Leistungsfähige Prozesse Das Potential der Minimalmengenschmierung. Dr. Nicolas Jochum Business Development Manager MQL / MMS Blaser Swisslube AG

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1 Leistungsfähige Prozesse Das Potential der Minimalmengenschmierung Dr. Nicolas Jochum Business Development Manager MQL / MMS Blaser Swisslube AG 1

2 Die Anfänge 2

3 Gliederung Einleitung Firma Blaser Swisslube Labore und Technologie Center Prozesse allg. KSS und MMS Einflüsse in der Zerspanung Aufgaben und Forderungen an KSS, MMS und deren Systeme Anwendungen in der Zerspanung mit MMS und Potential Einfluss des KSS / MMS auf den Zerspanprozess Potential der MMS-Zerspanung 3

4 Gliederung Einleitung Firma Blaser Swisslube Labore und Technologie Center Prozesse allg. KSS und MMS Einflüsse in der Zerspanung Aufgaben und Forderungen an KSS, MMS und deren Systeme Anwendungen in der Zerspanung mit MMS und Potential Einfluss des KSS / MMS auf den Zerspanprozess Potential der MMS-Zerspanung 4

5 Firma Blaser Swisslube Gründungsjahr 1936 Hauptsitz CEO Mitarbeitende Produktion Niederlassungen Hasle-Rüegsau, Schweiz Marc Blaser 600 weltweit, davon 300 in der Schweiz Schweiz, USA 15 Tochtergesellschaften und 46 Vertretungen Als unabhängiges Familienunternehmen sind wir den Kunden bzw. Partnern und nicht dem Börsenkurs verpflichtet. Marc Blaser CEO Willy Blaser ( 2008) Firmengründer Peter Blaser VR-Präsident 5

6 Labor und Technologie Center Bio-Chemielabor: Analysen von Prozesswasser, Kühlschmierstoff im Einsatz (Monitoring, Verträglichkeit) kundespezifische Betreuung bzgl. der Kühlschmierstoffe Unterstützung und Schulung der Anwender Forschung und Entwicklung (F&E) Technologie Center: reproduzierbare Ergebnisse mit einheitlichen Verschleisskriterien zerspanungstechnische Lösungen Vergleich der Kühlschmierstoffe im Zerspanungsprozess Abbildung kundenspezifischer Prozesse im Zerspanungslabor 6

7 Bio-Chemielabor 4 Labore auf 3500 m 2 für F&E, Analytik, Mikrobiologie und Kundendienst 7

8 Technologie Center KSS in der Anwendung 9 10 Werkzeugmaschinen für Zerspantests, Kundenprojekte und F&E 8

9 Produktivität, Prozesssicherheit & Energieeffizienz Maschine / Umgebung Werkzeug / Halter Material / Strategie Kühlschmierstoff / Zuführung [ [ [ [ = sicherer, ökonomischer, ökologischer Prozess durch kompletten Ansatz 9

10 Interaktion Kühlschmierstoff, Werkstück und Werkzeug Nach Kronenberg Scherebene 80 % Wärmeentstehung 75 % Span 5 % Werkstück 20 % Konventionelle Zerspanung von Stahl Werkzeug Spanfläche 18 % Freifläche 2 % Wärmeverteilung Nach Vieregge Span Werkstück Werkzeug Temperatureinfluss Tribologie und TE Chemie und TE unterschiedlichste Materialpaarungen (Beschichtung, WZ, WS, KSS/MMS) Leidenfrost-Effekt Benetzung & Kontaktwinkel optimierte MMS/KSS- Zufuhr, um möglichst in die Prozesszone zu kommen O 2 -Gehalt / Sättigung Luft / Luftblasen komplexe Zusammenhänge & KSS bzw. MMS müssen an die richtige Stelle 10

11 Leidenfrost-Effekt und Benetzung Benetzung ist in erster Linie abhängig von Kühlschmierstoff / MMS (Sprühverhalten, Tröpfchengrösse, Oberflächenspannung,...) KSS / MMS Zuführung (Düse, Druck, Volumenstrom) Werkzeug & Werkstück Temperatur ineffektive Kühlung durch hohe Temperatur schlechte Benetzung / kleine Kontaktzone Hydrophobe Oberfläche Hydrophile Oberfläche 11

12 Gliederung Einleitung Firma Blaser Swisslube Labore und Technologie Center Prozesse allg. KSS und MMS Einflüsse in der Zerspanung Aufgaben und Forderungen an KSS, MMS und deren Systeme Anwendungen in der Zerspanung mit MMS und Potential Einfluss des KSS / MMS auf den Zerspanprozess Potential der MMS-Zerspanung 12

13 Minimalmengenschmierung Grundsätzliche Informationen: MMS = Kombination von Öl und Luft Wärme wegschneiden HSC & HFC Substitution der Trockenbearbeitung Verlustschmierung ml/h Stunde Jahr [500 l/a/wzm] 13

14 (Haupt-) Aufgaben des Kühlschmierstoffes (KSS) Schmieren Tribologie Spülen Schutzfilme Humanverträglich Umweltfreundlich Maschinenverträglich Kühlen Benetzung Bei MMS können "Kühlen" und "Spülen" nur minimal realisiert werden. Spanabfuhr muss z.b. Maschinenseitig gelöst werden. 14

15 Forderungen & Aufgaben bei MMS und Anlagen Technische Forderungen Emulgierbarkeit (MMS + KSS oder MMS + Reinigungsbad = funktionsfähig ) Reinigungsverhalten (von Bauteilen und Spänen) Verharzung (Ester) Sprühverhalten bei Düsenaustritt bzw. Tröpfchengrösse Chemische Forderungen Geruch Bauteilverträglichkeit (Fleckenbildung) Humanverträglichkeit Maschinen- und Peripherieverträglichkeit 15

16 Stand d. Technik bei KSS und MMS - Systemen allg. KSS-Zufuhr und Einfluss: Steigende Beanspruchung des KSS, hoher Druck: Drehen: bis zu bar Fräsen: bis zu 120 bar Höhere Energieverbrauch / mehr Wärmeabfuhr möglich zielgerichtete Zufuhr auf Span und Freifläche unter Beachtung von Druck und Volumenstrom gilt auch für MMS! MMS-Zufuhr: MMS-System: 1-Kanal, 2-Kanal, Aerosol Herstellung möglichst kurze drosselfreie Zuführungen keine scharfe Kanten und winkeligen Zuführungen MMS-fähige bzw. optimierte Werkzeuge und Werkzeughalter MMS-fähige WZM, Drehring und Spindel 16

17 Gliederung Einleitung Firma Blaser Swisslube Labore und Technologie Center Prozesse allg. KSS und MMS Einflüsse in der Zerspanung Aufgaben und Forderungen an KSS, MMS und deren Systeme Anwendungen in der Zerspanung mit MMS und Potential Wo finde ich MMS? Wo ist es besonders sinnvoll? Beispiele mit hohem Potential 17

18 Einfluss des KSS in der TiAl6V4-Zerspanung Werkzeugverschleiss als Indikator WZ: a e a p v c f z = 3.0 mm = 3.0 mm = 80 m / min = 0.1 mm KSS = 1, 2, 3 Konz. 8 % Kühlschmierstoff A Kühlschmierstoff B Kühlschmierstoff C Konventioneller, gealterter Kühlschmierstoff Optimaler Kühlschmierstoff 18

19 Einfluss des MMS Öls - Reibtest MMS Produkt A MMS Produkt B MMS Produkt C 19

20 Zeitspanvolumen [dm3] Einfluss des KSS bzw. MMS 0.70 Benchmarktest MMS - HFC in Inox Milling , 94cm3/min, v c m/min Dry Blaser Vascomill MMS FA 2 Competitor 2 Competitor 3 Competitor 4 Competitor Auch Bereich der KSS shstrhstrsrtjwjwj Standzeit [min] 20

21 MMS (FA 2) Trocken Vergleich MMS vs Trocken in Inox - Werkstück Verschweissung der Späne auf der Oberfläche 21

22 Vergleich MMS vs Trocken in Inox Werkzeug Trocken MMS (FA 2) Aufbauschneide, Anhaftung am Werkzeug 22

23 Werkzeugverschleiss [mm] Vergleich MMS vs Trocken in Inox Standweg Technologievergleich (MMS / Trocken) 100cm3/min, 10cm3/m, Vascomill MMS FA 2, vc m/min MQL (Vascomill MMS FA 2) Dry v c = 130 m/min v c = 390 m/min Standweg [m] Produktivität: (höheres Zeitspanvolumen und längere Standzeiten 23

24 Produktivitätsgewinn 24

25 Produktivitätsgewinn 25

26 Produktive Inox-Zerspanung mit MMS Grösseres Zeitspanvolumen Reduzierte Zyklus-, Durchlauf und Bearbeitungszeiten Verbesserung der Rentabilität der Maschineninvestition Höchste Prozesssicherheit und Prozessstabilität konventioneller MMS Blaser MMS Mehr produzierte Teile pro Zeiteinheit durch: Produktivität doppelte Standzeit und doppeltes Zeitspanvolumen 26 26

27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 27

28 Stainless Steel, Q 90cm3/min MQL Dry 500cm 3 100cm 3 28