Projekt 09003/01

Verbesserung von Umwelt- und Arbeitsschutz bei der Hochleistungszerspanung (Drehen und Fräsen) hochfester Werkstoffe durch trockenen Heißschnitt mittels eines neuartigen Kombi-Verfahrens der Minimalmengenkühlschmierung (MMKS)

Projektdurchführung

Zimmermann GmbH
Max-Planck-Str. 9
53577 Neustadt

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ziel des Vorhabens war die Entwicklung eines neuartigen Kombi-MMKS-Verfahrens mit unabhängiger Kühlung und Schmierung mit speziellen Hochleistungs-Schneidmitteln und -Kühlmedien, zur Hochleistungszerspanung durch Drehen und Fräsen von Werkstoffen mit hohen Festigkeiten. Dabei sollen die Belastungen von Umwelt und Arbeitsumfeld aus dem üblichen Einsatz und der Entsorgung großer Mengen von KSS auch bei der Bearbeitung solcher Werkstoffe vermieden werden, die bislang nicht mit MMKS bearbeitet werden konnten.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Projekt wurde in Zusammenarbeit mit der Fa. UNICUTâ Wahl GmbH, Bendorf, durchgeführt. Folgende Arbeitsschritte waren Inhalt der 1. Phase:
· Durchführung von Grundlagenuntersuchungen im Hinblick auf eine Hochleistungszerspanung im trockenen Heißschnitt
· Erarbeiten von Pflichtenheften für verfahrensadaptierte Duplex-Sprühsysteme und -medien Konzeption von Versuchsträgern für werkzeugintegrierte Duplex-Sprühsysteme


Ergebnisse und Diskussion

Die Grundlagenversuche haben gezeigt, dass die Umstellung eines Bearbeitungsprozesses von einer Nassarbeitung auf das Duplex-Sprühsystem eine genaue und sehr eingehende Analyse gegebener Randbedingungen sowie das Verständnis der gegenseitigen Wechselwirkungen zwischen Prozess, Werkzeug, Bauteil und Werkzeugmaschine erfordert. Mehr Aufwand als erwartet, erfordert die Integration des Duplex-Sprühsystems in maschinenseitig vorhandene innere Zuführsysteme, um so die Einsetzbarkeit bei automatischen Werkzeugwechsel zu erreichen. Die hierzu erforderlichen konstruktiven und maschinenbaulichen Anforderungen übersteigen die bei Fa. Zimmermann im Betrieb verfügbaren Möglichkeiten.

Durch schräge Prall- und Gleitbleche ist unbedingt zu vermeiden, dass sich Ansammlungen heißer Späne im Maschinenraum (Spänenester) bilden können. Obwohl bei den verwendeten Drehmaschinen relativ günstige Voraussetzungen vorlagen, traten dennoch bei allen Versuchsmaschinen bisweilen Probleme mit den Späneförderern auf, vor allem wenn die Ausbringung der Späne aus dem Arbeitsraum nicht permanent erfolgte. Offen ist die Problematik der Aerosol- und Staubbildung und die damit verbundene mögliche Arbeitsplatzbelastung bei manuell bedienten Maschinen.

Die Fa. Zimmermann kann das Projekt in seiner 2. Phase nicht weiterverfolgen. Die Gründe liegen nicht in der Duplex-Sprühsystem-Technologie, deren technisches Leistungsvermögen in den Versuchen deutlich geworden ist, sondern in schwierigen betrieblichen Rahmenbedingungen im Unternehmen, die eine Integration der Technologie nicht erlauben. Das Projekt bedingt bezüglich Produktspektrum und Maschinen- und Fertigungstechnik Voraussetzungen, die mit den Gegebenheiten der Fa. Zimmermann nicht dargestellt werden können.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Das Duplex-Sprühsystem wurde vom Kooperationspartner in einer Vielzahl von Fertigungsbetrieben vorgestellt und an speziellen Bearbeitungsaufgaben erprobt. Außerdem wurden die Ergebnisse im Rahmen der BMBF-Rahmeninitiative Produktion 2000 vorgestellt.


Fazit

Im Grundsatz konnten im Rahmen der ersten Phase des Vorhabens gute und weiterführende Ergebnisse erzielt werden. Eine fundierte Aussage über die Qualitäten und Eigenschaften der Entwicklung wird aber erst im Ergebnis der bei Firma Stutenz durchzuführenden zweiten Projektphase getroffen werden können. Der Übergang von Zimmermann zu Stutenz ist fachlich begründet und zur optimierten Erreichung der Projektziele zweckmäßig.