Mehr Nachhaltigkeit durch Beschichtungen

Beschichtungen machen Werkzeuge zu Marathonläufern in der Produktion und schaffen dabei ungeahnte Nachhaltigkeitseffekte. Weniger Ausschuss, Ressourcen- und Energie-Einsatz in der Fertigung sind dabei die vordergründigen Vorteile. Oberflächenspezialisten schaffen aber noch größeren Nutzen.

Beschichtungen reduzieren Reibung, Verschleiß wie auch Korrosion und erhöhen damit die Standzeit und Lebensdauer von Werkzeugen um ein Vielfaches. Sie sind damit Musterbeispiele für mehr Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit. Dank ihrer Hilfe lassen sich viel mehr Teile meist deutlich schneller fertigen. Auf der Öko-Seite verbuchen die Produzenten damit weniger Einsatz von Ressourcen wie Werkzeuge, Schmierstoffe, Material, Energie und somit auch CO₂. Durch die erhöhte Fertigungsqualität sinken Ausschuss, Abfall und Verschwendung. In manchen Fällen ermöglichen Beschichtungen die Trockenbearbeitung ganz ohne umweltbelastende Schmierstoffe und deren energieintensive Wiederaufbereitung.

Die resultierenden Effekte und Einsparungen können nur Einzelfallberechnungen zeigen, da die Einsatzbedingungen von Werkzeugen sehr verschieden sind. Eine wichtige Größe dabei ist sicherlich deren Standzeit. Wenn beispielsweise die PVD (Physical Vapor Deposition)-Beschichtung BALINIT TISAFLEX von Oerlikon Balzers eine Standzeitsteigerung von 14 Prozent gegenüber bisherigen Benchmark-Produkten in der Inconel-Zerspanung für Turbinenkomponenten verspricht, so bedeutet das auch einen signifikanten Öko-Nutzen.

Der Ressourceneinsatz bei der PVD-Beschichtung in solchen Anlagen beträgt nur etwa 10 Prozent im Vergleich zur Herstellung eines Hartmetallwerkzeugs. Foto: Oerlikon

160-fache Lebensdauer

Noch deutlicher zeigt dies ein Lebensdauervergleich von beschichteten und unbeschichteten Werkzeugen: Während ein unbeschichteter Bohrer nur 28 Löcher schaffte, war dasselbe Werkzeug mit der PVD-Beschichtung BALINIT PERTURA auch nach über 4.500 gebohrten Löchern noch einsatzbereit. Diese über 160-fache Lebensdauerverlängerung entspricht weitreichenden Nachhaltigkeitseffekten, da entsprechend weniger Werkzeuge produziert oder wiederaufbereitet werden müssen und dafür auch weder Rohstoffe und Abfall noch Energie, Transportaufwand und CO₂-Emissionen anfallen. In Zahlen: Eingespart werden 13,7 kg Hartmetall und das Äquivalent von 75 Buchen, die zusammen rund 935 kg CO₂ pro Jahr absorbieren.

Beim hierzu eingesetzten PVD-Verfahren werden Verschleißschutzschichten im Vakuum eines Plasmareaktors direkt auf die Werkzeuge abgeschieden. Der dafür nötige Ressourcen- und Energieeinsatz ist aber gering im Vergleich zum Aufwand in der Werkzeugherstellung. Mithilfe von Ökobilanzen lässt sich zum Beispiel die Umweltwirkung der Hartmetallherstellung gegenüber der PVD-Beschichtung beurteilen: Demnach beträgt der Ressourceneinsatz bei der PVD-Beschichtung nur etwa 10 Prozent im Vergleich zur Herstellung eines Hartmetallwerkzeugs.

Wiederaufbereitung statt Entsorgung

Auch eignen sich viele PVD-Beschichtungen hervorragend zur Wiederaufbereitung, also zum Nachschleifen und Wiederbeschichten von Werkzeugen. Der Service primeGear von Oerlikon Balzers zum Beispiel senkt die Herstellungskosten für Getriebekomponenten und schont die natürlichen Ressourcen durch die Wiederaufbereitung von beschichteten Schneidwerkzeugen, wobei die volle Leistungsfähigkeit des Original-Werkzeugs wieder erreicht wird.

Data Matrix Codes auf beschichteten Werkzeugen schaffen die Basis für mehr Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz im intelligenten Werkzeugmanagement von morgen. Foto: Oerlikon

Werkzeugmanagement steigert Öko-Effizienz

Einen nicht zu unterschätzenden Öko-Nutzen schafft intelligentes Werkzeug-Management wie etwa die Lösung „Tool ID“ von Oerlikon Balzers. Sie verknüpft die DMC (Data Matrix Code)-Codierung von beschichteten Werkzeugen, die Datenintegration in einer Cloud und die Vernetzung mit Fertigungsmaschinen. Damit lässt sich ermitteln, wie viel Einsatzzeit bis zum End of Life oder zur Wiederaufbereitung verbleibt. So lässt sich die Werkzeug-Lebensdauer voll ausnutzen.

Oerlikon: In Top Ten der Nachhaltigkeit

Oerlikon erschließt nachhaltige Lösungen in allen Konzernbereichen und gehört nach mehreren Rating-Upgrades im Jahr 2022 zu den Top 10 Prozent der am besten bewerteten Industrieunternehmen in Bezug auf Nachhaltigkeit. Der Konzern erhielt die Auszeichnung in Silber von EcoVadis, einem der weltweit führenden Anbieter von Nachhaltigkeitsratings für Corporate Social Responsibility (CSR) sowie beste Ratings von branchenbekannten Unternehmen wie Sustainalytics, ISS ESG und MSCI. Oerlikon ist zudem auf diversen Nachhaltigkeitsplattformen aktiv, darunter etwa die internationale Non-Profit-Organisation CDP.

Die PVD- Beschichtung BALINIT TISAFLEX von Oerlikon Balzers erhöht die Standzeit um 14 Prozent gegenüber bisherigen Benchmark-Produkten in der Inconel-Zerspanung und schafft damit einen signifikanten Öko-Nutzen. Foto: Oerlikon