Funktionelle Proteine statt Schmieröl

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Die GELITA AG ist Vorreiter für Kühlschmierstoffe, die auf Öl verzichten und gleichzeitig hoch leistungsfähig sind. Schadstoffe und Allergene, die häufig mit Schmierstoffen einhergehen, sind hier nicht zu finden. Eingesetzt werden stattdessen funktionelle Proteine – das Arbeiten mit Metall wird damit gleichermaßen geschmeidig als auch frei von Rückständen auf Ölbasis. Zudem ist das Produkt unabhängig vom Ölpreis, da es nicht auf Rohöl als Grundstoff basiert. Dies dürfte der Durchbruch auf dem Markt der Kühlschmierstoffe sein.

Innovativer Grundstoff für Kühlschmierstoffe

Die GELITA AG aus Ebersbach hat in Zusammenarbeit mit einem bekannten Automobilhersteller und der TFS Berufsschule in Ebersbach den Weg für einen neuen Kühlschmierstoff geebnet. Dieser trägt den klangvollen Namen NOVOTEC CL 800 und arbeitet auf Basis funktioneller Proteine. Es handelt sich um ein Konzentrat von Proteinen, die sich für die Arbeit mit Metall besser eignen als Öl. Der Grund: Sie sind schmierfähiger und besitzen eine bessere Kühlwirkung. Varianten, die auf Mineralöl basieren, bringen diese Vorteile nicht mit. Außerdem sind Mineralöle wesentlich instabiler und abhängig vom Ölpreis.

Kolbenoberfläche Sereintrennstoff

Kolbenoberfläche Sereintrennstoff

NOVOTEC CL800 basiertes System

NOVOTEC CL800 basiertes System

Wissenschaftler haben bei der gesamten Entwicklung der neuen Kühlschmierstoffe Tests durchgeführt, welche die Vorteile der neuen Kühlschmierstoffe auf Proteinbasis zutage brachten. So gab es unter anderem Vergleichstests, bei denen es um die Druckstabilität ging. Der Schmierfilm der funktionellen Proteine war deutlich besser als der der Ölemulsion.

Bohren in V4A mit NOVOTEC CL800 basiertem System während einer Testphase (roter Leuchtpunkt am Bohrer durch Temperaturmessung)

Bohren in V4A mit NOVOTEC CL800 basiertem System während einer Testphase
(roter Leuchtpunkt am Bohrer durch Temperaturmessung)

Verwendet wurden dafür Referenzrezepte. Außerdem gab es diverse Anwendungen in der Praxis über einen Zeitraum von insgesamt 15 Monaten. Hierbei ging es um die Leistungsfähigkeit sowie um die Beständigkeit, wenn der Schmierstoff altert. In der Regel lässt die Schmierbeständigkeit stark nach. Bei den funktionellen Proteinen ist das nicht oder wesentlich weniger stark der Fall.

Auch derzeit laufen weitere Tests, in die die Wissenschaftler aber nicht mehr allein eingebunden sind. Inzwischen sind es die Hersteller diverser Kühlschmierstoffe, die die Proteinlösung bei ihren Produkten einsetzen und auf ihre positiven Eigenschaften hin auf Herz und Nieren prüfen.

Erhöhte Wirtschaftlichkeit durch die Schmierstoffe

Häufig stellt sich bei herkömmlichen Schmierstoffen das Problem, dass störende Rückstände auf den Werkstücken bleiben. Dies ist auf den Ölgehalt in den Schmierstoffen zurückzuführen. Dies ist bei den Schmierstoffen, die auf funktionellen Proteinen basieren, nicht der Fall. Eine Reinigung der Werkstücke vor deren weiterer Verarbeitung entfällt. Zusätzlich wird die Wirtschaftlichkeit erhöht, weil die anfallenden Späne stets weiterverarbeitet werden können, sie müssen keine „Zwischenstation“ durchlaufen. Die gesamte Produktion wird effektiver und sparsamer. NOVOTEC CL 800 ist darüber hinaus vollständig biologisch abbaubar. Insgesamt werden durch den Einsatz der neuen Schmierstoffe also Kosten gesenkt und Arbeitsschritte gespart.

Gerade im Bereich der Herstellung umweltfreundlicher Schmierstoffe, die in vielen modernen Fertigungsverfahren eingesetzt werden, sind die neuen Proteinkonzentrate nützlich und hilfreich. Sie stellen sich als Optimum dar, das derzeit kaum verbesserungsfähig scheint.

Warum Schmierstoffe auf Proteinbasis wählen?

Die neuen Kühlschmierstoffe auf Proteinbasis sind die Antwort der Forschung auf den Wunsch, der schon seit langer Zeit aus der Industrie kommt: Schmierstoffe sollten endlich nachhaltig sein und vor allem ohne gesundheitliche Risiken einsetzbar werden. Die nun erforschten Schmierstoffe haben eine Konsistenz wie Wasser und sehen auch so aus. Sie besitzen aber die Eigenschaften des Öls und bringen gleichzeitig eine Kühlfunktion mit. So können sie metallische Oberflächen effektiv kühlen – effektiver sogar, als ihre Verwandten, die auf Mineralöl setzen.

Die Vorteile der neuen Kühlschmierstoffe hier noch einmal im Überblick:

  • Unabhängigkeit vom Ölpreis (nicht auf Rohöl basierende Technologie)
  • ausgezeichnete Spül- und Kühlwirkung der Proteinkonzentrate
  • frei von Ölen
  • biologisch abbaubar
  • gesundheitlich unbedenklich
  • ist ohne ölhaltige Rückstände einsetzbar
  • bearbeitete Teile können einfach mit Wasser gereinigt werden
  • saubere und trockene Späne fallen heraus
3 Prüfrollen von Schmierstoff-Tests mit der Reibverschleisswaage: Links: Wasser, Mitte: Standard-Kühlschmierstoff (5%), Rechts: NOVOTEC, L800 (5%)

3 Prüfrollen von Schmierstoff-Tests mit der Reibverschleisswaage: Links: Wasser, Mitte: Standard-Kühlschmierstoff (5%), Rechts: NOVOTEC, L800 (5%)

Die derzeitige Situation und die Lösung

Immer noch werden meist Emulgatoren aus Öl und Wasser verwendet, wenn es um effektive Schmierstoffe geht. Diese bekommen bestimmte Zusätze beigemengt und werden so für den jeweiligen Einsatz vorbereitet. Allein in Deutschland werden bis zu 70.000 Tonnen dieser Mischungen pro Jahr verwendet.

Durch die neuen Schmierstoffe scheint ein Ersatz gefunden worden zu sein, der keine der bekannten Nachteile der bisher verwendeten Mischungen mitbringt. Die GELITA AG hat es entwickelt – und präsentiert sich einmal mehr mit einem Produkt, welches derzeit noch konkurrenzlos ist. Nun werden Proteine eingesetzt, wenn es um das kombinierte Schmieren und Kühlen geht.

Diese Proteine sind vergleichbar mit Gelatine. Also Schmieren mit Gummibärchen?

Der Effekt ist tatsächlich vergleichbar. Jeder kennt das Problem: Ein nasses Gummibärchen liegt auf den Fliesen oder klebt am Teppich – es lässt sich nur schwer entfernen. Proteine kleben an Oberflächen regelrecht fest.

Die bisherigen Schmierstoffe auf Ölbasis bringen zwar den gewünschten Effekt, verringern aber die Kühlwirkung. Der Grund: Öl isoliert den betreffenden Gegenstand von Wasser. Wasser würde aber für die Kühlung der Oberfläche gebraucht werden. Folglich kann Wärme nicht wie gewünscht abgeführt werden. Dazu sind Mineralöle sowie sämtliche Produkte, die Mineralöl enthalten oder unter Einsatz dieses hergestellt wurden, gesundheitlich nicht gerade unbedenklich. Die neuen Kühlschmierstoffe hingegen sind gänzlich frei von Allergenen und können gesundheitlich unbedenklich eingesetzt werden. Selbst in Langzeittests konnte das neue Schmiermittel überzeugen, weil es eine hohe Alterungsbeständigkeit besitzt.

Es ist theoretisch nicht einmal nötig, das Schmiermittel zu filtern, es ist von Natur aus abweisend gegenüber Keimen. Genau das ist aber das Problem der bisherigen Schmiermittel: Sie sind anfällig für Keime wie Bakterien und Pilze. Das Problem der Verkeimung zeigt sich immer dann, wenn die Geräte längere Zeit nicht benutzt werden. Für die Mitarbeiter eines Unternehmens, die mit den entsprechend geschmierten Geräten arbeiten, kann sich hieraus eine gesundheitliche Gefahr ergeben.
Ein anderes Problem ist die Korrosion, die bei einigen Geräten trotz des aufgebrachten Schmierfilms allzu leicht auftritt. Mit dem neuen Kühlschmiermittel stellt sich dieses Problem nicht mehr.

Was ist drin?

Die Rezeptur, die die Hersteller der Kühlschmiermittel verwenden, ist mit der für die früher üblichen Schmiermittel vergleichbar. Allerdings wird derzeit mit verschiedenen Zusätzen experimentiert. Für die Druck- und Temperaturstabilität werden diverse Additive zugesetzt. Auch Stabilisatoren und Entschäumer kommen zum Einsatz. Die Anteile der Zutaten sind jedoch je nach Hersteller verschieden. Bei den herkömmlichen Emulsionen liegt der Anteil der Öle bei rund fünf Prozent. In gleichem Maße werden die Proteinkonzentrate zugesetzt. Ist eine hohe Schmierwirkung erforderlich und kommt es weniger auf eine gute Kühlung an, so können auch hochwertige Öle in höherer Konzentration beigemengt. Werden.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten

Für das neue Kühlschmiermittel gibt es sogar noch weitere Anwendungsmöglichkeiten. Derzeit geht der Hersteller davon aus, dass sich auch im Bereich des Druckgusses ein Einsatz finden lässt. Hier können die funktionellen Proteine als Trennmittel fungieren. Die Forschung läuft in diesem Bereich aber noch.

Nun stellt sich aber noch die Frage, ob es denn auch Nachteile gibt? Anwendungstechnisch gesehen sind derzeit keine Nachteile bekannt. Jedoch sind die Proteinkonzentrate teurer, was von einigen Unternehmen eben doch als Nachteil gesehen wird.


Bildnachweis: alle © Gelita AG

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