Projekt abgeschlossen

Fördernehmer: BBS Kraftfahrzeugtechnik AG Herbolzheim / Baden-Württemberg

Vorhaben: Verfahren zur Bearbeitung von Aluminiumwerkstoffen unter Verzicht von Kühlschmiermitteln

Kurzbeschreibung
Die BBS Kraftfahrzeugtechnik AG, ein Hersteller von Aluminium-Rädern, will am Standort in Herbolzheim / Baden-Württemberg die Trockenbearbeitung der drei für die Aluminium-Räder maßgeblichen Produktgruppen Räder, Sterne und Felgen realisieren. Bei den Bearbeitungsprozessen (Drehen, Bohren, Entgraten, Gewindeschneiden) soll keinerlei Kühlschmierstoff (KSS) mehr eingesetzt und damit alle mit dem KSS-Einsatz verbundenen Umweltbeeinträchtigungen vermieden werden.

Die spanende Bearbeitung vom Aluminiumwerkstoffen erfolgt heute überwiegend in Form der Nassbearbeitung. Geeignete Fertigungseinrichtungen für eine Trockenbearbeitung sind derzeit nicht am Markt verfügbar und mussten für dieses Vorhaben speziell entwickelt und erprobt werden. Derzeit erscheint den meisten Betrieben eine Umstellung auf die kühlschmierstofffreie Bearbeitung noch zu risikobehaftet. Es ist jedoch davon auszugehen, dass bei einem technischen und wirtschaftlichen Erfolg des Projektes ein nicht unbeträchtlicher Teil der aluminiumverarbeitenden Betriebe die kühlschmierstofffreie Bearbeitung übernehmen werden.

Heute erfolgt überwiegend der Einsatz von Kühlschmierstoffen, Emulsionen auf Mineralöl- oder synthetischer Basis im Konzentrationsbereich von 7 bis 15%. Kühlschmierstoffe haben die Aufgabe, den Schneidevorgang zu schmieren, das Werkzeug zu kühlen und den Abtransport der Späne zu bewerkstelligen. Sie bilden mit rd. 500.000 t /a eine der größten Einzelgruppen bei den besonders überwachungsbedürftigen Abfällen in Deutschland.

Der Verzicht auf KSS galt lange Zeit als technisch nicht beherrschbar, durch die Entwicklung neuer Werkstoffe und Bearbeitungstechniken scheint diese Technik realisierbar. Zur Realisierung der Trockenbearbeitung werden die Werkzeuge mit einer speziellen Beschichtung sowie mit einer Innenbohrung für eine ggfs. zusätzliche Kühlung der Bearbeitungsstelle versehen. Zudem wird der Schneidwerkstoff der Werkzeuge, die Werkzeuggeometrie sowie die Zerspanungsparameter, wie Bearbeitungsgeschwindigkeit, Spanbreite und -dicke, den spezifischen Anforderungen angepasst und optimiert. Die anfallenden Aluminium-Späne werden abgesaugt und im direkten betrieblichen Kreislauf ohne weiteren Reinigungsschritt der betriebseigenen Gießerei wieder zugeführt.

Durch den vollständigen Verzicht auf Kühlschmierstoffe bei allen Prozessschritten werden alle aus dem KSS-Einsatz resultierenden Umweltbeeinträchtigungen durch diese prozessintegrierte Maßnahme vermieden. Nahezu die gesamten Emissionen resultieren direkt oder in Folge aus dem Einsatz von Kühlschmierstoff.

Alle Anlagenkomponenten zur KSS-Versorgung einschließlich der Einrichtungen zur KSS-Pflege und Überwachung entfallen bei der Trockenbearbeitung. Durch die Reduzierung des Reinigungsprozesses auf ein Abspülen der anhaftenden Späne fällt aus der ganzen spanenden Fertigung auch keine verbrauchte Emulsion mehr an. Die Emulsionsspaltanlage kann somit ersatzlos entfallen und es müssen keine Emulsionen der Entsorgung zugeführt werden. Durch das Entfallen dieser Prozessschritte werden bis zu 50% Energie eingespart.

Die trockenen Aluminium-Späne können ohne den derzeit noch erforderlichen Reinigungsschritt, der durch die externe Behandlung zudem noch mit Transportaufwand verbunden ist, direkt wieder in der Gießerei recycelt werden. Der Stoffkreislauf ist damit innerbetrieblich geschlossen.

Nachfolgend ist die voraussichtliche Ressourceneinsparung tabellarisch zusammengefasst. Basis ist eine Produktionsmenge von ca. 1,16 Mio. Rädern /2001 im Werk der Firma BBS am Standort Schiltach.