6 häufige Fehler bei der Pflege von Bearbeitungsflüssigkeiten und wie Sie deren Lebensdauer verlängern
Falsche Pflege von Bearbeitungsflüssigkeiten führt zu vorzeitigem Altern, Wirkungsverlust und unnötigen Kosten. Welche Fehler gilt es zu vermeiden und was ist für maximale Leistung und Lebensdauer zu tun?
Foto: Zoshua Colah / Unsplash
Kühlschmierstoffe spielen eine entscheidende Rolle für die Qualität und Effizienz der Metallbearbeitung. Dennoch unterschätzen viele Unternehmen deren Wartung, was zu häufigen Wechseln, erhöhtem Werkzeugverschleiß oder sogar zur Beschädigung von Werkstücken führt. Probleme wie mikrobielle Kontamination, falsche Verdünnung oder vernachlässigte Filtration zeigen sich oft erst nach Wochen – und ihre Behebung kostet dann Zeit und Geld. Dieser Artikel konzentriert sich auf konkrete Fehler, die die Lebensdauer von Kühlschmierstoffen verkürzen, sowie auf praktische Maßnahmen, um ihnen vorzubeugen. Von der richtigen Überwachung der Parameter bis zur Optimierung der Lagerung – jeder Schritt lohnt sich.
1. Vernachlässigung der regelmäßigen Konzentrationskontrolle
Bearbeitungsflüssigkeiten, insbesondere Emulsionen auf Wasserbasis, erfordern die präzise Einhaltung der empfohlenen Konzentration. Diese liegt in der Regel zwischen 3 und 10 %, abhängig von der Art der Bearbeitung und dem Material. Eine zu niedrige Konzentration führt zu unzureichender Schmierung, erhöhtem Werkzeugverschleiß und Korrosionsrisiko an den Werkstücken. Eine zu hohe Konzentration hingegen erhöht die Kosten, kann zu Schaumbildung führen und die Kühlwirkung verschlechtern. Die Kontrolle der Konzentration sollte mindestens einmal pro Woche mit einem Refraktometer oder gegebenenfalls durch einen Titrationstest gemäß den Anweisungen des Lieferanten durchgeführt werden.
Viele Betriebe verlassen sich auf visuelle Kontrolle oder Schätzungen, was ungenau und riskant ist. Das Refraktometer ist ein grundlegendes Werkzeug jeder Bearbeitungsstätte – seine Kalibrierung sollte Teil der regelmäßigen Wartung sein. Falls die Konzentration unter den empfohlenen Wert sinkt, fügen Sie das Konzentrat gemäß Berechnung hinzu, niemals „nach Augenmaß“. Bei synthetischen Flüssigkeiten ohne Ölbasis ist die Kontrolle noch wichtiger, da ihre Wirksamkeit stark vom genauen Verhältnis von Wasser und Wirkstoffen abhängt.
2. Vernachlässigung der Kontamination durch Fremdstoffe
Bearbeitungsflüssigkeiten sind während des Gebrauchs verschiedenen Kontaminanten ausgesetzt: Metallspänen, Schmiermitteln aus den Bearbeitungsmaschinen, Staub, Bakterien oder Schimmelpilzen. Metallpartikel beschleunigen den Verschleiß von Pumpen und Düsen, während organische Verunreinigungen (Öle, Fette) das Wachstum von Mikroorganismen fördern. Bakterien und Schimmelpilze verursachen unangenehme Gerüche, den Abbau der Flüssigkeit und können bis zur Verstopfung von Filtern oder Korrosion der Maschinen führen.
Die Prävention besteht in der regelmäßigen Reinigung der Tanks und der Filtration der Flüssigkeit. Mindestens einmal monatlich sollte eine gründliche Entfernung von Ablagerungen vom Tankboden durchgeführt werden. Gegen mikrobiellen Befall helfen nach der REACH-Verordnung zugelassene Biozide – ihre Dosierung muss präzise erfolgen, um Schäden an der Flüssigkeit oder gesundheitliche Risiken für das Bedienpersonal zu vermeiden. Ölabscheider und Magnetfilter sind wirksam zur Entfernung von metallischen Verunreinigungen und Fremdschmierstoffen. Halten Sie stets die Empfehlungen des Flüssigkeitsherstellers zur Kompatibilität mit Filtrationssystemen ein.
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3. Unsachgemäße Lagerung und Handhabung von Konzentraten
Die Lebensdauer von Bearbeitungsflüssigkeiten beginnt bereits bei der Lagerung. Konzentrate sind oft empfindlich gegenüber Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit oder direkter Sonneneinstrahlung. Beispielsweise können Emulsionskonzentrate bei Temperaturen unter 0 °C gefrieren und ihre Eigenschaften verlieren, während bei Temperaturen über 40 °C die Gefahr ihrer Degradation oder Trennung der Komponenten besteht. Lagerräume sollten trocken, belüftet und mit einer Temperatur im Bereich von 5–30 °C sein. Fässer mit Konzentrat müssen geschlossen und vor Staub geschützt gelagert werden.
Achten Sie bei der Handhabung von Konzentraten auf Sauberkeit – verwenden Sie ausschließlich saubere und trockene Behälter und Werkzeuge. Eine Verunreinigung des Konzentrats mit Wasser oder Fremdstoffen kann zu dessen Unbrauchbarkeit führen, noch bevor es verwendet wird. Vor dem Verdünnen immer das Konzentrat gründlich umrühren, da sich einige Komponenten absetzen können. Verwenden Sie zur Herstellung der Emulsion demineralisiertes oder zumindest weiches Wasser, um die Bildung von Kalkablagerungen und eine Verschlechterung der Emulsionsstabilität zu vermeiden.
4. Unterschätzung des pH-Werts und der Wasserhärte
Der pH-Wert von Bearbeitungsflüssigkeiten hat einen entscheidenden Einfluss auf deren Stabilität, Wirksamkeit und Lebensdauer. Bei wässrigen Emulsionen liegt der optimale pH-Wert im Bereich von 8,5–9,5. Ein zu niedriger pH-Wert (unter 8) fördert das Bakterienwachstum und kann Korrosion an Maschinen und Werkstücken verursachen. Ein zu hoher pH-Wert (über 10) kann hingegen die Haut des Bedienpersonals reizen und die Schmiereigenschaften der Flüssigkeit verschlechtern. Die Kontrolle des pH-Werts sollte mindestens einmal pro Woche mit einem pH-Meter oder Teststreifen durchgeführt werden.
Die Härte des zur Verdünnung des Konzentrats verwendeten Wassers ist ein weiterer kritischer Faktor. Hartes Wasser enthält eine hohe Menge an Calcium- und Magnesiumionen, die mit den Bestandteilen der Flüssigkeit reagieren und Ablagerungen bilden können. Diese verstopfen die Düsen, verringern die Kühleffizienz und verkürzen die Lebensdauer der Flüssigkeit. Für die Verdünnung ist demineralisiertes Wasser ideal, alternativ Wasser mit geringer Härte (bis 10 °dH). Steht nur hartes Wasser zur Verfügung, ist es ratsam, Wasseraufbereitungsadditive zu verwenden oder eine speziell für diese Bedingungen formulierte Flüssigkeit zu wählen.
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5. Überschreitung der empfohlenen Temperatur der Bearbeitungsflüssigkeit
Die Temperatur der Bearbeitungsflüssigkeit hat einen entscheidenden Einfluss auf ihre Leistung und Lebensdauer. Bei Überschreitung des optimalen Bereichs (in der Regel 20–30 °C) kommt es zu einer beschleunigten Verdunstung von Wasser, einer Veränderung der Viskosität und zum Abbau von Additiven. Dies führt zur Schaumbildung, verringerter Schmierfähigkeit und in extremen Fällen sogar zum Zerfall der Emulsion. Beispielsweise steigt bei Temperaturen über 40 °C das Risiko eines mikrobiellen Befalls, da Wärme das Wachstum von Bakterien und Schimmelpilzen fördert. Die Folge ist nicht nur eine verkürzte Lebensdauer der Flüssigkeit, sondern auch ein erhöhter Werkzeugverschleiß und eine Verschlechterung der Oberflächenqualität der Werkstücke.
Die Prävention besteht in der regelmäßigen Überwachung der Temperatur mithilfe von Thermometern oder integrierten Sensoren in den Bearbeitungsmaschinen. Bei Bedarf ist es ratsam, Kühlsysteme zu installieren, die die Temperatur im empfohlenen Bereich halten. Bei Maschinen mit hoher Leistung ist es außerdem wichtig, für eine ausreichende Zirkulation der Flüssigkeit zu sorgen, um lokale Überhitzung zu vermeiden. Wenn die Temperatur wiederholt die Grenzwerte überschreitet, muss die Einstellung der Maschine überprüft oder ein Austausch des Kühlsystems in Betracht gezogen werden.
6. Unzureichende Filtration und Vernachlässigung der Wartung von Filtersystemen
Bearbeitungsflüssigkeiten werden während des Betriebs durch Metallspäne, Staub und andere feste Partikel verunreinigt, die den Werkzeugverschleiß beschleunigen und die Wirksamkeit der Flüssigkeit verringern. Die Vernachlässigung der Filtration führt zur Ansammlung von Verunreinigungen, die Düsen verstopfen, Pumpen beschädigen und die Schmiereigenschaften verschlechtern können. Standard-Filtersysteme umfassen Siebe, Magnetabscheider oder Zentrifugen, aber ihre Wirksamkeit hängt von der regelmäßigen Wartung und Reinigung ab.
Es wird empfohlen, die Filter mindestens einmal pro Woche zu kontrollieren und sie je nach Verschmutzungsgrad zu reinigen oder auszutauschen. Bei Maschinen mit hohem Zerspanungsvolumen ist es ratsam, in automatische Filtrationssysteme zu investieren, die den Bedarf an manueller Wartung reduzieren. Wichtig ist auch, den Druck im System zu überwachen – ein Anstieg kann auf verstopfte Filter hinweisen. Eine korrekte Filtration verlängert nicht nur die Lebensdauer der Flüssigkeit, sondern verbessert auch die Qualität der Zerspanung und senkt die Wartungskosten der Maschinen.
7. Fehlende oder falsche Dokumentation und Überwachung der Parameter
Die richtige Wartung von Zerspanungsflüssigkeiten erfordert eine systematische Überwachung der Schlüsselparameter wie Konzentration, pH-Wert, Wasserhärte, Temperatur und Kontaminationsgrad. Ohne regelmäßige Dokumentation dieser Werte ist es schwierig, Probleme rechtzeitig zu erkennen und Korrekturmaßnahmen einzuleiten. Beispielsweise kann eine schrittweise Senkung des pH-Werts auf mikrobielles Wachstum hinweisen, während eine Änderung der Konzentration auf Verdampfung oder Flüssigkeitsverluste hindeuten kann. Fehlende Aufzeichnungen erschweren zudem die Identifizierung wiederkehrender Probleme und die Optimierung der Prozesse.
Es wird empfohlen, ein Wartungsprotokoll zu führen, in dem alle gemessenen Werte, durchgeführten Anpassungen und Flüssigkeitswechsel dokumentiert werden. Moderne Systeme ermöglichen die automatische Überwachung der Parameter mittels Sensoren und Software, was die Datenanalyse erleichtert und Problemen vorbeugt. Die regelmäßige Überprüfung der Dokumentation hilft nicht nur, die Lebensdauer von Zerspanungsflüssigkeiten zu verlängern, sondern auch die Kosten zu optimieren und die Produktionseffizienz zu steigern. Im Falle einer externen Kontrolle (z. B. bei einer REACH-Prüfung) ist die Dokumentation zudem unerlässlich, um die Einhaltung der Vorschriften nachzuweisen.
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