Cryo-Efficiency - Steigerung der Rohstoffeffizienz schwer bearbeitbarer Materialien auf Kobalt- und Nickelbasis durch die Trockenlegung spanender Fertigungsverfahren mit Hilfe kryogener Co2-Kühlung

Teilvorhaben C: Prozesstechnologische Grundlagenuntersuchungen

Projektlaufzeit:

08/2021 - 07/2023

Projektleitung (Organisationseinheit):

Prof. Dr. Michael Schneeweiß (Fakultät Automobil- und Maschinenbau)

Projekttyp:

Forschungsprojekt der Westsächsischen Hochschule Zwickau

Kontakt:

Prof. Dr. Michael Schneeweiß

+49 (375) 536 1720
michael.schneeweissfh-zwickaude

Fördermittelgeber:

BMBF

Förderprogramm:

KMU-Innovativ: Energieeffizienz und Klimaschutz

Förderkennzeichen:

033RK096C

Situation

Die bei der rohstoffintensiven spanenden Bearbeitung anfallenden Späne können in anderen Wertschöpfungsketten (z. B. erneutes Einschmelzen) wieder eingebracht werden. Speziell bei hochwertien, seltenen und teuren Werkstoffen wie bspw. Kobalt- und Nickellegierungen müssen die Späne für das Wiedereinschmelzen hohen Qualitätsanforderungen gerecht werden, so dass neue Erzeugnisse einen hohen Reinheitsgrad aufweisen. Bei Anwendung konventioneller Kühlschmierstrategien ist eine derartige Wiederverwendung aufgrund verunreinigter Späne (Anhaftungen sowie Kohlenstoffanreicherungen) nicht mehr möglich und die Kreislaufwirtschaft unterbrochen. Eine reine Trockenbearbeitung oder Wiederaufbereitung der Späne ist nicht möglich.

 

Aufgabe

Der hier verfolgte Lösungsansatz sieht die Substitution der Kühlstrategie durch rückstandsfreie kryogene CO2-Kühlung vor. Somit werden Veunreinigungen an Spänen vermieden, deren Wiederverwendbarkeit in weiteren Herstellungsprozessen gesichert und eine ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft geschaffen.

Mit Industriepartnern entwickelt die WHZ anlagentechnische, konzeptionellstrukturelle sowie prozesstechnische Lösungskonzepte zur vollumfänglichen Umsetzung kompletter kryogener Prozessketten (CO2) für schwer bearbeitbare Materialien auf Kobalt- und Nickelbasis. Dies wird untersetzt durch umfassende Systemanalysen, universelle und adaptierte Planungs-, Fertigungs- und Sicherheitskonzepte, der prototyoischen Neu-Entwicklung von CO2-Anlagentechnik sowie spanender und werkstoffanalytischer Grundlagenuntersuchungen.

Bei der Deloro Wear Solution GmbH werden die Lösungskonzepte in einer Pilotumgebung validiert. Der Effekt der Steigerung der Ressourceneffizienz im Rahmen der Kreislaufwirtschaft durch das Wiederverwenden der Späne kann direkt im eigenen Haus nachgewiesen werden, da Deloro den ganzheitlichen Herstellungsprozess vom Gießen der Legierungen bis zur finalen spanenden Bearbeitung sowie Qualitätskontrolle abbildet.

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Anhang

Bild 1 zur Aufgabe: Logo BMBF