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Anwendung neuester Kühlschmiermittel für Faserverbundwerkstoffe

Ob Bahn, Fahrrad, Drohne, Elektroauto oder Flugzeug, faserverstärkte Kunststoffe (FVK) sowie Kombinationen aus diesen mit Stahl, Titan oder Aluminium – sogenannte Stacks oder Multimaterialien – bieten aufgrund ihrer hervorragenden gewichtsbezogenen Steifigkeiten ein enormes Marktpotenzial im Leichtbau. Der Einsatz von wasserbasierten Kühlschmiermitteln bei der zerspanenden Bearbeitung (Fräsen, Bohren) verspricht Vorteile in Bezug auf Zerspangeschwindigkeit, Werkzeugverschleiß und Arbeitsschutz (Feinstaub), wird jedoch wegen den noch ungeklärten Risiken Quellung der Kunststoffe, Verlust der Verbundhaftung bei Stackmaterialien, Problemen bei Lackier- und Klebeprozessen und der möglichen biologischen Verkeimung nur selten praktiziert. Daher soll untersucht werden, mit welchen Maßnahmen beim Zerspanprozess, bei der Pflege und Überwachung der Kühlschmiermittel, bei Reinigungsprozessen und beim Lackieren und Kleben diese Risiken minimiert werden können. Dazu wird ein Benchmarktest entwickelt, mit dem die Bearbeitungs- und Werkzeugparameter optimiert und Reinigungs-, Beschichtungsund Klebeprozesse geprüft werden können. Parallel dazu werden Methoden zur Überwachung des Kühlschmiermittels und der Filtration untersucht und Maßnahmen gegen biologischen Befall und zur Qualitätssicherung abgeleitet. Zu Projektende stehen Datenbanken zu Materialkombinationen und ein Leitfaden für die komplette Zerspan-Prozesskette inklusive Vorund Nachbehandlung der Bauteile zur Verfügung. Der Wissenstransfer in die Industrie, die in den Sektoren Herstellung und Bearbeitung von FVK-Bauteilen sowie Lohnlackierung, Badüberwachung und Schmierstoffchemie von KMUs dominiert wird, erfolgt über Workshops. Da die Zerspanung mit Kühlschmierstoffen bei metallverarbeitenden Betrieben Stand der Technik ist, lassen sich die Ergebnisse schnell umsetzen. Der Nutzen für KMU besteht in der schnellen Adaption der Forschungergebnisse für die Umstellung der eigenen Fertigung hinsichtlich neuer Multimaterialien.

CU Leichtbau-Forschung Projektergebnisse