Innengekühlte Drehwerkzeuge und energieeffiziente Reinigung

approach_b2Das geschlossen-innengekühlte Drehwerkzeug mit und ohne Kühlschmierstoff hinsichtlich energetischer Effizienz, Produktivität und Benutzerfreundlichkeit getestet worden. Beim Drehen von Titanlegierungen zeigte sich, dass bei der energiesparenden Trockenbearbeitung ohne Kühlung das Werkzeug nach wenigen Minuten verschlissen ist und daraufhin ausgetauscht werden musste. Wohingegen eine Drehbearbeitung mit Kühlschmierstoff und geschlossener Innenkühlung einen Werkzeugwechsel erst nach einer Stunde erforderlich machte. Bei einer Gegenüberstellung von aufgewendeter Energie für die Werkzeugkühlung und der Energie für die Werkzeugherstellung zeigte sich, dass eine Trockenbearbeitung unter Zuhilfenahme des geschlossen innengekühlten Drehwerkzeugs die beste Gesamtenergiebilanz aufweist und gleichzeitig potenzielle Krankheitsquellen aufgrund des ausbleibenden Kühlschmierstoffeinsatz reduziert.

Reinigungsvorgänge beruhen auf unterschiedlichen Wirkmechanismen: Wie in einem Geschirrspüler kann die Verschmutzung bspw. durch chemische Mittel, Erwärmung und hohe kinetische Energie beim Aufsprühen des Spülmediums besser gelöst werden. Die effiziente Kombination der Reinigungsmechanismen wird im Teilprojekt B2 am Beispiel des Trockeneisstrahlens im Rahmen von Fertigungsprozessen untersucht.
Durch eine anwendungsspezifische Kombination aus strahldruckabhängigem mechanischen Aufprall und eingesetzter Menge an Strahlpartikel soll deren Verbrauch sowie der Stromverbrauch verringert werden. Für eine mechanische und damit energieeffiziente Beschleunigung ist eine genaue Kenntnis des Aufprallvorgangs notwendig. Durch die Entwicklung neuer Schleuderradgeometrien können hohe Sublimationsverluste durch zu heftige Kontakte vermieden werden. Die Untersuchung des Aufpralls erlaubt gleichzeitig die Entwicklung eines neuen strahlgutunabhängigen Vergleichsmaßstabs, mit dessen Hilfe die Verbesserung eines neuen Designs gemessen werden kann.

Mehr zu Herausforderungen, Ansätzen und Ergebnissen von Projekt B2 finden Sie in dieser Powerpoint-Präsentation (englisch)