Våd bearbejdning medfører høje omkostninger

Uanset om det er drejning, boring eller fræsning - produktionsmetoder til bearbejdning er udbredte og ofte anvendt inden for metalindustrien. En af deres fordele er, at de sikrer meget snævre dimensions- og formtolerancer. De gør det muligt for kunderne at producere næsten alle geometriske former, og de er også meget automatiserede, hvilket gør dem ideelle til serieproduktionsmiljøer.

Bearbejdningen skaber ekstremt høje temperaturer i skærezonen, så luft/olie-blandinger sørger både for køling og smøring og hjælper med at transportere spånerne væk. Ved konventionel vådbearbejdning flyder kølesmøremidlet rundt om værktøjerne. Dette skyller ofte også olier fra bundlinjen væk, hvilket forværrer sliddet på maskinens føringer. Kølesmøremidler kræver også en masse vedligeholdelse, idet kontrol, bortskaffelse og påfyldning af smøremidler medfører omkostninger i sidste ende.

Mens folk har søgt efter måder at reducere deres forbrug af kølesmøremiddel på i et stykke tid nu, har den nuværende energikrise virkelig bragt spørgsmålet frem i lyset. Når alt kommer til alt, udgør de gennemsnitlige omkostninger til kølesmøremidler i produktionsprocesser mellem 8 og 16 procent! De nøjagtige omkostninger til kølesmøremidler afhænger naturligvis i høj grad af den specifikke bearbejdningsmetode, der anvendes, og andre produktionsspecifikke faktorer som f.eks. værktøjsmaskinernes størrelse. Ikke desto mindre kan der her opnås store omkostningsbesparelser, som man ikke bør overse.

Alternativer til vådbearbejdning, der bruger mindre kølesmøremiddel

Tørbearbejdning og minimumsmøring (MQL) er alternativer til vådbearbejdning, og vi forventer, at mange allerede er bekendt med dem. Den største fordel ved MQL er de sparede omkostninger til ressourcer som olie, vand og energi. Hvis du ikke behøver at bortskaffe og genopfylde sådanne ressourcer så ofte, behøver du ikke at afbryde produktionen så meget.
Desuden eliminerer man ved at fjerne fuldstrålekøling ved skæring af metal normalt også det termiske chok på værktøjets skærekant. Dette gør det igen muligt at anvende superhårde værktøjsmaterialer, hvilket åbner døren til meget højere skæredata og længere levetid for værktøjet.

Du skal dog nøje overveje, om det vil give mening at skifte til MQL- eller tørbearbejdning. Det er ikke altid en ligetil proces og kan kræve store investeringer, som først skal tjenes ind igen. Denne oversigt henvender sig til alle, der ønsker at få mere at vide om mulighederne og begrænsningerne ved MQL- og tørbearbejdning. Vi anbefaler altid at indhente rådgivning fra din leverandør for at vurdere dine specifikke omstændigheder.

Hvad er minimummængdesmøring?

Der findes ingen standardiseret definition af minimumssmøring. I modsætning til oversvømmelsessmøring anvendes der ved minimumssmøring kun få dråber smøremiddel under bearbejdningen. En særlig doseringsteknik sikrer, at det tryksatte medium føres direkte til det aktive punkt på værktøjets skærekant. Praktiske erfaringer har vist, at MQL i gennemsnit ikke bruger mere end 50 ml smøremiddel pr. procestime og pr. værktøj.

Tør bearbejdning eller minimal mængde smøring

De to udtryk "minimumsmængdesmøring" og "tørbearbejdning" er ikke altid klart adskilt fra hinanden. MQL kaldes ofte også for "kvasitør bearbejdning". Dette skyldes, at udtrykket "tørbearbejdning" blev etableret flere år før indførelsen af minimumsmøring. Generelt henviser det til tørre spåner, værktøjer og komponenter under produktionsprocessen.
Det afgørende her er, hvordan begrebet "tør" defineres. En spån anses for at være "tør", hvis procentdelen af kølesmøremiddel på spånen er mindre end 2 masseprocent. I praksis betyder det, at der kan bruges 80 ml kølesmøremiddel i timen for at opnå "tørre" spåner. Som følge heraf hører MQL faktisk under tør bearbejdning.
Desuden betegner "tørbearbejdning" også metoder, der er helt tørre, dvs. at de ikke anvender noget som helst kølesmøremiddel. Når der i det følgende henvises til "tør bearbejdning", er der tale om en absolut tør metode, hvor der ikke anvendes kølesmøremiddel, ellers menes der minimumsmøring.
Én ting står klart - hvis du vil sikre effektiv tørbearbejdning, skal du kende til, hvordan emnet, materialet, bearbejdningsmetoden, værktøjet, bearbejdningsforholdene og værktøjsmaskinen påvirker hinanden. Følgende tabel opsummerer, hvor tørbearbejdning og minimumsmængdesmøring har etableret sig. Den kan ikke erstatte en konsultation på stedet, hvor der ses på dine specifikke omstændigheder.

Hvor svært er det at gå over til smøring med minimumsmængde?

Virksomhederne vil spørge sig selv: "Hvor svært er det at gå over til MQL?" og "Hvornår giver det mening at gøre det?". Desværre er der ikke noget svar, der passer til alle. De ændringer, der skal foretages i maskiner og værktøjer for at kunne anvende MQL, varierer meget afhængigt af de specifikke produktionsforhold i virksomheden. For eksempel er værktøjsmaskiner som rundsave og båndsave meget lette at eftermontere til brug med MQL. Dette er dog ikke tilfældet for højtydende skæring - hvis du ønsker at optimere disse arbejdsgange til MQL, skal du bruge specielt konstruerede maskiner og de relevante værktøjer. Den afgørende faktor er, hvordan smøremidlet føres ind.

Finansielle fordele i et overblik

Hvis du reducerer brugen af kølesmøremiddel, kan du spare penge på forskellige måder. Naturligvis afhænger disse besparelser også i høj grad af de specifikke produktionsparametre, der anvendes

• Der kan forventes en længere levetid for værktøjet takket være optimerede processer
• I enkelte tilfælde kan optimerede processer fremskynde arbejdsgangen med op til 30 %
• Der kan opnås besparelser ved køb, opbevaring, transport og bortskaffelse af kølesmøremidlet. Spånerne forbliver tørre og kan sælges, f.eks. som genbrugsmateriale
• Den tid og indsats, der er nødvendig for at kontrollere og vedligeholde kølesmøremidlet, bortfalder
• Afhængigt af den specifikke anvendelse kan tidskrævende downstream-processer reduceres, f.eks. rengøring af miljøet omkring maskinen

Miljømæssige fordele i et overblik

• Der dannes ingen skadelige affaldsemulsioner
• Der er ingen skader forårsaget af store lækager af kølesmøremidler
• Sikkerhed på arbejdspladsen: Da miljøet omkring maskinerne er tørt, er risikoen for ulykker på arbejdspladsen reduceret
• Medarbejdernes sundhed beskyttes: risikoen for sygdomme (f.eks. i forbindelse med luftvejene eller hudsygdomme), der kan tilskrives kølesmøremidler, forebygges*
• Det er også en fordel at gå over til MQL på maskiner, der har relativt lange stilstandstider, der varer dage eller uger. "Drejning" af emulsion kan forhindres. Dette kan føre til mikrobiel vækst, en ubehagelig lugt og sundhedsfare

Mulige ulemper ved smøring med minimumsmængde

Fordelene ved MQL opvejer ikke altid ulemperne. Som tidligere nævnt afhænger det i høj grad af de specifikke forhold i virksomheden, og derfor skal kunderne indhente skræddersyet rådgivning. De bør dog være opmærksomme på følgende ulemper:

• Hvis det er nødvendigt at ombygge maskinerne, vil det medføre høje investeringsomkostninger
• Behovet for specialværktøj (se næste afsnit) kan medføre højere løbende værktøjsomkostninger
• Nogle gange kan det ikke betale sig at gå over til smøring med minimumsmængder til engangsopgaver eller produktion af små serier. Den tid og indsats, der er nødvendig for at koordinere emnet, maskinparametrene, værktøjerne og smøringen, er ofte større end de potentielle besparelser, der kan opnås
• Det kan ikke anbefales at gå over til smøring af minimumsmængder for alle metoder, maskiner eller arbejdsstykker
• MQL giver ingen køling, det smører blot. Spånerne transporteres væk med trykluft. Der er risiko for overophedning af komponent og værktøj

MQL-compliant tool

Since machining processes that use minimum quantity lubrication work with extremely small amounts of lubricant, it is crucial to ensure a continuous supply to the active point on the tool cutting edge. Conventional tools used for wet machining quickly reach the limits of what they can do in this respect. Customised tools and the requisite expertise are needed here, particularly as the cutting speed increases.

Kommentar fra kilden: 718 D (bghm.de)

*Kommentar fra kilde: 718 D (bghm.de): I praksis betragtes metalskæremetoder, der anvender minimumsmøring, som metoder med lav emission. Denne tendens kan også ses i tests, der blev udført på arbejdsstationer med minimumsmængdesmøring som led i en særlig måleserie. Ved disse test blev eksponeringen (for støv, aerosoler og dampe fra kølesmøremidler) målt på værktøjsmaskiner, der anvendes i produktionsafdelinger. Dataene blev indsamlet ved hjælp af målere, som personalet bar på sig, og ved hjælp af stationære målinger, der blev foretaget ved kontrolpanelet og inde i maskinen (se billede 40 og 41). Nedbrydnings- og pyrolyseprodukter som f.eks. formaldehyd blev kun fundet i spormængder i enkelte tilfælde. De målte støvkoncentrationer lå også langt under de tilladte grænseværdier for erhvervsmæssig eksponering (OEL) for "respirabel fraktion" (OEL: 3 mg/m3 luft) og for "indåndbar fraktion" (10 mg/m3 luft). Den følgende referencemåling bekræftede tendensen til, at smøring med minimumsmængder frigiver meget lavere emissioner end vådbearbejdning. Ved bearbejdning af materialer ved hjælp af minimumssmøring på værktøjsmaskiner i produktionsafdelinger blev kølesmøremiddeldampe og aerosoler identificeret som faktorer, der bestemmer eksponeringsniveauet. Alle målinger viste, at den tidligere gældende grænseværdi for luft for kølesmøremidler blev overholdt (tidligere grænseværdi: 10 mg/m3 luft; det er den nyeste teknik). De koncentrationer, der blev målt i arbejdsområderne, var så lave, at mere end 95 % af måleværdierne lå langt under halvdelen af grænseværdien