MMS- und Trockenbearbeitung für hohe Effizienz
Erhebliches Potenzial zur Steigerung der Energieeffizienz bietet die auch Umstellung von Nasszerspanung auf Minimalmengenschmierung (MMS) beziehnungsweise Trockenbearbeitung. Der Wegfall der für die Versorgung mit Kühlschmierstoff notwendigen Aggregate ermöglicht Energieeinsparungen von bis zu 40 Prozent. Allerdings erfordert die Umstellung auf MMS weit mehr als den Ersatz einer Hochdruckpumpe durch eine MMS-Anlage: Eine prozesssichere Bearbeitung mit MMS bedingt eine angepasste Werkzeugtechnologie. Die gezielte Kühlung und Schmierung der Schneiden und die Abfuhr der Späne müssen gewährleistet bleiben.
Hohe Ansprüche an die MMS-Werkzeugauslegung
Ein Beispiel für die erfolgreiche Umstellung von Nassbearbeitung auf MMS stellt die Bearbeitung eines Zylinderkopfes aus Aluminium dar: Während die Fräsoperationen vergleichsweise gut auf MMS umzustellen sind, müssen bei der Bohrungsbearbeitung die Werkzeuge bestmöglich an die MMS-Bedingungen angepasst werden. Die gesicherte und gleichmäßige Abgabe des Mediums und kurze Ansprechzeiten müssen sichergestellt werden. Bei Stufenwerkzeugen ist zudem der sichere Spänefluss auch bei größeren Durchmessersprüngen sicherzustellen. Für die Nockenwellenlagergasse stellt Mapal Führungsleistenwerkzeuge als prozesssichere Lösung selbst für höchste Qualitäten zur Verfügung. Hier müssen neben den Schneiden auch die Führungsleisten optimal mit Aerosol versorgt werden. Zusätzlich ist die adäquate Prüfung der Werkzeuge hinsichtlich der bestmöglichen Versorgung mit Aerosol an die Funktionsflächen von entscheidender Bedeutung. Die neunte Ausgabe von Rockwell Automations „State of Smart Manufacturing“ Report liefert Einblicke in Trends und Herausforderungen für Hersteller. Dazu wurden über 1.500 Fertigungsunternehmen befragt, knapp 100 der befragten Unternehmen kommen aus Deutschland. ‣ weiterlesen
KI in Fertigungsbranche vorn
Energieeinsparungen von 25 Prozent im Feldversuch
Eine gezielte Gegenüberstellung der beiden Kühlschmiertechnologien hat der französische Automobilzulieferer Punch Powerglide durchgeführt und gemeinsam mit dem Werkzeuganbieter die Minimalmengenschmierung im Hinblick auf ihre Eignung für den Einsatz in der Serienproduktion auf Herz und Nieren überprüft. Dabei zeigte sich: Das Einsparungspotenzial ist angesichts der erheblichen Kosten, die jährlich für die Wartung und den Betrieb der zentralen Kühlmittelversorgungsanlage für 35 Maschinen aufgebracht werden müssen, enorm. Um belastbare Erkenntnisse über die Eignung für die Serienproduktion und die besonderen Anforderungen der MMS zu erhalten, wurde Mapal beauftragt, 250 Wandlerglocken in seinem Versuchs- und Entwicklungszentrum in Aalen unter realistischen Produktionsbedingungen unter Einsatz der MMS herzustellen. „Wichtig war uns dabei, dass dieser Test unter Produktionsbedingungen durchgeführt wird, die weitgehend denen bei uns entsprechen“, erläutert Richard Muller, Werkzeugforscher und Prozessverantwortlicher im Bereich Bearbeitung prismatischer Aluminiumteile bei Punch Powerglide. Daher wurden die Teile mit demselben Prozessablauf und im Zweischichtbetrieb produziert. Die Optimierung von Werkzeugen und Arbeitswerten verantwortete der Werkzeughersteller. Spannvorrichtung, CNC- und Vermessungsprogramme sowie Rohlinge wurden von Punch Powerglide beigestellt.
Direkter Vergleich spricht für Minimalschmierung
„Der Versuch hat gezeigt, dass die Anforderungen an die Bauteilgüte mit der MMS erfüllt werden können und dabei pro Bauteil weniger als ein Milliliter Öl verbraucht werden“, stellt Muller fest. Angesichts solch positiver Ergebnisse wurde der Prozess auf ein bei Punch Powerglide betriebenes Bearbeitungszentrum übertragen. Unmittelbar neben dieser speziell für die MMS umgebauten Maschine steht ein weiteres, vergleichbares Bearbeitungszentrum, auf dem die Wandlerglocken bis heute im konventionellen Nassverfahren hergestellt werden. Beste Voraussetzungen also für einen direkten Vergleich zwischen den beiden Verfahren. Dieser fällt eindeutig pro MMS-Bearbeitung aus: Punch Powerglide verzeichnete einen Rückgang der Schmierstoffkosten um fast 95 Prozent. Auch konnte die Taktzeit durch die Erhöhung einiger Schnittwerte um fünf Prozent gesteigert und der Wärmeaustrag über die Späne erhöht werden. Da die Späne sauber sind, lassen sie sich zudem ohne eine Vorbehandlung direkt wieder einschmelzen. Wesentlich sind auch die Einsparungen im Bereich der Energiekosten: Hier wurde eine Reduzierung um 20 bis 25 Prozent ermittelt. Der Thin[gk]athon, veranstaltet vom Smart Systems Hub, vereint kollaborative Intelligenz und Industrie-Expertise, um in einem dreitägigen Hackathon innovative Lösungsansätze für komplexe Fragestellungen zu generieren. ‣ weiterlesen
Innovationstreiber Thin[gk]athon: Kollaborative Intelligenz trifft auf Industrie-Expertise
Nachhaltige Effekte für eine energieeffiziente Produktion
Die Verbesserung der Energieeffizienz in Zerspanungsprozessen ist ein zentrales Thema bei der Prozessentwicklung. Zukünftige Maschinengenerationen werden große Verbesserungen bringen. Umstellungen bei Prozess- und Werkzeugtechnologien können jedoch auch auf bestehenden Anlagen nachhaltig positive Effekte im Hinblick auf die Energieeffizienz erzielen.
