Bewertung des Alterungsverhaltens von Metallbearbeitungsflüssigkeiten
Kühlschmierstoffe werden häufig zur Kühlung und Schmierung von Metallwerkstücken während der mechanischen Bearbeitung verwendet, um Hitze und Reibung zu verringern. Durch Verdampfung, Abtragung oder bakterieller Zersetzung/Veränderung ändern sich auch die Eigenschaften des Kühlschmierstoffs mit der Zeit, was Auswirkungen auf den Betrieb der Maschinen oder die Qualität der Metallbearbeitungswerkstücke hat. Die Verlängerung der Lebensdauer eines Kühlschmierstoffes ist sowohl aus ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten erstrebenswert. Kenntnisse über die Auswirkungen der Verarbeitungsbedingungen auf das Alterungsverhalten und zuverlässige analytische Verfahren sind erforderlich, um die Alterungsphänomene zu charakterisieren. Bislang wurden in der Literatur keine quantitativen Abschätzungen der Alterungseffekte auf Kühlschmierstoffe beschrieben. Es existieren nur uni-variate Abschätzungen auf der Basis von Einzelparametermessungen wie der alleinigen pH-Wert Messung.
In Zusammenarbeit mit Partnern (Hochschule Reutlingen, der Universität Tübingen, der Universität für Bodenkultur (Wien) und dem Unternehmen Festo SE & Co. KG) wurde eine wissenschaftliche Studie veröffentlicht, in der das intuitiv anzuwendende Spektralphotometersystem SphereSpectro 150H der Gigahertz Optik GmbH für die gleichzeitige messtechnische Überwachung von drei Qualitätsparametern von Kühlschmierstoffen genutzt und ein mathematisches Modell für die Auswertung erarbeitet wurde. Mit diesem Modell kann auf die Kühlschmierstoffkonzentration, die Tröpfchengröße und auf den pH-Wert rückgeschlossen werden. Diese Parameter sind zur Lebensdauerprognose des Kühlschmierstoffs relevant. Durch Kenntnis jeder einzelnen dieser Parameter, können somit Einstellungen im Prozess getroffen werden, um den Kühlschmierstoff in seiner Langlebigkeit optimal anzupassen. Detaillierte Informationen sehen Sie im Wissenschaftlichen Paper: https://www.mdpi.com/1424-8220/21/24/8299
Mit dem X9-3 lassen sich die optischen Materialeigenschaften, d.h. der spektrale Absorptionskoeffizient und der spektrale effektive Streukoeffizient gleichzeitig und getrennt voneinander bestimmen - was bisher mit herkömmlichen Messsystemen nicht möglich ist. Für die Messung werden die Proben direkt in eine Küvette eingebracht und ohne weitere Probenvorbereitung mit dem SphereSpectro 150H vermessen.
Mit nur einem Messsystem lassen sich in diesem Fall somit herkömmliche und voneinander getrennte Messverfahren ersetzen, wie z.B. Dynamische Lichtstreuungsmessung, Trübheitsmessung oder verschiedene Spektroskopische Messverfahren wie Elektrochemische Impedanz-, Raman- oder Flureszensspektroskopie. Auch Messfehler durch beispielsweise Fremdöl können bei der Messung mit dem SphereSpectro 150H berücksichtigt werden. Die intuitive Bediendung des SphereSpectro 150H erfordert kein speziell geschultes Fachpersonal.
Mit dieser ersten Machbarkeitsstudie konnten wir zeigen was technisch möglich ist. Falls Sie Interesse oder einen ähnlichen Anwendungsfall haben freuen wir uns auf Ihre Kontaktaufnahme.