Projekt 17453/01

Automatendrehöl – Oleocut AD

Projektdurchführung

Wascut Industrieprodukte GmbH
Rögen 9
23730 Sierksdorf

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Automatendrehöle werden in Automatendrehereien verwendet. Solche Firmen leiden unter der Belastung von Ölnebel und Öldampf, was zu einer erheblichen Ölverschmutzung der Halle und Umgebung führt. Diese starke Ölbelastung ist auch nicht mit einer Absaugung mit Ölabscheidern zu verhindern. Außerdem, sind die meisten Automatendrehereien Kleinbetriebe, die diese Investitionen nicht ohne weiteres tragen könnten.
Ziel dieses Vorhabens ist es, ein Automatendrehöl auf einer umwelt- und menschenfreundlicheren Basis zu entwickeln und mit marktüblichen Automatendrehölen zu vergleichen bezüglich Werkzeugstandzeit, Oberflächengüte der Werkstücke, Rauchbildung bei der Zerspanung und Dichtungsverträglichkeit.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenWASCUT wird zuerst toxikologische Datenbankrecherchen durchführen, um alle geeigneten Ausgangsstoffe für die Basis der Rezepturen zu erfassen. Es werden ca. 4 Produkte auf Rapsöl-Derivat-Basis und Medizinischen Weißölen entwickelt. Die erfolgsversprechendsten Produkte werden in einer zweiten Versuchsreihe weiter entwickelt. Während der Entwicklung werden Dichtungsverträglichkeit und Korrosionsschutz (Flugrost nach Lagerung bei Raumtemperatur) getestet.
Die Zerspanungsversuche werden in enger Zusammenarbeit mit dem Institut für Fertigungstechnik und Qualitätssicherung der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg durchgeführt. Zuerst kommt eine neu entwickelte Methode zur Kurzprüfung von Schmierstoffen zur Anwendung, welche den Realbedingungen des Zerspanungsprozesses angepasst sind und eine qualitative Bewertung zulässt. Dann folgen die Versuche unter Realbedingungen. Als Vergleichskriterien werden die Werkzeugstandzeiten, Oberflächengüte der Werkstück und Rauchbildung beim Drehen von Automatenstahl für die zu testenden Öle ermittelt. Für die Ergebnisauswertung werden statistische Methoden unter Beachtung zerspanungstypischer Restriktionen angewendet.
Als Basisversuche werden 3 marktübliche Automatendrehöle mit der Kennzeichnung Hydrauliköl HLP 22, Hydrauliköl HLP 32 und Hydrauliköl HLP 46 getestet. Nach dem Einsatz dieser marktüblichen Öle werden ca. 4 Neuentwicklungen und 2 Weiterentwicklungen dieser Neuentwicklungen von WASCUT einer Bewertung unterzogen.
Die Zerspanungsversuche werden ca. 1 Jahr andauern.


Ergebnisse und Diskussion

Schnittgeschwindigkeiten von 200 m/min (bei Schnitttiefe von 3 mm und 0,25 mm/Umdrehung Vorschub) haben sich als besonders Aussagefähig für die Realversuche erwiesen. Schnittgeschwindigkeiten von 100 m/min ergeben keinen nennenswerten Wendeplattenverschleiss nach 20 Minuten. 300 m/min hat zu einer schnellen Rauchbildung (Verbrennung des Automatendrehöls wegen erhöhter Geschwindigkeit) geführt, und ergab nur geringe Unterschiede des Verschleissverlaufs zwischen den getesteten Ölen.
Bei 200 m/min war die Reihenfolge der Schmierleistung von besser zu schlechter (geschätzt nach den Ergebnissen vom IFQ-Bericht der Universität Magdeburg) wie folgt: Additiv1, Wascut-Versuchsprodukt 2 (VP2-2) dicht vor Wascut-Versuchsprodukt 1 (VP2-2), Additiv 2 und HLP 46 konventionelles Automatendrehöl, HLP 32 konventionelles Automatendrehöl, Additiv 3, 5% wassermischbarer Kühlschmierstoff in Leitungswasser, nicht-additiviertes naphthenisches Mineralöl mit einer Viskosität von 22 mm²/s bei 40°C, HLP 2 konventionelles Automatendrehöl.
Eine stärkere Rauchbildung war bei erhöhten Schnittgeschwindigkeiten (300 m/min) bei allen Ölen zu bemerken. Die Oberflächenrauheit war ähnlich bei 100 und 200 m/min bei allen Ölen. Bei 300 m/min waren die Ergebnisse etwas unterschiedlicher, aber wahrscheinlich unter den Einfluss der unkontrollierten Verbrennungsprozesse.
Alle getesteten Öle waren ähnlich gut dichtungsverträglich und schützten Automatenstahl Werkstücke für 6 Wochen gegen Flugrost bei der Lagerung im Raumtemperatur. Eine unangenehme Geruchsbildung war bei keinem Öl von den Maschinenbedienern bemerkt worden. Alle Additive und Versuchsprodukte sind gut und spurlos biologisch abbaubar, und haben ein neutrales toxikologisches Verhalten Menschen gegenüber (beide Aussagen aus der medizinischen Literatur abgeleitet).
Eine höhere Viskosität des konventionellen Automatendrehöls hat zu besseren Schmierleistungen geführt. Ein HLP Öl mit einer Viskosität von 46 mm²/s bei 40°C war besser in der Schmierleistung als ein Automatendrehöl mit 32 mm²/s, das wiederum besser als ein 22 mm²/s bei 40°C war. Interessanterweise war ein nicht additiviertes Mineralöl mit einer Viskosität von 22 mm²/s bei 40°C vergleichbar im Verschleissverhalten wie das Automatendrehöl mit der gleichen Viskosität. Die weiter entwickelten Automatendrehöle mit den Bezeichnungen VP2-1 und VP2-2 waren signifikant besser in der Schmierleistung in Vergleich zu dem konventionellen 46er Automatendrehöl, obwohl sie eine Viskosität um die 23 mm²/s bei 40°C haben.
Erfahrungen bei Automatendrehereien untermauern die Glaubhaftigkeit der Ergebnisse dieser Untersuchung. Unter den konventionellen Automatendrehölen ist zu erkennen, dass HLP46 und HLP32 beide eine gute Schmierleistung haben und für viele Betriebe brauchbare Ergebnisse liefern (deswegen werden diese Öle in den meisten Automatendrehereien verwendet). Dabei schmiert HLP46 besser als HLP32, wobei die Nachfüllmengen deutlich höher als bei HLP32 sind. HLP22 ist nur dann ausreichend für die Schmierleistung, wenn die Dreharbeiten leicht sind, aber ist noch sparsamer in der Nachfüllmengen als ein 32er.
Wegen der niedrigeren Rohstoffkosten wird VP2-1 vor VP2-2 als neues Automatendrehöl vorgezogen und wird dem Markt durch Wascut unter der Bezeichnung Oleocut AD zur Verfügung gestellt. In Vergleich zu den konventionellen Automatendrehölen mit einer 46er Viskosität ist ein deutlich geringerer Austrag über Späne und Werkstücke zu erwarten, weil die Viskosität um die Hälfte (bei 23 mm²/s) liegt. In Vergleich zu den konventionellen 32 mm²/s bei 40°C Automatendrehöl hat Oleocut AD eine deutlich bessere Schmierleistung bei einer signifikanten Reduzierung der Ausschleppverluste über Späne und Werkstücke.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Das Versuchsprodukt VP2-1 wird den Markt unter der Bezeichnung Oleocut AD zur Verfügung gestellt. Eine Zusammenfassung dieses Forschungsprojekts wird gedruckt und den zuständigen Personen bei ca. 5.000 metallverarbeitenden Firmen in Deutschland und Österreich zugeschickt. Dabei werden so-wohl klein- und mittelständische Unternehmen als auch Grossbetriebe informiert.


Fazit

Konventionelle Automatendrehöle, Additive und Versuchsprodukte sind in einer Kurztestmethode und in Realversuchen auf Werkzeugstandzeit mit einander verglichen worden. Dabei ist ein neues Automatendrehöl entwickelt worden, das laut Literaturwerte spurlos biologisch abbaubar ist und eine geringere Belastung für Maschinenbediener darstellt. Die hohe Schmierleistung und niedrige Ausschleppung über Werkstücke und Späne machen es zu einer Alternative zu konventionellen Automatendrehölen.