Suchen

Kryogene Zerspanung

Wie es den Titan-Span so richtig eiskalt erwischt

| Redakteur: Peter Königsreuther

Kryogene Kühlung mit CO2 gilt als Schlüssel zu höherer Produktivität bei der Bearbeitung von Titan- und Nickellegierungen, Duplexstählen und anderen hochwarmfesten Werkstoffen. Und so geht's prozesssicher.

Firmen zum Thema

Rother Technologie verrät, wie die kryogen gekühlte Zerspanung schwieriger Werkstoffe, wie Titan- und Nickellegierungen, per CO2 prozesssicher und richtig angegangen werden sollte. In einem Arbeitskreis hat das Unternehmen außerdem ein Gesamtkonzept mitentwickelt, das herstellerunabhängig aufzeigt, wie das Ganze richtig funktioniert.
Rother Technologie verrät, wie die kryogen gekühlte Zerspanung schwieriger Werkstoffe, wie Titan- und Nickellegierungen, per CO2 prozesssicher und richtig angegangen werden sollte. In einem Arbeitskreis hat das Unternehmen außerdem ein Gesamtkonzept mitentwickelt, das herstellerunabhängig aufzeigt, wie das Ganze richtig funktioniert.
(Bild: Rother Technologie)

Möglich werde das durch prozesssichere Kühlschmiersysteme wie beispielsweise die Aeorosol-Trockenschmierung ATS cryolub des Schmierspezialisten Rother Technologie in Kombination mit kryotauglichen Werkzeugen sowie leistungsfähiger CO2-Absaug- und -Überwachungstechnik. Dazu nötige Komponenten sowie Handlungsanweisungen zum sicheren Betreiben von Werkzeugmaschinen mit CO2-Kühlung sind laut Rother im Gesamtkonzept „Zerspanen mit CO2“ /1/ zusammengefasst, das durch einen eigens dafür gegründeten Industriearbeitskreis entwickelt wurde.

Sofort saubere Bauteile und keine KSS-Entsorgung mehr

Insbesondere beim Zerspanen anspruchsvoller Werkstoffe bringt der Einsatz von CO2 viele Vorteile: So lassen sich unter anderem CO2-Kühlung und MMS (Minimalmengenschmierung) in einer Anlage kombinieren, und alle erforderlichen technischen Komponenten sind industriell verfügbar und einsatzfähig. Auch lassen sich Bauteilmaterialien kühlen, die zu Oberflächenreaktionen mit üblichen Kühlschmierstoffen (KSS) neigen. Die KSS müssten nicht mehr gelagert und entsorgt werden, die Bauteile seien nach dem Zerspanen sauber und trocken. Und die Späne sind zu 100 % recyclebar, heißt es. Darüber hinaus ist CO2 ein Abfallprodukt aus der Industrie. Dadurch werden keine Neuemissionen bei dieser Art der Weiterverwendung generiert. Reiner Rother, Geschäftsführer von Rother Technologie: „Gegenüber anderen KSS-Konzepten, wie etwa der Trockenbearbeitung, stehen in vielen Applikationen die längere Standzeit der Werkzeuge sowie die erhöhte Produktivität im Fokus, sobald sie kryogen, etwa mit ATS cryolub, gekühlt werden.“ Weiterhin wird gegenüber der Trockenbearbeitung die Werkzeugtemperatur drastisch gesenkt.

Bildergalerie

Zerspanungswärme nicht bekämpfen sondern ganz verhindern

Hinter ATS verbirgt sich ein feines Öl-Luft-Gemisch, ein Aerosol mit Schmierpartikeln im Mikrobereich, so Rother. Es werde über die Spindel dem Bearbeitungsprozess zugeführt – etwa durch die Innenkühlkanäle des Werkzeugs. Es garantiere die maximale Schmierung und optimale Reibwerte, und das bei sehr geringem Ölverbrauch (circa 3 bis 25 ml/h) – also nahezu im Trockenbereich und direkt am Schnitt. Zur Prozesskühlung bei Bearbeitung von hochwarmfesten Legierungen sowie Titan etc. wird bei ATS cryolub CO2 als Kühlgas zugesetzt, wie es weiter heißt. Das Gas kühle die Kontaktzone je nach Bedarf auf maximal -78 °C ab. Die Kühlleistung ließe sich, ebenso wie die Aerosolsättigung, bedarfsgerecht bauteil- und materialspezifisch einstellen.

Das System ATS beziehungsweise ATS cryolub besteht laut Rother aus dem Steuerungsgerät Aerosol-Master und wird durch das optimal auf alle Komponenten abgestimmte ATS-Öl Aerosol-Master-lubricant c ergänzt. Alle Komponenten des Systems sollen sich ohne Risiko und ohne nennenswerte Unterbrechung der Produktion – meist innerhalb weniger Stunden – prozesssicher an bestehende Bearbeitungsmaschinen andocken lassen und sind so, anwendungsspezifisch optimiert, in den jeweiligen Workflow integrierbar. Darüber hinaus könnten Maschinenhersteller mithilfe der speziellen OEM-Version ihre Anlagen auch direkt mit dem Steuerungsgerät ausrüsten und das ATS-System kundenindividuell vorkonfiguriert an die Industriekunden ausliefern.

Keine Angst vor der kryogenen CO2-Kühlung beim Zerspanen

Reiner Rother erklärt: „Trotzdem standen Zerspaner dem Einsatz von CO2 skeptisch gegenüber, da ein umfassendes Sicherheitskonzept für das Betreiben von Werkzeugmaschinen speziell mit dem sauerstoffverdrängenden Gas als Kühlmittel in einer Fertigungsstätte bisher fehlte.“ Der angesprochene Industriearbeitskreis sorgte deshalb für Abhilfe: Namhafte Hersteller von Werkzeugmaschinen, Kühlschmiertechnologie, Sicherheits- und Maschinenkomponenten, Zerspanungswerkzeugen sowie einem Lieferanten für technische Gase erarbeiteten, wie es dazu heißt, in Kooperation mit dem Forschungs- und Transferzentrum e. V. an der Westsächsischen Hochschule Zwickau (FTZ) unter Projektleiter Prof. Dr. sc. techn. Michael Schneeweiß, eine entsprechende Handlungsanweisung /1/. Mit ihr sei der sichere Einsatz von neuen Bearbeitungsmaschinen mit kryogener CO2-Kühlung sowie auch das Umrüsten bestehender Anlagen auf die Zerspanung mit dem Kühlgas problemlos sowie kostenoptimiert möglich.

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 45598959)