, sagt Grill. „Vor allem über das EU-Recht sind in Zukunft jedoch weitere Regelungen zu erwarten.“ Gerade im Bereich der Emulsionen wird es Einschränkungen geben. Die darin enthaltenen Biozide müssen gemäß der Biozidrichtlinie für jedes Produkt angemeldet, getestet und registriert werden. Der Großteil der Biozide wird deshalb aus Kostengründen vom Markt verschwinden. Und damit schrumpft der Spielraum der Schmierstofftechniker, eine Emulsion auf eine bestimmte Anwendung abzustimmen. hw
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