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Untersuchungen zur kohlenstoffdioxidbasierten kryogenen Minimalmengenschmierung
Abstract
Die kryogene Kuhlung ist eine Kuhlschmierstrategie zur Bearbeitung schwerzerspanbarer Werkstoffe. Diese Kuhlmethode findet durch die Absenz eines Schmierstoffs bisher keine breite industrielle Anwendung. \nDie Forschungsschwerpunkte dieser Arbeit liegen in der Entwicklung und Erprobung eines Systems zur Beimischung eines Schmiermittels in ein kryogenes Medium. Als Kryogen dient flussiges Kohlenstoffdioxid. Durch verschiedene Funktionsnachweise konnte gezeigt werden, dass eine homogene Vermischung des Schmierstoffs mit dem CO2 nicht notwendig ist, um einen gleichmasigen Schmiermittelauftrag zu erreichen. \nAnschliesende Untersuchungen zur kryogenen Minimalmengenschmierung beim Drehen von Ti-6Al-4V, X5CrNi18-10 und 42CrMo4 sowie beim Frasen von XCrNiMoTi17-12-2 und Ti-6Al-4V verdeutlichen den Einfluss unterschiedlicher Schmierstoffe. Die Prozessanalyse belegt, dass native Schmierstoffe die Werkzeugstandzeit und das Zeitspanvolumen gegenuber synthetischen und mineralischen Produkten beim Frasen erhohen konnen. \nEine Analyse der Energieeffizienz zeigt, dass durch langere Werkzeugstandzeiten der Energiebedarf mit der kryogenen Minimalmengenschmierung im Vergleich zur konventionellen Nassbearbeitung reduziert werden kann. Die kryogene Minimalmengenschmierung bietet dadurch betrachtliche Potenziale zur Etablierung einer nachhaltigen Produktion.