Einladung zur CIRP BioM 2024 in Dresden: Bio-basierte Kühlschmierstoffe für nachhaltige Wertschöpfung

Nachhaltigkeit und Innovation

Die nachhaltige Wertschöpfung sowie Ressourcenschonung sind zwei der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Während schrittweise Optimierungen wichtig sind, sind bahnbrechende Innovationen notwendig, um den Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft zu beschleunigen. Biomanufacturing kombiniert Wissen und Methoden aus der Produktionstechnik, Biotechnologie und Biologie, um solche Innovationen voranzutreiben.

Metallzerspanungsprozesse erfordern Kühl- und Schmierlösungen, um die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück zu minimieren. Bio-basierte Kühlschmierstoffe (KSS), die auf Pflanzenölen basieren, bieten hier eine nachhaltige Alternative zu konventionellen, fossilen KSS. Eine Studie des Fraunhofer IWU untersucht hierfür die Eignung dieser Emulsionen für die Bearbeitung von Hochleistungsstählen im Flugzeugbau. Dabei wurden die Reibungsbedingungen, Prozesskräfte und der Werkzeugverschleiß analysiert. Die Ergebnisse der Studie zeigen das große Potenzial bio-basierter KSS als leistungsstarke Alternative.

Wirtschaftliche und ökologische Vorteile

Bio-basierte KSS tragen nicht nur zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks bei, sondern bieten auch klare Vorteile beim Recycling und der Entsorgung. Obwohl die Herstellungskosten höher sein können, werden diese durch niedrigere Entsorgungskosten ausgeglichen, was die Wirtschaftlichkeit sicherstellt. Aktuelle Zerspanungsversuche zeigen, dass die Leistungsfähigkeit bio-basierter KSS der von mineralischen KSS nicht nachsteht. Zukünftige Entwicklungen könnten sogar die Bearbeitung schwer zerspanbarer Materialien wie Titan verbessern, dank des zum Teil besseren Schmierleistungspotenzials bio-basierter Öle.

Um die Akzeptanz bio-basierter KSS zu erhöhen, müssen diese in ihrer Leistung konventionellen KSS ebenbürtig sein. Langzeitstabilität und geringere Wartungskosten sind hierbei entscheidende Faktoren. Weitere Forschungsarbeiten sind notwendig, um die Einsatzgrenzen hinsichtlich Langzeitstabilität und Biokompatibilität zu erweitern. Zudem ist es wichtig, die Verfügbarkeit nachwachsender Rohstoffe sicherzustellen, ohne in Konkurrenz zur Lebensmittelindustrie zu treten. Rizinusöl, das nicht für den Verzehr geeignet ist, bietet hierfür eine vielversprechende Alternative.

Bio-basierte KSS bieten eine umweltfreundliche Entsorgungsoption, da sie im Optimalfall biologisch abbaubar sind und keine teuren Sonderentsorgungsprozesse erfordern. Im Gegensatz zu konventionellen KSS, die teilweise toxische Additive und Biozid-Stoffe enthalten können, sind bio-basierte KSS auch besser für den Arbeitsschutz geeignet und verursachen weniger Kontaminationsprobleme.

Für Rückfragen steht Ihnen Herr Erik Selbmann gerne unter folgender Mailadresse zur Verfügung: erik.selbmann@iwu.fraunhofer.de.