Die Weiterentwicklung der Technologie des Feinschneidens mit leistungsfähigeren Pressen und komplexen Werkzeuge verlangt auch nach wirkungsvolleren Feinschneidölen. Hinzu kommen höherfeste Werkstoffe, die zu bearbeiten sind. Die Entwicklung neuer Feinschneidöle führt nur unter Beachtung aller Parameter und der Tribologie des Gesamtprozesses zum Erfolg. Wir beleuchten einige wesentliche Aspekte.
Wieso Schmierstoffe beim Feinschneiden unverzichtbar sind
Tribologie, die Lehre von Reibung, Verschleiss und Schmierung, ist keine „graue Theorie“, sondern sehr hilfreich, wenn um es Verbesserungen und damit Kosteneinsparungen in technischen Prozessen geht. Die Tribologie macht auch um die Blechumformung, das Stanzen und das Feinschneiden keinen Bogen.
Aber fangen wir vorne an. Warum werden überhaupt Schmierstoffe in der Umformung benötigt? Die wesentlichen Gründe für den Einsatz von Schmierstoffen sind:
- eine sichere Trennung von Werkzeug und Werkstück
- möglichst lange Werkzeugstandzeit
- definierte Werkstückoberfläche und
- Minimierung von Verschleiss.
Mit der ersten Adhäsion bzw. dem ersten Verschleiss setzt bereits ein eigendynamischer Prozess ein. Der Schmierstoff sollte daher eine zuverlässige Schmierung der Werkzeugaktivelemente garantieren und aus Sicht des Arbeits- und Umweltschutz unproblematisch sein.
Ein Schmierstoff ist natürlich kein „Wunder- oder Allheilmittel“, er ist nicht in der Lage schlecht konstruierte oder schlecht gefertigte Werkzeuge zu verbessern, Stellungsfehler im Werkzeug, ungenügende oder mangelhafte Beschichtungen ausgleichen und schon gar nicht vorgeschädigte Werkzeuge bzw. deren Oberflächen zu „heilen“.
Die Integration des Schmierstoffes im Gesamtprozess
In folgenden Aspekten sollte der Schmierstoff unbedingt perfekt in den Gesamtprozess passen:
- Aufbringen des Schmierstoffs – Beölung der Werkstücke
- Stanzen / Feinschneiden / Umformung (eventuell mit erneuter Zwischenbeölung)
- Nachbehandlung der gefertigten Teile (Reinigung / Schleifen / Gleitschleifen)
Das optimale Aufbringen des Schmierstoffs (Bild 1) beinhaltet, dass Schmierstoff und Applikationstechnik zueinander passen. Die Viskosität, die für den Umform- oder Stanzprozess notwendig ist, muss auch mit der Anlage gleichmässig, ökonomisch, ökologisch (keine Vernebeln der Umgebung) und vor allem reproduzierbar in der notwendigen Schichtdicke aufgetragen werden können.
Weitere Einflussfaktoren
Neben einer gleichmässigen Schmierstoffschicht spielt die physikochemische Wechselwirkung der im Schmierstoff enthaltenen Additive eine wichtige Rolle im Prozess der optimalen Viskosität und den hohen Werkzeugstandzeiten. Letztlich sind die vorhandenen Strukturen auf der Metalloberfläche für die Art der Wechselwirkung mit dem Schmierstoff bzw. den darin enthaltenen Additiven verantwortlich. Es verhält sich wie mit einem Schlüssel und einem Schloss, entweder passen beide zueinander oder eben nicht.
Anwendung der Schmiermittel in der Praxis
Von diesen Überlegungen ausgehend, gelang es der Fuchs Wisura GmbH neue innovative Feinschneidöle zu konzipieren – frei von Chlorparaffinen und mit höchster Leistung. Bild 2 zeigt die zeitliche Entwicklung auf.
Lange Zeit galten Chlorparaffinhaltige Öle als die Krone der Feinschneidöle. Die chlorfreien Öle der Generation 2.0 kommen in vielen Fällen auch nicht an die Leistung der chlorhaltigen Öle heran. Generation 3.0 und 4.0 sind den chlorhaltigen Ölen ebenbürtig, wenn nicht sogar überlegen.
Darüber hinaus gelang es ein Feinschneidöl zu entwickeln, dass sowohl auf Chlorparaffine als auch auf klassische Schwefelträger verzichtet. Die ersten Tests mit diesem Öl erfolgten bei der Feintool Technologie AG in Lyss direkt mit Werkzeug von Kunden. Das Ergebnis war überraschend, gleich beim ersten Mal gelang es die neuen, rein theoretischen Erkenntnisse zur Wechselwirkung von Additiven mit Metalloberflächen in der Praxis zu bestätigen. Auch der Kunde zeigte sich zufrieden und führte das neue Produkt als Standardsorte in sein Unternehmen ein. Das neue Produkt eignete sich nicht nur zum Feinschneiden, sondern auch hervorragend für die Umformung. Durch seine hohe Leistungsdichte ist es auf der einen Seite möglich auch schwer umzuformende Materialien, wie zum Beispiel rostfreie Edelstähle, zu verformen. Auf der anderen Seite werden empfindliche Metalle, wie Buntmetalle oder Aluminium nicht verfärbt.
Ein Blick in die Zukunft der Feinschneideöle
Zahlreiche weitere Einsatzfälle in der Praxis bestätigten, dass die konsequente Anwendung und Ausnutzung von tribologischen Erkenntnissen zu deutlich höheren Werkzeugstandzeiten führen und damit ein ökonomisch wichtiger Faktor ist.
Doch die Entwicklung bleibt nicht stehen: neue höherfeste Materialien, die mit konventionellen Schmierstoffen im ökonomischen Sinn nicht mehr zu bearbeiten sind, werden bei unseren Kunden getestet. Hier begleiten wir unsere Kunden mit neuen Feinschneidölen. Ebenso sind wir gemeinsam mit der Feintool und einigen unserer Kunden im Projekt temperiertes Feinschneiden tätig. Auch Industrie 4.0 geht nicht am Feinschneidöl vorüber. Mit namhaften Instituten entwickeln wir massgeschneiderte Schmierstoffe, die direkt vor der Presse in Abhängigkeit von der Metalloberfläche angepasst werden.