Blaser Swisslube AG: Kühlschmierstoff optimiert den Schleifprozess

>> Moderne Kühlschmierstoffe müssen sich im Spannungsfeld Technologie, Ökologie, Arbeitssicherheit und Wirtschaftlichkeit bewähren. Rico Pollak, Key Account Manager Schleifen bei der Blaser Swisslube AG, zeigt auf, welche Rolle die Kühlschmierstoffe im Bereich der Schleiftechnik spielen. Er spricht dabei einige hoch interessante Punkte an.

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Blaser Swisslube AG

Rhenus Lub GmbH & Co KG

Walter (Schweiz) AG

SMM: Wie sieht der ideale Schleifprozess aus?

Rico Pollak: Das ist eine schwierige Frage. Ich weiss nicht, ob es den idealen Schleifprozess überhaupt gibt. Schleifen ist ein sehr komplexer Vorgang. Nach all den Jahren Schleiferfahrung komme ich zum Schluss, dass ein guter Schleifprozess immer «der beste Kompromiss» bedeutet. Als ideal könnte man bezeichnen, wenn wir einen hohen Abtrag ohne Zerstörung des Materials infolge Wärme, Druck oder Vibrationen erzielen können, die geforderten Oberflächengüten und Toleranzen erreichen und dies prozesssicher über eine gewünschte Zeit läuft. Wenn dabei noch die Schleifscheibe schnittig bleibt und sich deren Verschleiss in Grenzen hält, kommt dies einem idealen Schleifprozess nahe.

Was ist denn so komplex beim Schleifen?

R. Pollak: Beim Schleifen wird der Span weggeschabt, und nicht, wie meist beim Zerspanen, weggeschnitten. Bevor es aber überhaupt zur Spanbildung kommt, haben wir es mit verschiedenen Phasen zu tun: Zuerst reibt das Korn nur auf der Oberfläche, dann kommt es zum Furchen, zum Pflügen und erst zum Schluss zur eigentlichen Spanabnahme. In all den vier Phasen kommt es zu einer hohen Erwärmung des Materials. Da ist es nicht verwunderlich, dass 90 % der zugeführten Energie in Wärme umgewandelt und nur 10 % für die Spanbildung verwendet wird. Hier spielt nun der Kühlschmierstoff eine wichtige Rolle. Er muss diese Wärme abführen und bei allen Phasen unterstützend wirken.

Was sind dabei die Aufgaben des Kühlschmierstoffes?

R. Pollak: Er muss kühlen – die Reibungswärme, die während des Bearbeitens entsteht, muss abgeführt werden, damit es nicht zu Schleifbrand oder Mikrorissen am Werkstück oder zur Zerstörung des Schleifkorns kommt. Er muss spülen – der Kühlschmierstoff spült die Späne aus der Schleifzone und beeinflusst so die Qualität der Oberfläche oder Schneidkante. Er muss optimal schmieren – damit die Reibung reduziert wird und höhere Schleifgeschwindigkeiten beziehungsweise Abtragsraten möglich werden. Zudem muss er sicher für Mensch und Umwelt, aber auch maschinenverträglich sein.

Wie bedeutet eine optimale Schmierung?

R. Pollak: Die Hauptaufgabe der Schmierung ist, die Reibung zu reduzieren. Eine geringere Reibung reduziert die Wärme und somit die Gefahr für Schleifbrand und Mikrorisse. Die Schmierung reduziert aber auch den Selbstschärfeeffekt, das heisst, die kontinuierliche Selbstschärfung der Schleifscheibe wird beeinträchtigt. Auf der andern Seite verringert es den Schleifscheibenverschleiss. Als optimale Schmierung bezeichne ich eine Balance zwischen Schmierung und Selbstschärfeeffekt.

Was muss der Anwender dabei berücksichtigen?

R. Pollak: Eine starke Schmierung reduziert zwar die Wärme, hemmt aber auch das Eindringen des Schleifkorns. Dadurch erhöht sich die Normalkraft zwischen Werkstück und Schleifscheibe. Dies kann zu Form- und Rundlauffehlern sowie zu Vibrationen führen, welche sich durch Rattermarken negativ äussern. Pauschal gesagt: Je tiefer die Zustellung, desto stärker darf geschmiert werden.

Wie wählt der Anwender den für ihn geeigneten Kühlschmierstoff aus?

R. Pollak: Jeder Schleifprozess muss als Ganzes betrachtet werden. Entscheidende Parameter sind die Schleifscheibenspezifikation in Kombination mit dem zu bearbeitenden Material. Ausschlaggebend ist auch, ob wir es mit leichten Bearbeitungen (Rund- und Flachschleifen mit geringen Zustellungsraten) oder mit Tiefschleifprozessen zu tun haben. Vereinfacht ausgedrückt, würde ich bei einem leichten Schleifprozess einen vollsynthetischen Kühlschmierstoff oder eine schwach ölhaltige Emulsion empfehlen, während wir bei grossen Abtragsraten eine Emulsion mit höherem Ölgehalt oder ein Schleiföl einsetzen würden. Beim Hartmetallschleifen müssen wir einen Kühlschmierstoff auswählen, der die Kobaltauslösung verhindert. Sie sehen, jede Situation muss individuell angeschaut werden, um das geeignete Produkt empfehlen zu können.

Wie wird den neusten Technologien bei der Entwicklung Ihrer Produkte Rechnung getragen?

R. Pollak: Neue Werkstoffe, neuste Technologien in der Schleifscheibenentwicklung und die steigende Leistungsfähigkeit der Maschinen stellen auch neue Anforderungen an die Kühlschmierstoffe. Ein Beispiel: Wenn wir von Hochleistungsschleifen sprechen, dann sind Umfangsgeschwindigkeiten von 120 m/s heute normal. Stellen Sie sich vor, das entspricht einer Geschwindigkeit von über 400 km/h. Im Idealfall schiesst der Kühlschmierstoff mit der gleichen Geschwindigkeit aus der Düse – dies ist nur unter hohem Druck möglich. Das stellt wiederum höchste Ansprüche an das Schaumverhalten eines Kühlschmierstoffes und bringt Emulsionen an ihre Belastungsgrenze. Auf der andern Seite dürfen auch die gesetzlichen Vorschriften nicht ausser Acht gelassen werden. Solche Tendenzen werden bei der Entwicklung von neuen Kühlschmierstoffen miteinbezogen. Unsere Spezialisten der verschiedensten Disziplinen, von Chemikern, Tribologen, Analytikern bis hin zu Zerspanungsfachleuten und Sicherheitsexperten nehmen bei uns aktiv am Fortschritt teil. Wichtig sind auch die intensiven Kontakte mit unseren Kunden und Partnern, mit Maschinen- und Schleifscheibenherstellern sowie Hochschulen, um nah am Entwicklungsgeschehen zu sein.

Wie realistisch ist es, beim Schleifen ganz auf Kühlschmierstoffe zu verzichten?

R. Pollak: Gegenüber der allgemeinen Zerspanung, wo heute teilweise Minimalmengenschmierung eingesetzt werden kann, kann beim Schleifen zu wenig Wärme über die kleinen Späne abgeführt werden. Aus diesem Grund bin ich überzeugt, dass es beim Schleifen immer ein Kühlmittel brauchen wird.

Inwiefern beeinflusst der Kühlschmierstoff die Produktivität beim Schleifprozess?

R. Pollak: Die höchste Produktivität kann eindeutig erreicht werden, wenn wir mehr Teile pro Zeiteinheit produzieren. Mit andern Worten, wenn wir die Vorschübe erhöhen können. Der Kühlschmierstoff kann auch den Verschleiss oder die Schnittigkeit der Schleifscheibe beeinflussen. Andere Produktivitätsfaktoren sind die Lebensdauer des Kühlschmierstoffes und die Maschinenverträglichkeit, welche Entsorgungskosten und -zeit sparen sowie Maschinenstillstände minimieren. Mit einer ausgeklügelten Additivierung kann auf diese Eigenschaften Einfluss genommen werden.

Was war das Ziel Ihres Referats am Swissmem-Zerspanungsseminar?

R. Pollak: Das Ziel war, den Teilnehmenden den Blick zu schärfen, damit sie den Kühlschmierstoff nicht als notwendiges Übel, sondern als wertvollen Teil des Prozesses wahrnehmen. <<

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