Automatisierte Kühlschmierstoffpflege bei GKN mit FluidWorker 150 von Wallenius Water Innovation

Der FluidWorker 150 im Einsatz bei GKN ePowertrain in Schweden – automatisierte Fluidpflege direkt an der CNC-Maschine.

Eine Abteilung bei GKN ePowertrain stellt Kronenräder auf CNC-Maschinen her, die bis zu drei Schichten im Einsatz sind. Die kontinuierliche Pflege des Kühlschmierstoffs ist dabei entscheidend, bindet aber Personalressourcen und erfordert ein hohes Maaß an Aufmerksamkeit. Schon kleinste Abweichungen können die Prozessstabilität beeinträchtigen. An einer dieser Maschinen wurde der FluidWorker 150 zwei Monate lang testweise installiert. Das kompakte System übernimmt die kontinuierliche Pflege des Kühlschmierstoffs automatisiert. Ziel war es, den Verbrauch zu senken, die Prozesssicherheit zu erhöhen und das Bedienpersonal zu entlasten.

Die kontinuierliche Pflege des Kühlschmierstoffs verringert Werkzeugverschleiß und stabilisiert die Prozesse.

Starker Fokus auf Nachhaltigkeit

GKN arbeitet kontinuierlich daran, die Auswirkungen der Betriebstätigkeit auf die externe und interne Umwelt zu minimieren. Dazu gehört auch die Optimierung der Produktion, so dass eine geringere Umweltbelastung und ein sichereres Arbeitsumfeld erreicht werden können. Da der Einsatz von Chemikalien in der Produktion umfangreich ist, gibt es ein spezielles Chemieteam, das für die Auswahl und den Umgang mit chemischen Produkten zuständig ist. Zu ihren Aufgaben gehört es, die Verwendung von Bioziden und pH-Einstellern in den Metallbearbeitungsflüssigkeiten des Unternehmens zu reduzieren.

Die Automobilzulieferindustrie, in der GKN tätig ist, ist von starkem Kostendruck und hoher Wettbewerbsintensität geprägt. Jeder Ansatz zur Effizienzsteigerung und Kostenreduktion ist daher von strategischer Bedeutung. Für den Test wurde eine Projektgruppe aus Produktion, Qualität, Sicherheit und Chemie zusammengestellt. Ziel war es, die Einsparpotenziale der automatisierten Fluidpflege systematisch zu erfassen.

Der KSS-Verbrauch hat sich aufgrund der stabilen und präzisen Konzentration drastisch reduziert.

Reduzierter Wartungsaufwand

Maschinenbediener und Wartungspersonal investieren täglich Zeit in Messungen, Einstellungen, Dokumentationen, Reinigung und Austausch von Kühlschmierstoffen. Diese Routinen summieren sich auf 20 bis 30 Minuten pro Maschine und Tag. Muss ein Kühlschmierstoff komplett gewechselt werden, bedeutet das drei bis fünf Stunden Stillstand für ein Team aus zwei Personen – eine erhebliche Belastung für die Produktivität. Durch die Automatisierung dieser Tätigkeiten konnte der FluidWorker 150 den Wartungsaufwand deutlich verringern. Allein dadurch ergab sich im Testbetrieb ein Einsparungspotenzial von rund 3.500 Euro pro Jahr.

Mit dem kompakten System entfällt das manuelle Nachfüllen – Konzentration und Füllstand werden automatisch geregelt.

Geringerer Verbrauch von Schneidflüssigkeit

Die optimale Konzentration für die Bearbeitung liegt bei 5 % Manuelle Messungen hatten zuvor Schwankungen zwischen 2 und 15 % gezeigt. Hauptursache war der Zeitmangel, um ausreichend oft zu messen und nachzuregulieren. Solche Schwankungen führen nicht nur zu hohem Verbrauch, sondern auch zu instabilen Prozessen. Während des Testlaufs blieb die Konzentration mit 5 % ±0,5 % konstant. Dies verringerte den Verbrauch spürbar und reduzierte gleichzeitig die Umweltbelastung, da Herstellung und Transport der Kühlschmierstoffe energieintensiv sind und CO₂-Emissionen verursachen. Durch den geringeren Verbrauch konnte GKN Einsparungen von 4.500 Euro pro Jahr erzielen.

Für den Test wurde eine Projektgruppe aus Produktion, Qualität, Sicherheit und Chemie zusammengestellt. Ziel war es, die Einsparpotenziale der automatisierten Fluidpflege systematisch zu erfassen.

Weniger Werkzeugverschleiß

Die Standzeiten von Schneidwerkzeugen hängen stark von der Qualität und Stabilität des Kühlschmierstoffs ab. Schwankende Konzentrationen erhöhen Verschleiß und Werkzeugbruch. Mit dem FluidWorker 150 konnte die Konzentration über den gesamten Testzeitraum stabil gehalten werden. Die Zahl der Werkzeugbrüche sank deutlich, was nicht nur Kosten senkt, sondern auch die Prozesssicherheit verbessert. Hieraus ergab sich ein jährliches Einsparpotenzial von 1.700 Euro.

Teil der Produktionshalle von GKN in Köping: Hier wurde der FluidWorker 150 unter realen Bedingungen getestet.

Reduzierte Abfallentsorgung

Wenn die Prozessflüssigkeit ausgetauscht werden muss, entsteht ein gefährlicher Abfall, der entsorgt werden muss. GKN verfügt über eine eigene Abfallentsorgungsanlage in der Nähe, und die internen Kosten sind relativ niedrig kalkuliert: 45 EUR pro 1.000 Liter, wobei Personal, Anlage und Filter nicht berücksichtigt sind. Reduzierte Flüssigkeitswechsel aufgrund des früheren Einsatzes von UV-Licht bei GKN haben zu einer sechsmal längeren Lebensdauer der Prozessflüssigkeit geführt. Der reduzierte Abfall in der Testmaschine wurde auf 4.700 Liter pro Jahr geschätzt. Auch wenn die Entsorgungskosten bei GKN vergleichsweise niedrig kalkuliert sind, summierten sich die Einsparungen auf immerhin 210 Euro pro Jahr

Verbesserte Fluidqualität und Produktionsstabilität

Neben den wirtschaftlichen Vorteilen stand die Fluidqualität im Fokus. Die Konzentration blieb während des Testzeitraums konstant im Zielbereich. Auch der pH-Wert stabilisierte sich zwischen 9,0 und 9,2 – ohne zusätzliche chemische Regulatoren. Dies verhindert mikrobielles Wachstum, erhöht die Lebensdauer der Emulsion und reduziert den Einsatz gefährlicher Chemikalien. Die Bakterienzahl sank auf Werte unter 10^4 KBE/ml, was den akzeptierten Grenzwert deutlich unterschreitet. Damit entfielen unangenehme Gerüche und gesundheitliche Belastungen für das Bedienpersonal. Auch Fremdöle, die typischerweise die Fluidqualität verschlechtern, hatten keinen negativen Einfluss. Die Bediener berichteten zudem von einer optisch besseren und geruchsneutralen Flüssigkeit.

Automatisierte Kontrolle und Transparenz

Der FluidWorker 150 überwacht nicht nur Konzentration und Füllstand, sondern kontrolliert auch den Wasser- und Emulsionsverbrauch. Damit entfällt die fehleranfällige manuelle Nachbefüllung mit Eimern oder Schläuchen. Gleichzeitig werden alle relevanten Daten kontinuierlich dokumentiert. Bei einem 400-Liter-Tank lag der Wasserverbrauch bei 58 Litern pro Tag, der Emulsionsverbrauch bei lediglich 0,8 Litern – verglichen mit bis zu 3,5 Litern bei manueller Pflege. Diese Transparenz erleichtert nicht nur die Prozesskontrolle, sondern auch die Rückverfolgbarkeit und Dokumentation für Qualitätssicherung und Nachhaltigkeitsberichte.

Zusammenfassung und Fazit

Die Testinstallation des FluidWorker 150 bei GKN ePowertrain wurde von allen Beteiligten als sehr erfolgreich bewertet. Konzentration und Volumen des Kühlschmierstoffs blieben über den gesamten Zeitraum stabil. Der Kühlschmierstoff war optisch sauberer und geruchsneutral, die Arbeitsumgebung angenehmer. Die Bediener konnten sich stärker auf produktionsnahe Aufgaben konzentrieren. Der Emulsionsverbrauch sank um 75 % – von rund 100 Litern pro Monat auf 25 Liter. Die stabile Konzentration reduzierte Schaumbildung, Schlamm und Abfall. In Summe ergab die ROI-Berechnung jährliche Einsparungen von 9.910 Euro.

Der FluidWorker 150 trägt somit nicht nur zur Kostensenkung und Prozesssicherheit bei, sondern auch zu Nachhaltigkeit, Arbeitssicherheit und einer verbesserten Produktqualität. Für Unternehmen mit Mehrschichtbetrieb eröffnet die automatisierte Fluidpflege damit ein erhebliches Potenzial.