Bespaar koelsmeermiddelen - minimale hoeveelheid smering en droog bewerken

Hoge kosten bij natte verwerking

Of het nu gaat om draaien, boren of frezen - snijprocessen worden voornamelijk gebruikt in de metaalverwerkende industrie. Voor hen spreekt dit voor zeer nauwe maat- en vormtoleranties. Bijna elke geometrische vorm kan worden gemaakt. Door het hoge automatiseringspercentage is de verspaning ook ideaal voor serieproductie.

Omdat tijdens de bewerking extreem hoge temperaturen in de snijzone optreden, zorgen lucht-oliemengsels voor koeling en smering en helpen ze de spanen te verwijderen. Bij de gebruikelijke natte bewerking worden de gereedschappen gespoeld met koelsmeermiddelen (KSS). Dit leidt er vaak toe dat ook bedolie wordt weggespoeld, wat slijtage van de machinegeleiders kan bevorderen. Daarnaast is KSS zeer onderhoudsintensief. Testen, afvoeren en opnieuw vullen brengen ook vervolgkosten met zich mee.

Een verminderd gebruik van koelsmeermiddelen staat sinds de energiecrisis meer dan ooit in het middelpunt van de belangstelling. De gemiddelde kosten van koelsmeermiddelen in het fabricageproces liggen zelfs tussen de 8 en 16 procent! Het exacte aandeel in de KSS-kosten is uiteraard sterk afhankelijk van de verwerkingsmethode en andere productiespecifieke factoren zoals de omvang van het machinepark. Desalniettemin hebben we hier een kostenblok met een groot besparingspotentieel dat niet over het hoofd mag worden gezien.

Koelsmeermiddelbesparende alternatieven voor nat bewerken

U bent waarschijnlijk bekend met droog verspanen en minimale hoeveelheid smering (MMS) als alternatief voor nat verspanen. Het belangrijkste voordeel van de MQL ligt in de kostenbesparingen in de grondstoffen olie, water en energie. Omdat het niet meer zo vaak hoeft te worden weggegooid en bijgevuld, wordt de productie ook minder vaak onderbroken.
Bovendien betekent het weglaten van volledige straalkoeling bij het verspanen van metaal meestal dat er geen thermische schokbelasting op de snijkant van het gereedschap is. Dit maakt het gebruik van superharde snijmaterialen in de eerste plaats mogelijk. Het resultaat is veel hogere snijwaarden en een langere standtijd.

Er moet echter goed worden overwogen wanneer het zinvol is om over te stappen op MQL of droge verwerking. Dit is niet altijd zonder meer mogelijk of brengt hoge investeringskosten met zich mee die eerst moeten worden afgeschreven. Als u basisinformatie wilt over de mogelijkheden en grenzen van MQL en droog verspanen, geven we u hier een overzicht. Om het individuele geval te kunnen beoordelen, raden wij aan uw leverancier te raadplegen.

Minimale hoeveelheid smering - wat is het?

Er is geen gestandaardiseerde definitie van minimale hoeveelheid smering. In tegenstelling tot vloedsmering (surge cooling), worden slechts enkele druppels smeermiddel gebruikt voor bewerkingen met een minimale hoeveelheid smering. Met behulp van een speciale doseertechniek wordt het medium direct op het werkpunt van de snijkant van het gereedschap onder druk gebracht. In de praktijk is vastgesteld dat er in MQL niet meer dan gemiddeld 50 ml smeermiddel per procesuur en tool wordt gebruikt.

Droog verspanen of minimale hoeveelheid smering

De begrippen minimale hoeveelheid smering en droog verspanen zijn niet altijd duidelijk van elkaar te onderscheiden. MQL wordt ook vaak "quasi droog verspanen" genoemd. De achtergrond is als volgt: De term droog verspanen werd enkele jaren voor de introductie van minimale hoeveelheid smering ingevoerd. Over het algemeen verwijst het naar droge spaanders, gereedschappen en componenten tijdens de productie.De definitie van "droog" is hier cruciaal. Het wordt als droog beschouwd wanneer het percentage koelsmeermiddel op de chip minder is dan 2 massaprocent. In de praktijk betekent dit: er kan 80 ml koelsmeermiddel per uur worden gebruikt om "droge" spanen te verkrijgen. MQL valt eigenlijk onder droog verspanen.

Daarnaast verwijst droog verspanen ook naar processen die absoluut droog verlopen, dus zonder gebruik van koelsmeermiddel. Als hieronder sprake is van droog bewerken, gaan we uit van een absoluut droog proces zonder het gebruik van koelmiddel, anders wordt een minimale hoeveelheid smering bedoeld.

Allereerst: Efficiënt droog bewerken vereist gedetailleerde kennis van de complexe interactie van werkstuk, materiaal, bewerkingsproces, gereedschap, bewerkingsomstandigheden en gereedschapsmachine. De volgende tabel geeft een indicatie waar droog bewerken en waar minimale hoeveelheid smering in de praktijk is ingeburgerd. Het is geen vervanging voor advies op locatie.

Tabelle Kühlschmierstoffe

Hoe complex is een omschakeling naar minimale hoeveelheid smering?

Voor bedrijven rijst de vraag: hoe complex is een overstap naar MMS en wanneer is het de moeite waard? Er is hier geen algemeen antwoord. Afhankelijk van de productieomstandigheden vereist de MQL een heel andere mate van veranderingen aan machines en gereedschappen. Gereedschapswerktuigen zoals bijvoorbeeld cirkel- en lintzagen kunnen eenvoudig achteraf worden gemonteerd voor MQL. De situatie is anders op het gebied van high performance cutting. Om te optimaliseren voor MQL, is er geen ontkomen aan speciaal ontworpen machines en gereedschappen die daarvoor zijn ontworpen. De wijze van toevoer van het smeermiddel is bepalend.

Tabelle äußere MMS Zufuhr

Systemen met externe minimale hoeveelheid smeermiddeltoevoer

In het geval van externe invoer wordt de minimale hoeveelheid naar het werkpunt gevoerd via een mondstuk dat is geïnstalleerd in het verwerkingsgebied van de werktuigmachine. De externe voeding is geschikt voor het achteraf inbouwen van gereedschapsmachines en voor standaardbewerkingen zoals zagen, boren, frezen en draaien. De benodigde spuitkoppen kunnen eenvoudig op de spindelkop worden bevestigd.

Tabelle innere Zufuhr

Systemen met interne minimale hoeveelheid smering

De innerlijke feed is complexer. Het wordt uitgevoerd door een werkspindel direct tot aan de snijkant. Het wordt gebruikt in veeleisende processen omdat het de spuitbus met bijzondere precisie mogelijk maakt - namelijk door het gereedschap, direct naar het actiepunt. Tijdens de gehele verwerking wordt het continu voorzien van werkzame stof. Hierdoor zijn zeer grote boordieptes en zeer hoge snijsnelheden mogelijk. Het upgraden naar dit systeem kan echter gepaard gaan met hoge kosten. Een goed advies is daarom extra belangrijk.

Economische voordelen op een rij

Er zijn een aantal economische voordelen verbonden aan de vermindering van KSS. Deze zijn natuurlijk ook sterk afhankelijk van de productieparameters.

  • Door geoptimaliseerde processen kan een langere standtijd worden verwachtIn individuele gevallen kan de procesduur met maximaal 30% worden verkort met optimale processen
  • Besparingen op aanschaf, opslag en transport evenals afvoer van de koelvloeistof. De chips blijven droog en kunnen bijvoorbeeld als recyclingmateriaal worden verkocht
  • De inspanning voor het controleren en onderhouden van de KSS valt wegAfhankelijk van de toepassing kunnen complexe vervolgprocessen, zoals het reinigen van de machineomgeving, worden verminderd
  • De inspanning voor het controleren en onderhouden van de KSS valt weg
  • Afhankelijk van de toepassing kunnen complexe vervolgprocessen, zoals het reinigen van de machineomgeving, worden verminderd


Ecologische voordelen op een rij

  • Er zijn geen milieubelastende oude emulsiesOngelukken als gevolg van het in grote hoeveelheden weglekken van KSS zijn niet mogelijk
  • Arbeidsveiligheid: Een droge machineomgeving verkleint het risico op arbeidsongevallen
  • Gezondheidsbescherming: mogelijke ziekten (bijv. in het gebied van de luchtwegen of huidziekten) die kunnen worden toegeschreven aan koelsmeermiddelen worden vermeden*
  • Overstappen op MQL is ook voordelig voor machines die langere stilstandtijden van dagen of weken hebben. Een "omkantelen" van de emulsie kan worden voorkomen, wat kan leiden tot vervuiling, onaangename geuren en gezondheidsrisico's


Mogelijke nadelen van minimale hoeveelheid smering

De voordelen van mms wegen niet altijd op tegen de nadelen. Dit is weer sterk afhankelijk van het individuele geval en vereist individueel advies. De volgende nadelen had je minstens één keer moeten horen:

  • Als de machines moeten worden aangepast, zijn hoge investeringskosten te verwachten.
  • De behoefte aan speciaal gereedschap (zie volgende paragraaf) kan de lopende gereedschapskosten verhogen.
  • Bij enkelstuks- en kleine serieproductie loont het soms niet de moeite om over te stappen op minimale hoeveelheid smering. De inspanning die nodig is om het werkstuk, de machineparameters, het gereedschap en de smering op elkaar af te stemmen, is vaak groter dan de besparing.
  • Overschakelen op minimale hoeveelheid smering is niet voor alle processen, machines en werkstukken een optie.
  • MMS koelt niet af. Het smeert alleen en spanen worden afgevoerd door de perslucht. Oververhitting van component en gereedschap is mogelijk.

MMS-compatibele tool

Aangezien het verspanen met een minimale hoeveelheid smeermiddel met extreem kleine hoeveelheden smeermiddel werkt, is de continue toevoer van de MQL op het actiepunt bijzonder belangrijk. Met conventioneel gereedschap voor natte bewerking bereikt u snel de grenzen van hun prestaties. Vooral bij toenemende snijsnelheden zijn speciaal gereedschap en de bijbehorende knowhow vereist.

Opmerking van bron: 718 D (bghm.de)

*Commentaar van bron: 718 D (bghm.de): In de praktijk wordt metaalbewerking met een minimale hoeveelheid smering als een emissiearm proces beschouwd. Deze trend komt ook naar voren uit onderzoeken die in het kader van een speciaal meetprogramma zijn uitgevoerd op werkplekken met een minimale hoeveelheid smeermiddel. Hiervoor werden blootstellingen (stof, KSS-aerosolen en -dampen) gemeten op werktuigmachines in productie. Bij deze onderzoeken kwamen zowel persoonlijke metingen als stationaire metingen op het bedieningspaneel en in het werkgebied van de machine aan de orde (zie figuur 40 en 41) Splijtings- en pyrolyseproducten, bijvoorbeeld formaldehyde, werden alleen in sporen in individuele gevallen. Ook bij stof lagen de gemeten concentraties ver onder de toegestane grenswaarden voor beroepsmatige blootstelling (OEL) voor de “adembare fractie” (OEL: 3 mg/m3 lucht) en voor de “inhaleerbare fractie” (10 mg/m3 lucht ). De trend dat bij een minimale hoeveelheid smering aanzienlijk minder emissies vrijkomen dan bij nat verspanen, werd met de volgende vergelijkende meting bevestigd. Bij het bewerken van materialen met een minimale hoeveelheid smering op werktuigmachines in de productie, zijn dampen en aerosolen van koelsmeermiddelen naar voren gekomen als blootstellingsbepalende componenten. Bij alle metingen kon worden vastgesteld dat werd voldaan aan de voorheen geldende luchtgrenswaarde voor koelsmeermiddelen (oude grenswaarde: 10 mg/m3 lucht; state of the art). De gemeten concentraties in de werkruimten waren zo laag dat meer dan 95% van de gemeten waarden ruim onder de helft van de grenswaarde lag.

Overzichtspagina voor het besparen van hulpbronnen

Wat is het verband tussen het besparen van hulpbronnen en duurzaamheid? Op onze adviespagina kunt u hiervan een overzicht krijgen.

Grondstofplanning verbeteren

Met de stijgende kosten van energie en grondstoffen, evenals de algehele stijging van de bedrijfskosten, raden we aan te investeren in duurzaamheid en kwaliteit. In onze gids leert u hoe u uw resourceplanning kunt optimaliseren en materiaal effectief kunt gebruiken.

Perslucht

Perslucht is een van de kritische bedrijfsmiddelen en is vereist voor 90% van alle industriële processen. Hier leest u hoe u besparingspotentieel kunt vinden bij het gebruik van perslucht en hoe u kosten kunt besparen.

Energiebesparingspotentieel in het productieproces

Op deze pagina hebben we voor u het besparingspotentieel in het productieproces samengevat, met name het stroomverbruik wordt uitgelicht.

Direct kopen

Meld u aan bij uw account

Bent u een nieuwe klant?

Inhoud winkelwagen

Naar de winkelwagen
Naar de winkelwagen