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13.12.2019

Vorteile der Trockenbearbeitung

Drehertec-Geschäftsführer Martin Dreher erklärt die Vorteile der Trockenbearbeitung in der Zerspanung. Der Experte für Drehmaschinen geht davon aus, dass dieses Verfahren die konventionelle Bearbeitung vor allem bei der Einrichtung neuer Produktionsstätten bald weitgehend ablösen wird.

Martin Dreher: "Um effizient trocken zu bearbeiten, bedarf es spezieller Kenntnisse."

„In der zerspanenden Metallfertigung halten die Trockenbearbeitung sowie der Einsatz von Minimalmengenschmierung (MMS) zunehmend Einzug und stellen in vielen Fällen Alternativen zur konventionellen Nassmethode dar. In der Praxis ist es möglich, bis zu 80 Milliliter Kühlschmierstoff pro Stunde einzusetzen, um einen ‚trockenen‘ Span zu erhalten. Während bei der Überflutungsschmierung große Mengen Kühlmittel Verwendung finden, bleiben sowohl die Späne als auch das Werkzeug und die Bauteile bei den trockenen Methoden weitestgehend ohne Schmierung. Daher ermöglichen die Verfahren erhebliche Kosteneinsparungen sowie ein Differenzierungsmerkmal im Wettbewerb. Düsen führen beim Vorgang das Schmiermedium – eine Emulsion aus Öl und Wasser – auf die Zerspanungswirkstelle. Feine Tröpfchen im Druckluftstrom, das sogenannte Aerosol, weisen dank des hohen Wasseranteils gute Spantransportfähigkeiten auf, während das Öl die benötigte Schmierwirkung erzeugt.

Wirtschaftlich und umweltfreundlich

Bisher setzen vor allem Automobilhersteller auf die kühlschmierstofffreie Metallbearbeitung. Aufgrund der großen zu produzierenden Stückzahl gelang es der Branche so, die Forschungs- und Entwicklungskosten zu stemmen. Doch auch in weiteren Bereichen – etwa im Maschinenbau zur Gussbearbeitung von Armaturen, Pumpengehäusen oder Ventilen – setzt sich die Technik immer mehr durch. Vor allem bei der Einrichtung neuer Produktionsstätten ist deshalb zu erwarten, dass dieses Verfahren die konventionelle Bearbeitung weitgehend ablöst. Für viele Unternehmen erweist sich die Trockenbearbeitung aufgrund des zunehmenden finanziellen Drucks als ideale Alternative gegenüber konventionellen Methoden. Sowohl bei den Ressourcen Öl und Wasser als auch hinsichtlich des Energieverbrauchs reduzieren sich die Kosten. Darüber hinaus entfällt der zeitliche und finanzielle Aufwand für die Trocknung der Späne vor der Entsorgung sowie für die Reinigung der Werkstücke vor der Wiederverwendung. Gleichzeitig ermöglicht eine geringe Ölbelastung ein problemloses Recycling, ohne Rückstände entfernen zu müssen. Trotz gesteigerter Wirtschaftlichkeit bleibt die Qualität der Werkstücke erhalten und es besteht aufgrund der Prozessoptimierung die Möglichkeit, auf individuelle Kundenwünsche einzugehen. Zudem entfällt die Thermoschockbelastung der Werkzeugschneide aufgrund einer höheren Bearbeitungsgeschwindigkeit, der geringeren Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück sowie der kurzen Spanformen. Dadurch entsteht eine niedrigere Prozesstemperatur, die das Kühlen überflüssig macht. Auch aus Sicht des Arbeitsschutzes bieten Trockenbearbeitung und MMS Vorteile gegenüber dem herkömmlichen Verfahren: Filtersysteme und Absaugvorrichtungen schützen vor Feinstaub sowie Emissionen in der Atemluft. Eine Verschmutzung der Fertigungshallen und des Montageplatzes bleibt außerdem aus, da keine Gefahr besteht, die Stoffe zu verschleppen.

Auf die Bedingungen kommt es an

Um effizient trocken zu bearbeiten, bedarf es spezieller Kenntnisse – das Zusammenspiel von Werkstoff, Maschine und dem angewandten Verfahren erweist sich als komplex. Dabei stellt das Ermitteln und Erhalten der passenden Einstellung zur Trockenbearbeitung eine Herausforderung dar. Mitarbeiter sehen sich mit der Schwierigkeit konfrontiert, die richtige Dosierung des Schmierstoffs zu verwenden – aufgrund der Mengenverhältnisse ist der Sprühnebel mit dem Auge kaum zu erkennen. Kommt zu viel Emulsion zum Einsatz, bleiben die Späne nicht trocken und die Maschinen verschmutzt durch eine Schicht aus Schmiermittel und Feinspänen. Außerdem nimmt die Auswahl einer geeigneten Beschichtung der zu bearbeitenden Werkstücke eine wichtige Rolle ein. Verbesserte chemische Eigenschaften sowie optimierte Werkzeugvorbehandlungen ermöglichen es, Leistungsreserven zu erschließen. Auch die physikalische Beschaffenheit der Trennfläche zwischen Werkzeug und Werkstoff, die den Schmierstoff ersetzt, sollte auf das Profil der Trockenbearbeitung abgestimmt sein. Der schnelle Späneabtransport durch einen herangeführten Luftstrom sorgt dafür, dass das Nebenprodukt keine Wärme an die Maschine abgibt, und verhindert so thermische Verlagerungen und Qualitätseinbußen. Vor allem bei der Bearbeitung von Urformteilen, wie sie in der Serienfertigung der Automobilindustrie vorkommen, erweisen sich die trockenen Methoden als eine wirtschaftliche und umweltfreundliche Alternative. Eine umfassende Ablösung der Nassbearbeitung findet jedoch nicht statt, da einige Werkstoffe, etwa hochwarmfeste Legierungen oder Titan, eine umfangreichere Menge an Schmierstoffen verlangen.“

Unternehmensinformation

DREHERtec GmbH

Wolf-Hirth-Straße 2
DE 78588 Denkingen, Württ
Tel.: +49 - 7424 - 980 460
Fax: 07424-95841-310

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