Seco & Fusion Coolant Systems: Sicherere, umweltfreundliche Zerspanungslösungen

Öle, Pasten, Gele und Emulsionen – traditionelle Kühlschmierstoffe gibt es in vielen Formen. Aber sie haben alle eines gemeinsam: Sie bergen Risiken für die Gesundheit der Mitarbeiter und die Umwelt. Steve Skerlos von Seco Tools' neuem Partner Fusion Coolant Systems hat eine überzeugende Alternative entwickelt.

Die Entwicklung von Schneidwerkzeugen, die Metalle formen, bohren, schleifen und hobeln, hat die moderne Fertigung erst möglich gemacht. Doch der Fortschritt, den diese Werkzeuge ermöglichten, wäre ohne Kühlschmierstoffe für Kühlung, Schmierung und Spanabfuhr nicht möglich gewesen. Die Liste der verwendeten Materialien ist lang: Öle, Pasten, Gele, Emulsionen, Synthetika – um nur einige zu nennen. Doch ihre Nutzung bringt Probleme mit sich.

Steve Skerlos kennt diese besser als jeder andere. Als weltweit anerkannter Experte für Kühlschmierstoffe ist er ordentlicher Professor für Maschinenbau an der University of Michigan (USA), Direktor des Center for Socially Engaged Design am College of Engineering und Gründer sowie Chairman des Board von Fusion Coolant Systems, Seco Tools' neuem Partner.

Skerlos hat die Probleme traditioneller Kühlschmierstoffe hautnah erlebt, da er fünf Jahre als Doktorand mit Emulsionen arbeitete. „Diese Fluide bereiteten mir und den Zerspanungskollegen, die ich im Laufe der Zeit kennenlernte, diverse Gesundheitsprobleme“, sagt er. „Die Gesundheitsrisiken für Arbeiter, die traditionellen Kühlschmierstoffen ausgesetzt sind, sind seit Jahrzehnten bekannt. Es ist eine veraltete Arbeitsweise.“ Die Fluide selbst seien ein „Lasagne aus Chemie“, wie er es ausdrückt.

Skerlos, ein geradliniger Mann, setzt sich leidenschaftlich für Umweltschutz ein. Als begeisterter Radfahrer fährt er wann immer möglich zur Arbeit. Als Doktorand wollte er eigentlich nicht Maschinenfluide studieren. „Aber es war meine Chance, in den Nachhaltigkeitsbereich einzusteigen, wo meine Leidenschaft liegt“, sagt er. Und beim Studium der Flüssigkeitsformulierung (Chemie, Biologie, physikalische Eigenschaften) wusste er: Es muss einen besseren Weg geben.

Mit seinen Doktoranden begann er, mit einer Substanz zu experimentieren, die als überkritisches Kohlendioxid (CO₂) bekannt ist. Stellen Sie sich einen Hochdruckbehälter vor, halb gefüllt mit gasförmigem CO₂, halb mit flüssigem CO₂. Erhöht man den Druck über den magischen Punkt von 1079 psi (ca. 74 bar) und über 31 °C, erhält man Materie eines anderen Aggregatzustands: weder Gas noch Flüssigkeit. Eine Fusion. Und diese Fusion ist für die Zerspanung, nun ja, magisch. „Ich kam von der Umwelt-, Gesundheits- und Sicherheitsseite“, sagt Skerlos. „Und ich sagte: ‚Wow, das ist in dieser Hinsicht perfekt.‘“

Als er und seine Studenten die ersten Ergebnisse erhielten und erkannten, dass die Substanz herkömmliche Kühlschmierstoffe bei weitem übertrifft, bat er die Studenten, ihre Protokolle zu prüfen. „Wir hatten noch nie so niedrige Reibung und Schmierfähigkeit gesehen oder solche Geschwindigkeiten erreicht. Wie es Emulsionen übertraf, kam als riesige Überraschung.“

Skerlos wusste, er hatte ein revolutionäres Produkt in der Hand. Er zählt die Vorteile auf: Es ist sicher und bakterienfrei. Werkzeuge halten länger. Es lässt sich einfach an Werkzeugmaschinen anwenden. CO₂ ist ein kostengünstiges Abfallprodukt. Und im Gegensatz zu Flüssigkeiten gibt es keine Verschmutzung. „Denken Sie darüber nach…“, sagt er. „Wenn Sie biomedizinische Implantate fertigen, wollen Sie kein Kühlschmiermittel darauf haben, nur um dann einen Weg zu finden, es zu entfernen. Bisher haben wir keine Anwendung gefunden, bei der wir Emulsion nicht ersetzen könnten. Diese Technologie könnte Emulsion letztlich überall ersetzen. Und das sollte passieren.“

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