Kühlschmierstoffe (KSS) in der Zerspanung: Zweck, Arten und Vorteile

Was sind Kühlschmierstoffe?

Kühlschmierstoffe (KSS) sind Fluide oder Pasten, die beim Zerspanen von Metall zwischen Werkzeug und Werkstück wirken. Sie kühlen (Wärmeabfuhr), schmieren (Reibungsminderung) und spülen Späne ab. Die „nasse“ Bearbeitung ist Standard, da sie sicherer, präziser und werkzeugschonender ist als Trockenbearbeitung.

Warum KSS unverzichtbar sind

Wärmeprobleme beim Zerspanen

Reibung und Scherdeformation erzeugen enorme Hitze an der Schneide. Ohne Kühlung:

• Werkzeugverschleiß steigt exponentiell
• Werkstück verzieht sich (thermische Ausdehnung)
• Gefügeänderungen im Randschichtbereich (Anlassfarben, Härteverlust)
• Rissbildung oder Spannungsgefüge im Werkstück

Schmierung und Spänemanagement

• Reduziert Aufbauschneidebildung
• Verbessert Oberflächengüte (Rz-Werte)
• Späne werden gebrochen und aus der Schneidzone gespült
• Verhindert Spanneinlagerung in Nuten/Bohrungen

Arten von Kühlschmierstoffen

Applikationsformen

• Flutkühlung: Große Mengen über Düsen (Standard)
• Hochdruckkühlung (HPC): 50–300 bar durch Werkzeug (Innenkühlung) – durchbricht Dampffilm, verbessert Spanbruch
• MMS (Minimalmengenschmierung): Dosierte Öl-Luft-Gemische
• Handapplikation: Pinsel, Sprühdose, Tropfer (Wartung, Einzelteile)

Gesundheit, Sicherheit & Umwelt

Risiken

• Hautkontakt: Reizungen, Allergien, Ölakne
• Inhalation: Aerosole, Nebel (Atemwege)
• Bakterienpilzwachstum in Emulsionen (Geruch, Gesundheitsrisiko)
• Entsorgung: Altemulsionen sind Sondermüll (AVV 12 01 09)

Schutzmaßnahmen

• Hautschutzplan (Schutzhandschuhe, Hautschutzcreme)
• Absaugung/Neberfassung an der Maschine
• Regelmäßige KSS-Pflege: Konzentration, pH-Wert, Keimzahl, Nitrit
• Biozide nur bei Bedarf, bevorzugt systemische Pflege
• Biologisch abbaubare KSS (Esterbasis) reduzieren Entsorgungsaufwand

Wirtschaftlichkeit

KSS-Kosten machen nur 1–3 % der Fertigungskosten aus, beeinflussen aber Werkzeugstandzeit (×2–5), Ausschussrate und Maschinenverfügbarkeit massiv. Professionelles KSS-Management (Filtration, Zentrifuge, Nachdosierung) amortisiert sich schnell.

Fazit

Der richtige KSS, passend zu Werkstoff, Verfahren und Maschine, ist kein Kostenfaktor, sondern Produktivitätshebel. Moderne wassermischbare KSS mit guter Pflege oder MMS-Systeme verbinden Wirtschaftlichkeit mit Arbeitsschutz und Umweltschutz.