Farlige smøremidler til formgivning af rustfrit stål kan nu udskiftes med miljørigtige alternativer.
Ph.d.-studerende Kasper Leth Friis modtog Grundfos’ Kandidatpris 2007 for sit arbejde med at finde miljøvenlige smøremidler til industriel formgivning af rustfrit stål.
„Når man skal producere emner i rustfrit stål, bruger man derfor i dag kloreret paraffinolie, der giver problemer ved både anvendelse og når olien skal bortskaffes,“ siger professor Niels Bay fra DTU Management, der har været Kasper Leth Friis’ vejleder.
Problemet er, at de langkædede klorforbindelser under høje tryk og temperaturer kan nedbrydes til kortere kæder som mistænkes for at være kræftfremkaldende. I den forbindelse har DTU Management udviklet et system af testmetoder til off-line testning af smøremidler under produktionslignende forhold, hvormed kostbare test i selve produktionen kan undgås eller minimeres.
Overfladetemperatur afgørende
Kasper Leth Friis har med det omfattende testsystem undersøgt nye kombinationer af smøremidler og værktøjsmaterialer. Han fortæller, at målet var at undersøge mulighederne for at erstatte de eksisterende smøreolier med mere miljørigtige olier.
„Jeg udførte derfor en omfattende række tests – først i laboratorierne på DTU, og siden på Grundfos,“ forklarer han. Med projektet var det også første gang, at Grundfos kunne måle temperaturer lige under værktøjsoverfladen i produktionsprocessen. Disse målinger viste, at begyndende filmnedbrud kunne konstateres ved en lille, men signifikant temperaturstigning førend egentlig rivning kunne konstateres på emnerne.
„Dette er helt nyt og enestående. Metoden har et stort potentiale i forbindelse med automatisk overvågning af Grundfos’ produktion, og for at bestemme den maksimalt anvendelige produktionshastighed,“ siger Kasper Leth Friis’ Grundfos-vejleder, seniorkonstruktør Erik Madsen om projektet.
Fra model til olieskift
Projektet omfattede ikke kun de fysiske forhold ved produktion i rustfrit stål. For at prøve at forudsige, hvordan en given olie vil virke, udviklede Kasper Friis også en matematisk
model.
„Et af målene var at udvikle en numerisk model, der kan forudsige, om en given olie kan holde til en bestemt type produktion. Temperaturen er afgørende, og med data fra målingerne på emner og værktøj, ville jeg forsøge at forudsige, om en olie vil virke i forskellige typer produktion,“ siger Kasper Leth Friis.
Og det virkede. Temperaturudviklingen i produktionsværktøjet kunne forudsiges som funktion af tid og slaghastighed. Som et direkte resultat af Kasper Leth Friis undersøgelser er i dag introduceret en mere miljøvenlig mineralolie i en af Grundfos’ produktionslinier, hvor de skadelige klorforbindelser er erstattet med svovl og esterforbindelser.
„Vi har med projektet nået et meget modent stadium, hvor nyt værktøjsstål og smøremidler med få omkostninger kan testes og sammenlignes,“ siger seniorkonstruktør Erik Madsen. Kasper Leth Friis fik overrakt Grundfos-prisen på 10.000 den 7. november 2007.