„Wie viel Kühlschmierstoff braucht ein Zerspanprozess wirklich, damit die Werkzeuge nicht unnötig verschleißen?“ und „Wie viel Energie lässt sich einsparen, wenn weniger Kühlschmierstoff zugeführt wird?“ Das waren die beiden Fragen, mit denen sich Lars Hülsemeyer und Patrick Helmecke, beide Ingenieurwissenschaftler am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW), im Projekt ECOcut gemeinsam mit vier Industriepartnern beschäftig haben. Mit dabei waren der Werkzeugmaschinenhersteller DMG MORI SEIKI, der Werkzeughersteller Sandvik Coromant, der Pumpenhersteller Grundfos sowie Bosch Rexroth Interlit als Anlagenbauer für Kühlschmiertechnik.

Das Ergebnis liest sich spektakulär: Einzig über eine kontinuierlich am Bedarf ausgerichtete Zuführung von Kühlschmierstoffen lässt sich bei einer typischen Bearbeitung an einem typischen Fünf-Achs-Bearbeitungszentrum die Energieaufnahme um 37 Prozent, also um mehr als ein Drittel, reduzieren. Wie kann das sein? Hülsemeyer kennt die Antwort: „Bisher galt: Viel hilft viel. Energie war einfach zu günstig, um sich intensiv mit dem Einsparpotenzial von Kühlschmierstoffen zu beschäftigen.“ Und das, obwohl bei Bearbeitungszentren etwa die Hälfte des gesamten Energiebedarfs auf die Kühlschmierstoffpumpen entfällt – zumindest dann, wenn es sich um Hochdruckpumpen mit etwa 80 bar handelt. Je höher der Druck, desto höher der Energieverbrauch, desto höher natürlich auch das Einsparpotenzial.

Hülsemeyer, Helmecke und die Forschungspartner aus der Industrie haben nun begonnen, systematisch zu erforschen, wie viel Kühlschmierstoff wirklich gebraucht wird – abhängig von den zahllosen Parametern, die einen Zerspanprozess und seine Werkzeuge charakterisieren. „Da steckt noch viel Wissenschaft drin“, wie Hülsemeyer sagt. Mit Abschluss des Projekts ECOcut haben sie nun erste Ergebnisse auf den Tisch gelegt. Sie zeigen, dass viele Werkzeuge mit sehr viel weniger Kühlschmierstoff auskommen, ohne an Standzeit einzubüßen, und dass es sich wirtschaftlich tatsächlich rentiert, eine komplexe Einsparstrategie in Angriff zu nehmen. Dabei macht es unter anderem eine Simulation des Zerspanprozesses möglich, die Zufuhr des Kühlschmierstoffs während des Prozesses kontinuierlich dem Bedarf anzupassen. So erreicht man eine Reduzierung des Energiebedarfs um eben jene 37 Prozent.

Das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen will dem Thema weiter treu bleiben. Institutsleiter Professor Berend Denkena: „Wir hatten im Projekt NCplus bereits gezeigt, dass eine Werkzeugmaschine mit einer 40-bar-Pumpe mehr als ein Drittel Energie über die Optimierung all ihrer Nebenkomponenten einsparen kann. Hier haben wir bewiesen, dass allein die kluge Dosierung von Kühlschmierstoff bei Maschinen mit Hochdruckpumpen den gleichen Einsparwert schafft. Und das ist sicher nicht das Ende der Fahnenstange.“

Hinweis an die Redaktionen

Für weitere Informationen steht Ihnen Lars Hülsemeyer vom Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen am Produktionstechnischen Zentrum Hannover unter 0511 762 19795 oder huelsemeyerifw.uni-hannover.de gern zur Verfügung.

Presseinformation vom 01.04.2014