Industrielle Luftreinigung & CNC
Moderne CNC-Fertigung steht für Präzision. Werkzeuge, Drehzahlen, Vorschübe, Kühlung und Bearbeitungsparameter werden exakt aufeinander abgestimmt. Doch ein Faktor verdient dieselbe Aufmerksamkeit: die Luft rund um den Bearbeitungsprozess.
Bei der Zerspanung können durch Kühlschmierstoffe feine Öltröpfchen und Aerosole entstehen. Damit wird Ölnebel nicht nur zu einer Frage der Sauberkeit in der Produktionshalle. Er wird zu einer technischen Aufgabe für Erfassung, Filtration, Luftführung, Arbeitsschutz und wirtschaftlichen Anlagenbetrieb.
Die entscheidende Frage lautet deshalb nicht nur:
Welchen Filter benötigen wir?
Sie lautet:
Wie entsteht die Belastung, wie erfassen wir sie zuverlässig und wie muss das gesamte Luftkonzept aussehen?
Warum eine geschlossene CNC-Maschine allein das Problem nicht löst
Eingehauste Werkzeugmaschinen schaffen gute Voraussetzungen, um belastete Luft direkt am Entstehungsort zu erfassen.
Das ist ein wesentlicher Vorteil.
Trotzdem darf Einhausung nicht mit wirksamer Absaugung gleichgesetzt werden.
Beim Bearbeitungsprozess übernehmen Kühlschmierstoffe wichtige Funktionen. Sie reduzieren Reibung und führen Wärme ab. Gleichzeitig können durch die mechanische und thermische Beanspruchung feine Flüssigkeitströpfchen und weitere Emissionen entstehen.
Die Einhausung begrenzt zunächst den Bereich, in dem sich diese Belastung ausbreitet. Damit sie kontrolliert abgeführt wird, muss jedoch eine geeignete Erfassung beziehungsweise Absaugung vorhanden sein.
Genau hier beginnt die technische Auslegung.
Wie viel Luft abgesaugt werden muss, hängt nicht allein von der Größe der Maschine ab. Bearbeitungsverfahren, Einhausung, Öffnungen, Prozessbedingungen und Belastung spielen ebenfalls eine Rolle.
Ein größerer Filter oder ein höherer Luftvolumenstrom ist deshalb nicht automatisch die bessere Lösung.
Erfassung vor Filtration: ein entscheidender Grundsatz
Die leistungsfähigste Filtertechnologie kann nur die belastete Luft behandeln, die sie tatsächlich erreicht.
Deshalb beginnt eine gute CNC-Luftreinigung möglichst an der Quelle.
Zunächst muss geklärt werden, wo die Emissionen entstehen und wie sie zuverlässig erfasst werden können. Anschließend lässt sich bestimmen, welche Luftmenge benötigt wird und welche Abscheidetechnologie zur Belastung passt.
Erst danach sollte die Auswahl eines konkreten Gerätes erfolgen.
Diese Reihenfolge klingt selbstverständlich. In der Praxis ist sie entscheidend, weil ein Filtersystem nicht nachträglich kompensieren kann, was bereits bei der Erfassung verloren geht.
Wie elektrostatische Ölnebelabscheidung funktioniert
Eine Möglichkeit zur Abscheidung feiner Öltröpfchen und Partikel ist die elektrostatische Filtration.
Beim ESPi-System von Purified Air wird die belastete Luft durch einen elektrostatischen Abscheider geführt. Die enthaltenen Partikel beziehungsweise Öltröpfchen werden elektrisch geladen und anschließend an Sammelflächen abgeschieden.
Der ESPi 2000 ist laut Hersteller für eine maximale Luftmenge von 2.000 m³/h ausgelegt und besitzt einen integrierten Ventilator.
Diese Angabe ist jedoch kein pauschaler Auslegungswert für jede Werkzeugmaschine.
Entscheidend ist die tatsächlich erforderliche Luftmenge der konkreten Anwendung. Sie muss so gewählt werden, dass die belastete Luft zuverlässig erfasst und dem Abscheider zugeführt wird.
ESPi 2000 und ESPi 4000 von Purified Air
Weitere Informationen zur Funktionsweise, zu den technischen Daten und zu den Einsatzmöglichkeiten der industriellen ESPi-Systeme finden Sie direkt bei Purified Air.
ESPi 2000 / 4000 ansehenPraxisbeispiel: ESPi 2000 in einer CNC-Fertigung in Norwegen
Wie elektrostatische Filtration unter realen Produktionsbedingungen eingesetzt werden kann, zeigt ein von Filtech AS dokumentiertes Projekt aus der Region Stavanger in Norwegen.
Bei einem Industrieunternehmen wurde ein ESPi 2000 von Purified Air zunächst an einer DMG-MORI-Maschine installiert.
Die anspruchsvolle Zerspanung führte zu einer hohen Ölnebelbelastung. Das System musste sich damit nicht in einer theoretischen Versuchssituation, sondern im laufenden Produktionsbetrieb bewähren.
Besonders interessant ist die weitere Entwicklung des Projektes:
Nach den Erfahrungen mit der ersten Installation entschied sich das Unternehmen, weitere Maschinen mit ESPi-Filtration auszurüsten.
Für die Bewertung eines Praxisfalls ist das relevant.
Der Betreiber konnte die Technologie unter den eigenen Prozessbedingungen beurteilen und entschied anschließend, den Einsatz auszuweiten.
Das ersetzt keine individuelle technische Bewertung einer anderen Anwendung. Es zeigt aber, wie elektrostatische Abscheidung innerhalb einer anspruchsvollen CNC-Fertigung eingesetzt werden kann.
Wirtschaftlichkeit: Nicht nur den Anschaffungspreis vergleichen
Eine wirksame Luftreinigung muss technisch funktionieren. In einem Produktionsunternehmen muss sie aber ebenso wirtschaftlich betrieben werden können.
Deshalb lohnt es sich, bei der Auswahl einer Lösung nicht ausschließlich auf den Anschaffungspreis zu schauen.
Beim ESPi können die elektrostatischen Filterzellen gereinigt und anschließend wieder eingesetzt werden. Dadurch kann der laufende Verbrauch von Einwegfiltermaterial reduziert werden.
Das kann insbesondere bei Anwendungen interessant sein, bei denen herkömmliche Filter aufgrund hoher Belastung regelmäßig ersetzt werden müssen.
Für einen belastbaren Vergleich sollten deshalb mehrere Kostenfaktoren gemeinsam betrachtet werden:
Wie viele Stunden läuft die Maschine pro Jahr?
Wie häufig werden bestehende Filter gewechselt?
Welche Kosten entstehen durch Ersatzfilter?
Wie hoch ist der Aufwand für Entsorgung?
Welche Energie benötigt die Absaugung?
Welcher Reinigungs- und Wartungsaufwand entsteht?
Sind für Filterwechsel oder Wartungsarbeiten Produktionsunterbrechungen erforderlich?
Erst aus diesen Faktoren entsteht ein realistisches Bild der Betriebskosten.
Niedriger Druckverlust kann für den Betrieb relevant sein
Auch der Druckverlust gehört in die technische und wirtschaftliche Betrachtung eines Filtersystems.
Steigt der Widerstand eines Filters während des Betriebs stark an, verändert sich die Anforderung an das gesamte Absaugsystem. Der von Filtech dokumentierte Praxisfall hebt beim eingesetzten ESPi einen niedrigen und stabilen Druckverlust hervor.
Für die Planung zählt jedoch wiederum das Gesamtsystem.
Ventilator, Leitungsführung, Erfassung und Abscheider müssen aufeinander abgestimmt sein.
Ein einzelner guter Kennwert macht aus einer ungeeigneten Anlagenkonfiguration noch keine gute Lösung.
Ein Elektrofilter kann nicht jede Belastung entfernen
Eine fachlich saubere Beratung muss auch erklären, wo die Grenzen einer Technologie liegen.
Ein elektrostatischer Abscheider ist für die Entfernung von Öltröpfchen und Partikeln aus dem Luftstrom vorgesehen.
Gasförmige Bestandteile von Kühlschmierstoffen sind davon zu unterscheiden.
Sie werden durch die elektrostatische Abscheidung nicht automatisch wirksam entfernt.
Deshalb muss vor der Auslegung geklärt werden, welche Stoffe und Belastungen im jeweiligen Prozess tatsächlich auftreten.
Dieser Punkt ist insbesondere dann relevant, wenn über eine Rückführung gereinigter Luft in den Arbeitsbereich nachgedacht wird.
Fortluft oder Luftrückführung? Das Gesamtkonzept entscheidet
Mit der Abscheidung ist die Planung nicht beendet.
Die nächste Frage lautet: Wohin wird die gereinigte Luft geführt?
Die DGUV Regel 109-003 empfiehlt bei Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen grundsätzlich die Fortluftführung nach draußen. Ist dies nicht realisierbar, muss eine mögliche Luftrückführung innerhalb eines fachgerecht geplanten Gesamtkonzeptes bewertet werden.
Dabei spielen unter anderem die vorhandenen Stoffe, die verbleibende Belastung, die Raumlüftung und die nachgewiesene Wirksamkeit der Maßnahmen eine Rolle.
Bei krebserzeugenden Stoffen sieht die DGUV-Regel keine Luftrückführung vor.
Für die Planung bedeutet das:
Die Entscheidung darf nicht allein anhand der Filtertechnik getroffen werden.
Ein leistungsfähiger Abscheider ist ein Baustein. Die Luftführung und das gesamte Lüftungskonzept gehören ebenso zur Lösung.
Welche Informationen braucht InoxAir für eine erste Bewertung?
Wer eine bestehende CNC-Absaugung optimieren oder eine neue Ölnebelabscheidung planen möchte, kann die technische Klärung deutlich beschleunigen, wenn die wichtigsten Prozessdaten verfügbar sind.
Dazu gehören beispielsweise:
Maschinentyp und Anzahl der Maschinen,
Art des Bearbeitungsprozesses,
eingesetzter Kühlschmierstoff,
Betriebsstunden beziehungsweise Maschinenlaufzeiten,
vorhandene Einhausung,
bestehende Absaugung und Filtration,
bekannte Luftmengen,
aktuelle Filterwechselintervalle,
Wartungsaufwand,
bestehende Luftführung beziehungsweise Fortluftsituation.
Je genauer die Ausgangssituation beschrieben ist, desto gezielter kann geprüft werden, welche Lösung technisch und wirtschaftlich sinnvoll ist.
Warum InoxAir nicht beim Filter beginnt
Bei InoxAir betrachten wir industrielle Luftreinigung nicht als isolierte Produktentscheidung.
Ein Filter kann technisch sehr leistungsfähig sein und trotzdem innerhalb einer falsch ausgelegten Anwendung nicht das gewünschte Ergebnis liefern.
Deshalb beginnt eine sinnvolle Lösung mit drei Fragen:
Wo entsteht die Belastung?
Wie erfassen wir sie zuverlässig?
Und wie führen und behandeln wir die Luft anschließend?
InoxAir arbeitet dabei eng mit Purified Air zusammen und verbindet die Abscheidetechnologie des Herstellers mit Erfahrung in Luftnachbehandlung, Planung und anwendungsbezogener Auslegung.
Der CNC-Case aus Norwegen zeigt, was daraus in der Praxis entstehen kann: Eine erste Anlage wird unter realen Produktionsbedingungen eingesetzt – und die positiven Erfahrungen führen zur Ausstattung weiterer Maschinen.
Fazit: Präzision sollte nicht am Werkstück enden
CNC-Fertigung ist ein Umfeld, in dem kleine Abweichungen große Auswirkungen haben können.
Bei der Luft sollte deshalb derselbe Anspruch gelten.
Ölnebel möglichst nah an der Entstehungsstelle erfassen. Die erforderliche Luftmenge passend auslegen. Eine geeignete Abscheidetechnologie auswählen. Betriebskosten berücksichtigen. Und die Luftführung von Anfang an mitdenken.
Genau diese Kombination macht aus einem Filter ein funktionierendes Clean-Air-Konzept.
Sie haben Ölnebel an einer oder mehreren CNC-Maschinen?
Dann starten wir nicht mit einem Produktangebot, sondern mit Ihrer Anwendung.
Senden Sie InoxAir Informationen zu Maschine, Prozess, Kühlschmierstoff, Betriebszeiten und bestehender Absaugung. Unsere Clean-Air-Experten prüfen gemeinsam mit Ihnen, welcher technische Ansatz für Ihre Fertigung sinnvoll ist.