Kegelradgetriebe werden als Rohlinge hergestellt, aus denen die Zahnform geschnitten wird. Dies bedeutet eine grosse Menge an Materialabfällen. Das EcoGear-Projekt, ein gemeinsames Forschungs- und Entwicklungsprojekt von Oerlikon Balzers, dem Stockholmer KTH Royal Institute of Technology und den Industriepartnern Scania, Georg Fischer und Buderus Steel, wurde 2020 initiiert, um eine Alternative zum herkömmlichen Herstellungsverfahren zu entwickeln.
»Das Ziel des EcoGear-Projekts ist es, einen vorgeschmiedeten Rohling zu entwickeln, der am Anfang der Prozesskette bereits eine vorkonturierte Geometrie der Zähne aufweist«, sagt Tony Ulander, Vertriebsleiter von Oerlikon Balzers für Skandinavien. »Dies reduziert den Bearbeitungsaufwand für die gewünschte Form und den Materialabfall drastisch, und erhöht zudem die Werkzeugstandzeit.«
Dieser neue Ansatz bringt jedoch Herausforderungen für die gesamte Prozesskette mit sich – auch für Werkzeuge und Beschichtungen. Die Rolle von Oerlikon in diesem Projekt umfasst die Festlegung der Parameter für die Schnittdaten und die Kriterien für den laufenden Betrieb. »Durch den Einsatz von primeGear können wir Oberflächen und Kanten durch Vor- und Nachbehandlungen zusammen mit der Beschichtung optimieren. So kann die Werkzeugstandzeit um bis zu 80 % erhöht werden«, sagt Kristofer Malmberg, Tribologie-Spezialist bei Oerlikon Balzers. »Die im Laufe des Projekts gesammelten Schnittdaten erlauben uns, den Werkzeugverschleiss nachzuvollziehen und die Werkzeugoberflächen und -kanten zu optimieren.«
Das Team stellte fest, dass die EcoGear-Lösung nicht nur den anfallenden Materialabfall reduzierte, sondern auch die Menge an Energie und Ressourcen, die für Produktion, Bearbeitung, Transport und Recycling benötigt werden. Dies geht aus den Ergebnissen einer Vorstudie hervor: »Die möglichen Materialeinsparungen werden auf bis zu 20 % des Gesamtgewichts des Werkstücks geschätzt. Wenn das Werkstück 37,8 kg wiegt und 80 000 Kegelradgetriebe pro Jahr produziert werden, würde dies zu einer Materialeinsparung von etwa 600 Tonnen Stahl pro Jahr führen. Die Menge an Spänen, die beim Zahnradfräsen pro Jahr anfällt, würde von ca. 700 auf 100 Tonnen reduziert.«
