27.03.2018Minimalmengenschmierung (MMS) ist bereit für die Industrie 4.0

Ein Kühlschmierstoffhersteller der Minimalmengenschmierung (MMS) anbietet? Komisch? Nein, überhaupt nicht. Kühlschmierstoff (KSS) und MMS ergänzen sich perfekt. Verfahren wie Hochgeschwindigkeitszerspanung (HSC) oder Hochvorschubzerspanung (HFC) eignen sich beispielsweise ideal für MMS. Die Einbindung von MMS-Systemen in der digitalen Prozesskette lässt sich zudem rascher und einfacher umsetzen als mit herkömmlichen KSS. Was die Unterschiede und Vorteile sind, erklärt der Verantwortliche für die MMS-Geschäftsfeldentwicklung bei Blaser Dr. Nicolas Jochum in einem Interview.

Interview mit Dr. Nicolas Jochum

Dr. Nicolas Jochum, Blaser Swisslube AG

„Nicolas, wie funktioniert die Minimalmengenschmierung (MMS) und was ist hierbei anders als beim herkömmlichen Kühlschmierstoff (KSS)?“

Dr. Nicolas Jochum: Beim MMS-Verfahren entsteht ein Aerosol, welches aus einer Öl-Luft-Mischung besteht. Diese Mischung wird zur Werkzeugschneide gebracht und bildet einen Schutzfilm auf Span- und Freifläche, welcher die Reibung reduziert und dem Verschleiss des Werkzeugs direkt entgegengewirkt. Eine Teilkühlung des Schneidwerkzeugs kann ebenfalls mithilfe von erzwungener Konvektion durch die Druckluft, angefeuchteten Oberflächen und Verdampfungsenthalpie erreicht, respektive gesteuert werden. 

MMS-Bearbeitung im Technologiecenter von Blaser Swisslube

„Bei welchen Bearbeitungen kommt MMS zum Einsatz und was sind die Vorteile?“

Dr. Nicolas Jochum: Verfahren wie Hochgeschwindigkeitsschneiden (HSC) oder Hochvorschubschneiden (HFC) sind eine Voraussetzung für ein erfolgreiches Schneiden mit MMS. Kleinere und konstante Umschlingungswinkel sind erforderlich, um die aufs Werkzeug einwirkende Hitze zu reduzieren.

Im Vergleich zur Nassbearbeitung werden bei der MMS deutlich kleinere Mengen zugeführt. In Folge dieser Flüssigkeitsreduzierung sind diese Zerspanprozesse deutlich empfindlicher, wenn Störungen in der Zuführung des Fluides auftreten. So muss man die kontinuierliche und zielgerichtete Zufuhr des MMS-Aerosols zum Schneidwerkzeug genau überwachen. Die Vorteile hingegen sind der geringere Energieverbrauch, die hohe Flexibilität, die Sauberkeit von Bauteilen und Spänen sowie die gute Materialverträglichkeit.


Video: Minimalmengenschmierung (MMS) vs. Trocken. 77% mehr Produktivität dank MMS! 

„Industrie 4.0 ist in alle Munde. Was für Vorteile bietet hier das MMS-Verfahren?“

Dr. Nicolas Jochum: Die Integration von MMS und modernen MMS-Systemen in die digitale Prozesskette lassen sich einfacher und rascher umsetzen als mit herkömmlichen KSS. Das regelmässige Messen der unterschiedlichen Parameter wie z.B. Konzentration, pH-Wert, etc. entfällt komplett. Bei der MMS-Bearbeitung werden die Menge des zugeführten Öls und der Druckluft (Volumenstrom und Druck) in modernen MMS-Systemen erfasst. Diese Daten können so direkt mit dem Produkt und den Prozessdaten in der digitalen Prozesskette integriert werden. Somit können alle kritischen Prozessvariablen, vom Schneidwerkzeug bis zu Werkzeugmaschine, Zufuhr, Geschwindigkeit und Schmierstoffversorgung zum gewünschten Zeitpunkt überwacht werden.

Test im Technologiecenter von Blaser Swisslube

„Im hauseigenen Technologiecenter von Blaser Swisslube wurden bereits diverse MMS-Zerspanungstest durchgeführt. Kannst du uns einer der durchgeführten Tests vorstellen?

Dr. Nicolas Jochum: Gerne. Das Beispiel von Hochgeschwindigkeitszerspanung in Edelstahl (Inox) zeigt eindrücklich das Potenzial einer modernen MMS-Strategie. 

Die Fräsoperation im 1.4307 wurde bis anhin meist trocken bearbeitet. Ziel des Versuches war, mittels MMS das Verfahren zu optimieren und einen Mehrwert zu erzielen. Zu Beginn wurden verschiedene Fräswerkzeuge der Firma Fraisa und MMS-Produkte von Blaser Swisslube miteinander verglichen. Anschliessend wurden die verschiedenen Verfahren mit der optimalen Werkzeuggeometrie und dem optimalen MMS-Öl beurteilt. Ein Überblick über das gesamte Verfahren ist essentiell für eine optimale MMS-Bearbeitung. 

Mit MMS lassen sich Aufbauschneiden verhindern

 Während des Tests überzeugte das MMS-Produkt Vascomill MMS FA2 und erreichte eine Erhöhung der Werkzeugstandzeit um 243% bei einer Steigerung der Vorschub- und Schnittgeschwindigkeit. Letztere wurde von 130 m/min auf 390 m/min erhöht. Die Produktivität stieg dadurch gesamthaft um 70%. Weiter konnte dank der optimalen MMS-Strategie eine Aufbauschneide an der Schneidekante verhindert werden, welche mitverantwortlich ist für den deutlichen Anstieg der Werkzeugstandzeit.


„Gibt es bei der MMS-Bearbeitung auch Grenzen?“

Dr. Nicolas Jochum: Schwer zerspanbare Materialien, bei welchen grosse Wärmeentwicklung an der Werkzeugschneide auftreten, wie z. B. Titan und Inconel, stellen die MMS-Anwendung vor eine grosse Herausforderung. Zwar können hervorragende Werkzeugstandzeiten und Schnittgeschwindigkeiten beim Gewindeformen und Schneiden in Titan erreicht werden, jedoch sind beim Fräsen und Bohren die entsprechenden Werkzeuge und Bearbeitungsstrategien noch nicht definiert. In diesem Bereich bleiben einige offene Fragen. Es sind weitere Forschungen, ein tieferes Verständnis der Bearbeitungsprozesse sowie deren Weiterentwicklung erforderlich.

 

Vielen Dank Nicolas für das Interview!


Fachartikel 

Weitere veröffentlichte Artikel zum Thema MMS sind abrufbar unter: 

Artikel SMM - Optimierter Fräsprozess

Artikel SMM - Hohe Produktivität, längere Werkzeugstandzeiten 


Fragen?

Unser Spezialist Dr. Nicolas Jochum und sein Team steht Ihnen gerne bei Fragen zum Thema MMS zur Verfügung. Tel. +41 34 460 08 46, E-Mail mql (at) blaser.com

Nadia Hofer
Nadia HoferContent Specialist

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