5 unerwartete Fehler im Umgang mit Bearbeitungsflüssigkeiten, die Ihre Produktion Geld kosten

Foto: aluminum Zheng ji / Unsplash

Kühlschmierstoffe spielen eine Schlüsselrolle für die Effizienz und Qualität der Metallbearbeitung – von der Kühlung der Werkzeuge über den Späneabtransport bis hin zum Korrosionsschutz. Dennoch begegnen wir in der Praxis häufig Fehlern, die auf den ersten Blick nicht offensichtlich sind, aber erhebliche Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit des Prozesses und die Lebensdauer der Anlagen haben. Einige davon entstehen bereits bei der Auswahl des Kühlschmierstoffs, andere beim Anmischen, Lagern oder der Wartung. In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf fünf der häufigsten, aber oft übersehenen Probleme, die unnötig die Produktionskosten erhöhen und die Wettbewerbsfähigkeit Ihres Betriebs beeinträchtigen können.

1. Unterschätzung der Wasserqualität beim Verdünnen von Kühlschmierstoffen

Bearbeitungsflüssigkeiten werden häufig mit Wasser verdünnt, doch dessen Qualität beeinflusst maßgeblich die Leistung und Lebensdauer der Mischung. Hartes Wasser mit hohem Mineralstoffgehalt (insbesondere Calcium und Magnesium) führt zur Bildung von Ablagerungen, die Filter verstopfen, die Kühlwirkung verringern und das Bakterienwachstum fördern. Zu weiches Wasser hingegen kann zu übermäßiger Schaumbildung und verschlechterter Schmierfähigkeit führen. Ideal ist die Verwendung von demineralisiertem oder deionisiertem Wasser mit einer Leitfähigkeit unter 20 μS/cm, was einer Härte von bis zu 0,1 mmol/l entspricht.

Messen Sie vor dem Verdünnen stets den pH-Wert und die Leitfähigkeit des Wassers – mit Standard-Testkits oder tragbaren Messgeräten. Steht kein aufbereitetes Wasser zur Verfügung, sollten Sie den Zusatz von Härtestabilisatoren in Betracht ziehen, die die Bildung von Ablagerungen verhindern. Die regelmäßige Kontrolle der Konzentration der Bearbeitungsflüssigkeit (mit einem Refraktometer oder durch Titration) hilft dabei, Ungleichgewichte aufgrund von minderwertigem Wasser frühzeitig zu erkennen, bevor sie sich auf die bearbeiteten Teile oder Werkzeuge auswirken.

2. Unsachgemäße Lagerung und Kontamination von Bearbeitungsflüssigkeiten

Bearbeitungsflüssigkeiten sind empfindlich gegenüber Temperaturschwankungen, Licht und Kontaminanten, die ihren Abbau beschleunigen. Die Lagerung unter ungeeigneten Bedingungen – etwa in der Nähe von Heizkörpern, in direktem Sonnenlicht oder in offenen Behältern – führt zur Verdampfung flüchtiger Bestandteile, zur Trennung der Emulsion oder zum Wachstum von Mikroorganismen. Die Lagertemperatur sollte stabil sein, idealerweise zwischen 10–25 °C, und die Behälter müssen geschlossen sein, um den Kontakt mit Staub, Metallspänen oder anderen Verunreinigungen zu minimieren.

Die Kontamination mit Fremdölen (z. B. Hydraulik- oder Schmierölen) ist ein weiteres häufiges Problem, das zu Schaumbildung, verschlechterter Filtration und verminderter Wirksamkeit der Flüssigkeit führt. Verwenden Sie separate Behälter für verschiedene Flüssigkeitstypen und überprüfen Sie regelmäßig die Oberfläche der Bearbeitungsbäder auf das Vorhandensein von Ölfilmen. Bei einer Kontamination muss die Flüssigkeit gefiltert oder ausgetauscht werden, um Schäden an den Werkzeugen und eine Verschlechterung der Qualität der bearbeiteten Oberflächen zu vermeiden.

Foto: Sven Daniel / Unsplash

3. Ignorieren von mikrobiellem Wachstum und Geruchsbildung

Geruch oder Farbveränderungen der Bearbeitungsflüssigkeit sind klare Anzeichen für mikrobielle Kontamination, die zu ernsthaften Problemen führen kann – von der Korrosion der Werkzeuge bis hin zu Gesundheitsrisiken für das Bedienpersonal. Bakterien und Schimmelpilze vermehren sich schnell in warmer, feuchter Umgebung, insbesondere wenn die Flüssigkeit lange Zeit unbewegt bleibt oder organische Verunreinigungen enthält. Ein typisches Symptom ist ein saurer Geruch, der durch den Abbau der Emulsion durch Mikroorganismen entsteht.

Die Vorbeugung besteht in der regelmäßigen Überwachung des pH-Werts (ideal 8,5–9,5) und der Zugabe von Bioziden gemäß den Empfehlungen des Herstellers. Wichtig ist auch, das System in Bewegung zu halten – beispielsweise durch Zirkulation der Flüssigkeit auch außerhalb der Betriebszeiten – und Metallspäne zu entfernen, die als Nährboden für Mikroben dienen. Wenn Geruch oder Trübung auftreten, muss die Flüssigkeit sofort behandelt oder ausgetauscht werden, um kostspielige Stillstandszeiten und Sanierungen zu vermeiden.

4. Falsche Konzentration der Flüssigkeit und ihre Auswirkungen auf die Bearbeitung

Eine zu niedrige Konzentration der Bearbeitungsflüssigkeit verringert ihre Schmierfähigkeit und Kühlwirkung, was zu schnellerem Werkzeugverschleiß, schlechterer Oberflächenqualität und einem erhöhten Risiko für Temperaturrisse führt. Eine zu hohe Konzentration hingegen erhöht die Kosten, verursacht Schaumbildung und kann zu klebrigen Ablagerungen auf den bearbeiteten Teilen führen. Die optimale Konzentration variiert je nach Art des Bearbeitungsvorgangs (Drehen, Fräsen, Schleifen) und Material, liegt jedoch in der Regel zwischen 5–10 % für Emulsionen und 10–20 % für synthetische Flüssigkeiten.

Die Konzentration muss regelmäßig kontrolliert werden – meistens mit einem Refraktometer, das den Brechungsindex der Flüssigkeit misst. Die Ergebnisse sollten mit den Empfehlungen des Herstellers verglichen und an die aktuellen Bedingungen angepasst werden (z. B. erhöhte Verdunstungsverluste im Sommer). Automatische Dosiersysteme können helfen, eine stabile Konzentration aufrechtzuerhalten, aber auch diese erfordern regelmäßige Kalibrierung und Wartung, um Fehler zu vermeiden.

Foto: Sven Daniel / Unsplash

5. Vernachlässigung der regelmäßigen Wartung und Überwachung des Systems

Bearbeitungsflüssigkeiten sind kein „Einfüllen und Vergessen“-Produkt – ihre Leistung hängt direkt von der systematischen Wartung des gesamten Bearbeitungssystems ab. Ein häufiger Fehler ist das Fehlen einer regelmäßigen Überwachung der Schlüsselparameter wie pH-Wert, Konzentration, Wasserhärte oder Gehalt an Fremdölen. Beispielsweise deutet ein Abfall des pH-Werts unter 8,5 auf ein Korrosionsrisiko für Werkzeuge und Werkstücke hin, während ein erhöhter Ölgehalt (über 2–3 %) die Kühl- und Schmiereigenschaften verschlechtert. Ohne regelmäßige Kontrollen zeigen sich Probleme erst bei sichtbarer Verschlechterung der Bearbeitungsqualität oder erhöhtem Werkzeugverschleiß – und das bedeutet unnötige Kosten.

Das empfohlene Vorgehen umfasst wöchentliche Messungen der Konzentration mit einem Refraktometer (mit einer Genauigkeit von ±1 %) und einem pH-Meter, idealerweise ergänzt durch eine Analyse der mikrobiellen Verunreinigung mittels Teststreifen. Die Aufzeichnung dieser Werte ermöglicht die Vorhersage des Bedarfs an Flüssigkeitswechsel oder Anpassung der Parameter. Wichtig ist auch die regelmäßige Reinigung der Tanks und Filter – Ablagerungen und Metallspäne beschleunigen den Abbau der Flüssigkeit und erhöhen das Risiko von Düsenverstopfungen. Die Investition in automatisierte Überwachungssysteme lohnt sich besonders in der Großserienfertigung, wo bereits kleine Abweichungen erhebliche Verluste bedeuten.

6. Falsche Wahl des Bearbeitungsflüssigkeitstyps für die konkrete Anwendung

Die Auswahl der Bearbeitungsflüssigkeit ist nicht nur eine Frage des Preises, sondern vor allem der Kompatibilität mit dem Werkstückmaterial, der Art des Bearbeitungsvorgangs und den Anforderungen an die Oberflächenqualität. Ein häufiger Fehler ist der Einsatz von Universalemulsionen für alle Anwendungen – beispielsweise können bei der Bearbeitung von Aluminium oder Magnesium bestimmte Additive Flecken oder Korrosion verursachen, während für harte Stähle eine höhere Schmierfähigkeit erforderlich ist. Ebenso ist bei der Hochgeschwindigkeitsfräsbearbeitung die Kühlwirkung entscheidend, während beim Tiefbohren die Fähigkeit, Späne abzuführen und die Reibung zu verringern, Priorität hat.

Vor der Auswahl der Flüssigkeit müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden: die Art des bearbeiteten Materials (z. B. erfordert rostfreier Stahl Flüssigkeiten mit Korrosionsschutzinhibitoren), die gewünschte Werkzeuglebensdauer (Additive für extremen Druck verlängern die Lebensdauer um 20–40 %) und die Bearbeitungsbedingungen (Temperatur, Druck). In der Praxis hat sich die Konsultation mit dem Flüssigkeitslieferanten bewährt, der auf der Grundlage von Labortests spezialisierte Produkte empfehlen kann. Beispielsweise sind für die Titanbearbeitung Flüssigkeiten mit niedrigem Chlor- und Schwefelgehalt geeignet, um chemische Reaktionen mit dem Material zu vermeiden.

7. Unterschätzung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes bei der Handhabung

Bearbeitungsflüssigkeiten enthalten Mischungen chemischer Substanzen, die bei unsachgemäßer Handhabung die Gesundheit der Mitarbeiter sowie die Umwelt gefährden können. Ein häufiger Fehler ist der unzureichende Schutz von Haut und Atemwegen – langfristiger Kontakt mit Emulsionen kann Dermatitis verursachen, während Aerosolpartikel bei Hochgeschwindigkeitsbearbeitung die Schleimhäute reizen. Gemäß den Vorschriften REACH und CLP müssen die Flüssigkeiten ordnungsgemäß gekennzeichnet und die Mitarbeiter in ihrer sicheren Verwendung geschult werden, einschließlich der Verfahren bei Austritt oder Verschmutzung.

Grundlegende Maßnahmen umfassen die Verwendung persönlicher Schutzausrüstung (ölbeständige Handschuhe, Schutzbrillen, Atemschutzmasken mit Aerosolfilter) und die Installation von Absaugsystemen über den Bearbeitungsmaschinen. Wichtig ist auch die regelmäßige Schulung der Mitarbeiter über die Risiken und die Erste Hilfe bei Kontakt mit der Flüssigkeit. Bei der Lagerung müssen Temperaturgrenzen (in der Regel 5–40 °C) eingehalten und Konzentrate getrennt von verdünnten Mischungen aufbewahrt werden, um Verwechslungen zu vermeiden. Im Falle eines Austritts ist gemäß dem Sicherheitsdatenblatt vorzugehen – beispielsweise die Flüssigkeit mit inertem Material zu absorbieren und als gefährlichen Abfall zu entsorgen.

Benötigen Sie Beratung zur Auswahl oder Wartung von Bearbeitungsflüssigkeiten?

Jede Anwendung erfordert einen individuellen Ansatz – sei es bei der Wahl des richtigen Flüssigkeitstyps, der Optimierung der Konzentration oder der Lösung spezifischer betrieblicher Probleme. Die GCG Group stellt zu jedem gelieferten Rohstoff detaillierte Sicherheits- und technische Datenblätter zur Verfügung, und unsere Experten beraten Sie gerne bei der Auswahl sowie der praktischen Anwendung. Kontaktieren Sie uns – oder sehen Sie sich direkt unseren Katalog mit über 1 300 Produkten an.