Frästechnik mit kryogener Kühlung

Der Einsatz von Emulsionen zur Kühlschmierung von Zerspanungsprozessen ist mit hohem Energie- und Kostenaufwand sowie Belastungen für Umwelt und Gesundheit verbunden. Eine Trockenbearbeitung ist jedoch aufgrund des erhöhten Werkzeugverschleißes und geringer Zeitspanvolumina nur begrenzt möglich. Zudem kann beim Fräsen schwer spanbarer Werkstoffe nicht gänzlich auf eine Kühlung und Schmierung des Prozesses verzichtet werden.

Die kryogene Kühlung birgt das Potenzial einer kostengünstigen und energieeffizienten Hochleistungsbearbeitung. Hierfür kommen tiefkalte Medien wie flüssiges Kohlenstoffdioxid (CO₂) zur Kühlung der Schnittzone zum Einsatz. Durch eine innere Zuführung des Kühlmediums in Kombination mit einem Ölnebel durch die Maschinenspindel und das Fräswerkzeug wird eine ausreichende Kühlung und gleichzeitige Schmierung gewährleistet.

Im Rahmen eines Verbundprojekts wurden die Grundlagen zur wirtschaftlichen Fräsbearbeitung hochfester, schwer spanbarer Werkstoffe mit kryogener Kühlung geschaffen. Dabei stand die ganzheitliche Entwicklung (Werkzeuge, Verfahren, Parameter, Anlagentechnik, Maschinenkomponenten) im Fokus. Im Ergebnis konnten sowohl die Bearbeitungskosten als auch der Zeit- und Energieaufwand bei der Fräsbearbeitung gesenkt werden.