Das Projekt "Umweltgerechte Zerspanungstechnik - Reduzierung und Ersatz von Fertigungshilfsstoffen beim Bohren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Dortmund, Institut für Spanende Fertigung durchgeführt. Nur wenige Fertigungsverfahren der Zerspanungstechnik scheinen so auf die Prozessfuehrung unter Einsatz von Kuehlschmierstoff (KSS) angewiesen zu sein wie das Bohren. Der KSS uebernimmt hierbei neben den Aufgaben der Kuehlung und des Schmierens auch weitestgehend die Aufgabe der Spaenebeseitigung aus dem Einsatzraum der Werkzeuge. Bedingt durch die Umweltgesetzgebung zeigt die Industrie verstaerktes Interesse, den Einsatz von KSS beim Bohren stark zu reduzieren bzw. ganz auf ihn zu verzichten. Es liegen allerdings bisher keine grundlegenden Untersuchungsergebnisse zum Bohren mit reduziertem bzw. substituiertem KSS vor. Hierzu muss die umfassende Kostenbetrachtung unter Einbeziehung des Prozessumfeldes wie Versorgung mit KSS, dessen Entsorgung sowie das Reinigen von Werkstuecken, Spaenen und Maschinen beruecksichtigt werden. Die Arbeiten zu dem Projekt sollen den mangelhaften Kenntnisstand verbessern. Ziel ist es daher, in umfassenden, grundlegenden Untersuchungen die technologische Basis zum Bohren mit minimalen Mengen von KSS bzw. ohne KSS zu erarbeiten. Grosse Bedeutung hat hierbei der Einsatz von Druckluft als Ersatzmedium. Die untersuchten Werkstoffe sind Verguetungsstahl Ck 45 und Grauguss GG 20. Bei den KSS-Konzepten wird sowohl die innere als auch die aeussere Zufuehrung von Minimalmengenschmierstoff untersucht.
Das Projekt "Kuehlschmierstoffe zur Verbesserung der Prozess- und Produktqualitaet bei der Zerspanung von Aluminiumlegierungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Fachbereich Maschinenbau, Institut für Fertigungstechnik und Spanende Werkzeugmaschinen durchgeführt. Die Wirkung von wassermischbaren und nichtwassermischbaren Kuehlschmierstoffen (KSS) sowie von Additiven bei der Bearbeitung von Aluminiumlegierungen wurde untersucht. Durch den Einsatz von KSS bei der Zerspanung von Aluminiumlegierungen kann eine Verbesserung des Prozesses erreicht werden. Eine gezielte Auswahl der KSS fuer den entsprechenden Arbeitsbereich bzw. das entsprechende Bearbeitungsverfahren ist aber notwendig. Die gewonnenen Erkenntnisse tragen zu einer Verbreitung von Aluminiumlegierungen als Leichtbauwerkstoff in der Konstruktionstechnik bei. Darueber hinaus kann durch die gezielte KSS-Auswahl bei der Zerspanung eine Reduzierung der eingesetzten KSS-Menge erreicht werden, was zu einer Verminderung der zu entsorgenden Reststoffmenge fuehrt.
Das Projekt "Aufbereitung von veroelten Produktionsrueckstaenden, insbesondere Schleifschlaemme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik durchgeführt. Beim Schleifen fallen als Reststoffe die sogenannten Schleifschlaemme an. Aufgrund des hohen Kuehlschmierstoffgehaltes von bis zu 80 Gewichtsprozent werden diese Stoffe z.Z. als Sonderabfall entsorgt. Damit geht auch der vergleichsweise teure Kuehlschmierstoff verloren und muss ersetzt werden. In Zusammenarbeit mit der Firma Hoffmann, Lengede, wurde eine Anlage (Extraktionsanlage) konzipiert, die den Kuehlschmierstoff aus dem Schlamm zurueckgewinnen und in den Bearbeitungsprozess zurueckfuehren kann. Die Qualitaet des Kuehlschmierstoffes wird durch den Aufbereitungsprozess nicht negativ beeinflusst.
Das Projekt "Trockenbearbeitung als Alternative zur herkoemmlichen Kuehlschmierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Werkzeugmaschinen durchgeführt. Zielsetzung des Projektes ist es aufzuzeigen, inwieweit und unter welchen Voraussetzungen die herkoemmliche Fertigung mit Kuehlschmierstoff durch eine Form der Trockenbearbeitung ersetzt werden kann. Dabei sind insbesondere Strategien und Prozessparameter fuer den Einsatz der Trockenbearbeitung auf herkoemmlichen, fuer die Bearbeitung mit KSS ausgelegten Bearbeitungsmaschinen zu erarbeiten, sowie moegliche Forderungen an eine Maschine, geeignet fuer die Trockenbearbeitung zu formulieren. Hierzu erfolgt eine Orientierung an den einzelnen Aufgaben der Kuehlschmierstoffe. Innerhalb des Projektes sind verschiedene Ansaetze zur Prozesskuehlung und -schmierung auf ihren Wirkungsgrad und ihre Anwendbarkeit in der Praxis hin zu untersuchen. Dies schliesst thermische Messungen an Werkzeug, Werkstueck und Maschine, aber auch der Spaene mit ein. Beim Fraesen und dem Drehen mit Dreibackenfutter, insbesondere bei groesseren Umfangsgeschwindigkeiten von Werkzeug oder Werkstueck, ist die Wirksamkeit von Minimalmengenkuehlschmiersystemen fraglich. Hier kann es, aehnlich wie beim Schleifen, zur Bildung von Luftpolstern um das Werkzeug kommen, so dass der Kuehlschmierstrahl nicht an die Werkzeugschneide gelangt. Es sind deshalb Untersuchungen durchzufuehren, unter welchen Randbedingungen die Schmierwirkung, z.B. durch Aufspruehen auf das Werkstueck oder hoeheren Luftdruck, gewaehrleistet bzw. maximiert werden kann. Zur Realisierung eines ausreichenden Spaenetransports am Werkzeug und Werkstueck sowie im Arbeitsraum der Maschine, sind zum einen konzeptionelle Ueberlegungen bezueglich des Maschinenaufbaus anzustreben. Zusaetzlich ist zu beruecksichtigen, dass eine schnellstmoegliche Umsetzung der Trockenbearbeitung auf bereits bestehenden Maschinen erfolgen sollte, so dass hier Anpassungsmoeglichkeiten aufgezeigt werden muessen. Zum anderen sind aktive Elemente zur Spanabfuhr von der Wirkstelle auf deren Effizienz hin zu untersuchen und zu optimieren. Dies schliesst auch die Variation der Zerspanungsparameter und der Werkzeuggeometrie zur Spaenefoerderung durch den Prozess selbst mit ein. Abschliessend ist eine Gesamtbeurteilung der Trockenbearbeitung durchzufuehren. Diese beinhaltet sowohl einen Wirtschaftlichkeitsvergleich mit derzeitigen Produktionsmethoden als auch eine Untersuchung hinsichtlich des Gefaehrdungspotentials fuer den Maschinenbediener durch etwaige Staubentstehung bei der Trockenzerspanung bzw. Oelnebel bei der Minimalmengenkuehlschmierung.
Das Projekt "Teilthema: Untersuchungen zur Bewertung, Typisierung und Qualitaetssicherung von Holzspaenen und Holzfasern fuer Daemmzwecke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Rosenheim, Zentrum für Forschung, Entwicklung und Transfer durchgeführt. Gesamtziel des Verbundvorhabens ist es, in der Zukunft die Absatzmengen von Daemmstoffen aus Holz und deren Anteil an dem wachsenden Daemmstoffmarkt zu erhoehen. In diesem Teilvorhaben soll durch systematische Untersuchungen die Variationsbreite der durch Zerspannung oder Zerfaserung hergestellten Daemmstoffes erfasst und Beurteilungskriterien fuer eine Typisierung abgeleitet werden. Es werden praxisgeeignete Pruefverfahren und Pruefgeraete entwickelt, welche in der Produktion und auf der Baustelle einsetzbar sind. Diese sollen eine Beurteilung des Daemmstoffes und der Guete der Einbringung in das Bauteil erlauben. Durch Freilanduntersuchungen wird das Verhalten des Daemmstoffes unter realen Bedingungen ermittelt. Holzspaene und Holzfasern sind ausserordentlich inhomogene Schuettdaemmstoffe mit einem sehr breiten Spektrum von Materialeigenschaften. So bestimmen unter anderem Zerspannungsart, Vorschubgeschwindigkeit bei der Holzbearbeitung, Absaugung und Lagerung, Holzart, Holzfeuchtigkeit die 'Qualitaet' des Schuettdaemmstoffes. Fuer Anbieter und Verwender ist es zwingend, Kenndaten und einheitliche Begutachtungs- und Klassifikationsverfahren zu erhalten um aus Spaenen ein Handelsgut zu machen
Das Projekt "Standzeitverlaengerung von wassermischbaren Kuehlschmierstoffen - Einfluss der Kuehlschmierstoffqualitaet auf den Bearbeitungsprozess" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik durchgeführt. Im Vergleich zu nichtwassermischbaren Kuehlschmierstoffen altern wassermischbare Kuehlschmierstoffe (z.B. Emulsionen) aufgrund von Stoffwechselvorgaenen von Mikroorganismen und koennen so in vergleichsweise kurzen Zeitraeumen von 4-6 Wochen ihre Eigenschaften so veraendern, dass sie den technologischen und arbeitsphysiologischen Anspruechen nicht mehr genuegen. Sie muessen kostenintensiv entsorgt werden. Abhilfe kann hier durch Pflegemassnahmen geschaffen werden. Die Firma Polyplan, Hannover hat ein Verfahren entwickelt, bei dem, aehnlich wie bei der Pasteurisierung, die im Kuehlschmierstoff enthaltenen Mikroorganismen reduziert werden. Somit ist eine Standzeitverlaengerung der Kuehlschmierstoffe moeglich. Das Institut fuer Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik ueberprueft in einem Vorhaben, inwieweit sich das entwickelte Pflegeverfahren auf den Bearbeitungsprozess hinsichtlich der Qualitaets- und Prozesskenngroessen auswirkt.
Das Projekt "Entwicklung und praktische Erprobung emissionsarmer Schmierstoffe unter Verwendung nachwachsender Rohstoffe zur Verminderung der schmierstoffbedingten Belastung der Umwelt durch organische Schadstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fuchs Mineralölwerke durchgeführt. Im Hauptteil dieses Vorhabens wurden bei der FUCHS MINERALOELWERKE GmbH emissionsarme Produkte fuer die Metallbearbeitung entwickelt, die weitgehend auf nachwachsenden Rohstoffen und deren Derivaten basieren und die im Technikum und in den Produktionsbetrieben der MERCEDES-BENZ AG sowohl auf ihre technische Eignung als auch auf ihre Emissionscharakteristik hin geprueft wurden. Ausgehend von bekannten Emissionsmessverfahren wurden neue Pruefverfahren entwickelt, die die fortlaufende Ermittlung schmierstoffbedingter Emissionen in der Praxis gestatten. In diesem Vorhaben wurde angestrebt und erreicht, dass durch den Einsatz der neu entwickelten Produkte die von Schmierstoffen ausgehende Emissions-Belastung der Umwelt durch organische Schadstoffe um mehr als die Haelfte gesenkt werden kann. Durch die Messungen wurden z. B. mit einem mittelviskosen Schneidoel 58 Prozent Emissionsminderungen festgestellt, mit einem niedrigviskosen Bearbeitungsoel sogar 80 Prozent. Aehnlich hoch einzuschaetzen ist die Reduktion der Emissionen um 70 Prozent bei einem neu entwickelten Haerteoel. Es konnten wesentlich reduzierte Nebel- und Rauchbildung festgestellt werden; auch war kein Nachbrennen auf den Teilen zu beobachten. Ferner wurden beim Einsatz der neuen Metallbearbeitungsoele Unterschiede in der Werkzeugstandzeit von +20 Prozent bis -10 Prozent gefunden. Durch Kooperation mit dem Verbundprojekt 'HKW-Substitution durch Kohlenwasserstoff-/Wassersysteme und waesserige Reinigungsanlagen, Teilvorhaben 7: Metallbearbeitungsmedien/Modifizierung von Kuehlschmierstoffen' kamen ergaenzend neue Aufgaben hinzu, vor allem das Abwaschverhalten der Schmier- und Bearbeitungsstoffe und das stoffliche Recycling. Weitere Angaben zu diesem Projektteil sind unter dem Projekttitel 'HKW-Substitution' zu finden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Energiecontrolling und Steuerung der Energieflüsse, energieeffiziente Zerspanungsprozesse, thermische Interaktion Fabrikgebäude, Gebäudetechnik, Prozesskette" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bosch Rexroth Aktiengesellschaft, Engineering Enabling (DC,ENE) durchgeführt. Im Verbundvorhaben 'eta-Fabrik' soll von einem interdisziplinären Kreis mittels Entwicklung innovativer Einzeltechnologien und technischer Integration und Vernetzung dieser mit dem Fabrikgebäude gegenüber heutigen Standards der Energiebedarf in der industriellen Fertigung um 40Prozent gesenkt werden. Das im Rahmen des Forschungsprojektes seitens der Bosch Rexroth AG zu entwickelnde System zum Energiecontrolling und zur Steuerung der Energieflüsse (TP2) ermöglicht sowohl aktuelle Energielasten und -potenziale kontinuierlich zu ermitteln, als auch über eine geeignete Intelligenz kurz- und mittelfristige Lastspitzen zu glätten. Es arbeitet hierbei Anlagen übergreifend, was die neuartige Einbindung und Nutzung kleiner ORC-Module (TP7) einschließt, und hebt somit neue, heute nicht nutzbare Potentiale im Zusammenspiel von Komponente, Anlage, Fertigung und Gebäude und stellt eine neue Klammerfunktion dar. Gemeinsam mit den Partnern GTW Karl Gebert GmbH und PTW (TU Darmstadt) werden Steuerungs- und Regelungsprinzipien für alternative Antriebskonzepte zu heutigen Synchron- und Asynchronmaschinen entwickelt (TP5). Hiermit werden Synchron-Reluktanzmotoren für den Einsatz in industrieller Antriebstechnik, speziell in Werkzeugmaschinen, ertüchtigt und es wird die Energie- und Ressourceneffizienz gesteigert. Zusätzlich sollen sich diese Antriebe in das thermische Konzept der Eta-Fab integrieren.
Das Projekt "Untersuchung umwelt- und humanvertraeglicher Kuehlschmierstoffe auf abbaubarer Basis aus nachwachsenden Rohstoffen auf ihre technologische Eignung in der spanenden Metallbearbeitung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Werkzeugmaschinen durchgeführt. In der metallverarbeitenden Industrie werden Kuehlschmierstoffe in immer groesserem Umfang eingesetzt. Die qualitativ hochwertige und wirtschaftliche Bearbeitung technisch anspruchsvoller und kostenintensiver Rohmaterialien macht den Einsatz von Kuehlschmierstoffen unabdingbar. Heute werden hauptsaechlich Mineraloele als Ausgangsprodukt fuer Kuehlschmierstoffe verwendet. Parallel zum steigenden Einsatz der heute ueblichen Kuehlschmierstoffe laesst sich eine erhebliche Zunahme hiermit verknuepfter Berufskrankheiten nachweisen. Aus bisherigen Erfahrungen kann abgeleitet werden, dass der Wechsel der Basis von Kuehlschmiermitteln von Mineraloel auf hautvertraegliche Pflanzenoele und der Ersatz gaengiger Additive durch hautvertraegliche Komponenten nicht nur technische Eigenschaften verbessert, sondern auch deren Vertraeglichkeit am Menschen. Im Rahmen des Vorhabens werden am Beispiel der Drehbearbeitung grundlegende Untersuchungen ueber die technologischen Moeglichkeiten zur Substitution von herkoemmlichen Kuehlschmiermitteln durch solche auf Pflanzenbasis durchgefuehrt. Durch Variation der Schnittbedingungen und der Werkstoffe wird der Einfluss verschiedener Kuehlschmierstoffe auf das Bearbeitungsergebnis ermittelt. Hierbei ist besonders die erzielte Oberflaechenguete und das Verschleissverhalten der Werkzeugschneide von Bedeutung. In Dauerversuchen unter Produktionsbedingungen soll der Einfluss der Alterung des Kuehlschmiermittels auf den Zerspanprozess durch Vergleich der sich aendernden chemischen/physikalischen Eigenschaften mit den Bearbeitungsergebnissen erfasst werden. Gleichzeitig soll die Reaktion von Dichtungen, Lacken und Metallen untersucht...
Das Projekt "Aktive und passive Staub- und Spaeneerfassung unter besonderer Beruecksichtigung von Bearbeitungszentren und der Hochgeschwindigkeitszerspanung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die physikalischen Wirkzusammenhaenge bei der Staub- aber vor allem auch bei der Spaeneerfassung zu untersuchen und so zielgerichtet einzusetzen, dass nach der Zerspanung keine Reinigungsarbeiten an Werkstueck oder Maschine durchgefuehrt werden muessen. Es wird dazu im wesentlichen die Stroemungsfoerderung eingesetzt. Ebenfalls beachtet werden soll die Staubemission. Die kinetische Energie der Spaenepartikel, die nicht in Richtung der Erfassungselemente zielt, soll unmittelbar nach der Zerspanung durch Saugen und Blasen abgebaut werden; zusaetzlich beeinflussen mechanische Hilfsmittel die Energie und Richtung des Partikelstromes. Der Staub soll konventionell durch Saugen entfernt werden. Die Werkstuecke werden weiterhin durch mechanische Hilfsmittel und pneum. Foerdersysteme gereinigt. Die Untersuchungen sollen exemplarisch fuer das Fraesen und Bohren durchgefuehrt werden. Anwendungsnahes Ergebnis des Vorhabens werden Erfassungselemente fuer Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentren sein.
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