Kühlschmierstoffe Dickflüssiges Wasser schmiert so gut wie Öl

Redakteur: Josef-Martin Kraus

Das läuft wie geschmiert – mehr noch als auf Öl trifft das auf verdicktes Wasser zu. Diese wässrigen Biopolymerlösungen kommen bereits als Kühlschmierstoffe zur Anwendung, zum Beispiel bei der Bearbeitung von Hartmetallen.

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Sie entwickelten einen Kühlschmierstoff aus wässrigen Biopolymeren (v.l.): Dr. Peter Eisner, Dr. Michael Menner und Andreas Malberg.
Sie entwickelten einen Kühlschmierstoff aus wässrigen Biopolymeren (v.l.): Dr. Peter Eisner, Dr. Michael Menner und Andreas Malberg.
(Bild: Dirk Mahler/Fraunhofer)

Die Metallbearbeitung spielt in der Industrie eine große Rolle. Beim Bohren, Fräsen, Drehen oder Schleifen werden Kühlschmierstoffe eingesetzt, um Werkstücke und Werkzeuge beim Bearbeiten vor Überhitzung und zu großem Verschleiß zu schützen. Basis für die derzeit üblichen Schmierstoffe ist Mineralöl. Das hat Nachteile: Fossile Mineralöle entstammen endlichen Ressourcen, transportieren relativ wenig Wärme vom Werkstück ab, sind gesundheitsschädlich und können zudem in Brand geraten. Das erfordert einen erhöhten technischen Aufwand, etwa für Arbeitssicherheit, Brandschutz und Entsorgung. Alternative Schmierstoffe sind gefragt.

Nachwachsende Rohstoffe als Schmieradditive

Die Idee von Andreas Malberg, Dr. Peter Eisner und Dr. Michael Menner, Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV in Freising klingt ebenso einfach wie überraschend: Schmieren mit Wasser, nicht mit Öl. „Am IVV arbeiten wir schon lange am Thema Kühlschmierstoffe“, sagt Michael Menner. „In zwei vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekten haben wir es geschafft, das Öl durch Wasser zu ersetzen. Eine überraschende Erkenntnis dabei war, Wasser schmiert auch nicht schlechter als Öl, wesentlich sind die Additive“. Im Fall von Wasser kann der Zusatz von natürlichen Polymeren die Schmiereigenschaften deutlich verbessern.

Die Freisinger Forscher machten sich daran, nachwachsende Rohstoffe, etwa Zellulosen, Stärken oder bakterielle Polysaccharide zu testen und für den Einsatz als Schmieradditiv zu verbessern. Ihr Ziel: Das Wasser mit den Biopolymeren dickflüssiger zu machen, dann schmiert es besser.

Damit aus der Idee ein markttaugliches Produkt wurde, kamen weitere Partner ins Boot: das Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik der Universität Braunschweig sowie der Schmierstoffhersteller Carl Bechem in Hagen.

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