Stiftung Institut für Werkstofftechnik
Amtliche Materialprüfungsanstalt (MPA) Bremen
Abteilungsleiter: Dr.rer.nat. Jan Küver
MPA Bremen
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Auswirkungen des mikrobiellen Befalls
von wassergemischten Kühlschmierstoffen auf das Zerspanergebnis
gefördert durch die Arbeitsgemeinschaft Industrielle Forschung (AiF) 2004-2006 * Forschungspartner: ECO-Centrum
Bremen
Ansprechpartner: Dr. Andreas
Rabenstein
Microbial contamination of water based lubricants and its effects on the metal working process
The task of this project is to investigate the effects of microbial fouling and degradation of water based lubricants on the metal working process. For a better understanding of the mechanisms of degradation it is necessary to improve microbiological and chemical analysis of the lubricants. Distinctive feature of the project is an interdisciplinary approach combining product engineering and microbiology.
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| Mikrobieller Biofilm auf einem Siebrost in einem KSS-Vorratstank |
Wassergemischte Kühlschmierstoffe (KSS) sind ein wichtiger technischer Bestandteil in der Verarbeitung von Werkstoffen. Ihr Hauptanwendungsgebiet ist die spanende Fertigung. Hier übernehmen sie die Funktionen des Kühlens von Werkstück und Werkzeug, das Schmieren der Kontaktstelle Werkzeug/Werkstück sowie die Abfuhr der Späne. Eine weitere Aufgabe der KSS ist der Transport von Additiven an die, in der Zerspanung neu entstehende Oberfläche. In ihrer Anwendung sind KSS starken Drücken, hohen Temperaturen, Verunreinigungen, katalytischen Einwirkungen von Metallen und mikrobiellen Angriffen ausgesetzt. Besonders der Einfluss der Mikroorganismen führt zu starken Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung der Gebrauchsemulsion und damit zu einem Verlust der technischen Eigenschaften (Bild X). Ein mikrobiell geschädigter Kühlschmierstoff ist chemisch so stark verändert, dass durch eine Nachdosierung mit Konzentrat oder Additiven seine gewünschten Eigenschaften nicht mehr eingestellt werden können. Dieser Vorgang erzeugt Kosten, die bei einer Optimierung der KSS-Kontrolle vermeidbar sind.
Ziel dieses Projekts ist es, durch die Optimierung der Kontrolle in der Anwendung eine Erhöhung der Prozess-Sicherheit bei dem Einsatz von KSS zu erreichen. Die steigenden Anforderungen an die Fertigung, besonders im Hinblick auf eine Verbesserung des Arbeitsergebnisses sowie eine Ressourcen schonende Verarbeitung, verlangen nach einer umfassenden Verbesserung der Qualitätskontrolle im Prozess.
Es sollen die Einflüsse mikrobieller Besiedlung von KSS auf das Zerspanergebnis aufgezeigt werden. Des Weiteren sollen verbesserte Analyseverfahren zur chemischen und mikrobiologischen In-Prozess-Charakterisierung von Gebrauchsemulsionen entwickelt werden. Eine exakte Zustandsbeschreibung führt in der Praxis zu einer Verringerung des Anteils an Ausschuss, der Verminderung der Kühlschmierstoff-Abfallmengen und dem geringeren Verbrauch an Additiven und Bioziden. Der interdisziplinäre Ansatz der beteiligten Forschungseinrichtungen Fertigungstechnik/Mikrobiologie ist Voraussetzung für die innovative Problemlösung.
Das Projekt wird von den Mitgliedern des Fachausschusses 23 "Ressourcen schonende Metallbearbeitung" der AWT (Arbeitsgemeinschaft Wärmebehandlung und Werkstofftechnik e.V.) und den Arbeitskreisen VI und VII der FWF (Forschungsvereinigung Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik e.V.) begleitet.