Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Bei der funkenerosiven Senkbearbeitung kommen zunehmend h\u00f6here Entladeenergien zum Einsatz, um die Abtragleistung zu erh\u00f6hen. Es kann jedoch nicht ausgeschlossen werden, dass dadurch auch die Bildung von Gefahrstoffen gef\u00f6rdert wird. Bisher durchgef\u00fchrte Untersuchungen betrachten nur sehr geringe Entladestr\u00f6me bei teilweise unklaren Randbedingungen. Au\u00dferdem wurden bei der Emissionsmessung nur summenparametrische Bestimmungen der aliphatischen Kohlenwasserstoffe durchgef\u00fchrt. Im Rahmen dieses Projektes soll deshalb eine systematische hygienisch-toxikologische Bewertung der funkenerosiven Senkbearbeitung bei hohen Entladeenergien durchgef\u00fchrt werden und anschlie\u00dfend Ma\u00dfnahmen zur Emissionsreduzierung entwickelt werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZun\u00e4chst wird der funkenerosive Senkprozess mit hohen Entladeenergien technologisch ausgelegt. Dazu werden unterschiedliche Arbeitsmedien eingesetzt, die jeweils f\u00fcr 6 Monate zum Einsatz kommen. W\u00e4hrend der Bearbeitung unterschiedlicher Werkzeug-\/Werkst\u00fcckkombinationen werden hygienisch-toxikologische Bewertungen vorgenommen. Dazu z\u00e4hlen die chemisch-analytische Charakterisierung der Emissionen, der Einsatz neuartiger genotoxikologischer Testverfahren, die Untersuchung der gebrauchten Dielektrika sowie die Untersuchung des Erodierschlammes. Begleitend dazu werden Ma\u00dfnahmen zur Emissionsreduzierung erarbeitet. Diese sind in den Bereichen Technologie, Arbeitsmedien, Entwicklung von Abscheidesystemen und Entwicklung von \u00dcberwachungssystemen angesiedelt. Als Ziel wird die umweltgerechte Hochleistungserosion formuliert. Dazu erfolgt die Umsetzung der gewonnenen Ergebnisse bei einem KMU-Betrieb als Endanwender der funkenerosiven Bearbeitung, um die Praxistauglichkeit und die Marktf\u00e4higkeit nachweisen zu k\u00f6nnen. Aus der Umsetzung der Ergebnisse ergibt sich eine konkrete Minderbelastung von Arbeitsplatz und Umwelt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Quantifizierung der luftgetragenen Emissionen aus der gekapselten Funkenerosionslage bei gezielter Variation der Betriebsparameter Dielektrikum, Werkzeug, Werkst\u00fcck, Stromst\u00e4rke und \u00dcberdeckung hat gezeigt, dass diese Betriebsparameter einen sehr starken Einfluss auf die Emissionsmengen haben. Im Einzelnen konnte belegt werden, dass die Emission von Metallen stark von der Zusammensetzung von Werkzeug und Werkst\u00fcck abh\u00e4ngt. Letztere beeinflussen jedoch auch stark die Emission der Koh-lenwasserstoffe w\u00e4hrend die emittierten Mengen an fl\u00fcchtigen organischen Verbindungen (Benzol) und PAKs hiervon nicht beeinflusst werden.
\nMit Erh\u00f6hung der Stromst\u00e4rke nehmen die Emissionen aller erfassten chemisch-analytischen Parameter zu. Eine starke Zunahme der Emissionsmengen der aliphatischen Verbindungen findet bei Erh\u00f6hung der Stromst\u00e4rke von 64 auf 128 A statt.
\nDie Erh\u00f6hung der \u00dcberdeckung f\u00fchrt erwartungsgem\u00e4\u00df zur Abnahme der Emission fl\u00fcchtiger organischer Verbindungen. Dagegen nehmen die Mengen an aliphatischen Verbindungen sowie an mit Cyclohexan extrahierbaren Verbindungen mit Erh\u00f6hung der \u00dcberdeckung signifikant zu.
\nDie Umrechnung der Emissionsmengen in einer einfachen Modellrechnung auf Immissionswerte zeigt, dass die Metallemissionen (hier: Chrom) und die aliphatischen Kohlenwasserstoffe als toxikologisch relevante Schadstoffe anzusehen sind, da hier die Grenzwerte (TRK-Werte) nach relativ kurzer Betriebszeit \u00fcberschritten werden k\u00f6nnen. Dagegen sind die erreichbaren Konzentrationen an PAKs und fl\u00fcchtigen organischen Verbindungen als verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig gering einzusch\u00e4tzen. Dies konnte auch durch die Immissionsmessungen bei der Firma EROTEC best\u00e4tigt werden.
\nDie Untersuchung des Dielektrikums BP 200 zeigte auf, dass im umu-Test keine Genotoxizit\u00e4t und im Ames-Test modifiziert nach Blackburn keine Mutagenit\u00e4t nachweisbar war. Die PAK-Konzentration ist als gering zu bewerten.
\nDie Untersuchungen haben gezeigt, dass der Untersuchungsansatz, die gesamten Emissionen der Werkzeugmaschine und nicht lediglich die Immissionen zu erfassen, zu einem besseren Verst\u00e4ndnis des Produktionsprozesses (hier: funkenerosive Senkbearbeitung) f\u00fchren kann. Diese Informationen k\u00f6nnen genutzt werden, um Empfehlungen f\u00fcr Schutzma\u00dfnahmen und \u00dcberwachung abzuleiten.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
\u00b7\tEVERTZ, S.,: EISENTR\u00c4GER, A.; DOTT, W.; KLOCKE, F.; KARDEN, A.; ANTONOGLOU, G.; Environmental and Industrial Hygiene in Connection with Electrical Discharge Machining at High Discharge Energies, Proceedings of the 13th International Symposium for Electromachining, ISEM XIII, Bilbao, 2001 (Ver\u00f6ffentlichung)
\n\u00b7\tEVERTZ, S; EISENTR\u00c4GER, A; DOTT, W.; Electrical discharge machining: development of a risk valuatin concept, GDCh-Jahrestagung Chemie, Kurzreferate Media Process Management GmbH, Mainz, ISBN 3-924763-98-4, S. 43, W\u00fcrzburg, 2001 (Poster)
\n\u00b7\tEVERTZ, S.; EISENTR\u00c4GER, A.; DOTT, W.; KLOCKE, F.; KARDEN, A.; ANTONOGLOU, G.; Approaches for emission-based risk assessment and risk reduction of industrial manufacturing processes like electrcal discharge machining 9th Conference of the Gesellschaft f\u00fcr Hygiene und Umweltmedizin (GHU) and the 5th Conference of the International Society of Environmental Medicine (ISEM), Garmisch-Partenkirchen, International Journal of Hygiene and Environmental Health 204\/4, 272, 2001 (Vortrag)
\n\u00b7\tEVERTZ, S.; EISENTR\u00c4GER, A.; DOTT, W.; KLOCKE, F.; KARDEN, A.; Electrical discharge machining using higher energies: development of a hygienic valuating concept, 4. Fachtagung Funkenerosion-Zukunftstechnologie im Werkzeug- und Formenbau, Aachen, 1999 (Poster)<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
1.\tDie IR-Spektroskopie ist ausreichend f\u00fcr die routinem\u00e4\u00dfige \u00dcberwachung von Anlagen.
\n2.\tDie Untersuchungs-Parameter sollten auf die jeweiligen Betriebsparameter abgestimmt werden.
\n3.\tBei der routinem\u00e4\u00dfigen Untersuchung sollte der gesamte Verarbeitungsprozess unter Einbezug der r\u00e4umlichen Situation bewertet werden.
\n4.\tDer Schutz der Maschinenbediener sollte sich nicht auf regelm\u00e4\u00dfig wiederholte Unterweisungen beschr\u00e4nken, da diese im Routinebetrieb umgangen werden.
\n5.\tDie Kontrolle der Werkzeugmaschinen sollte vor allem in einer Beratung der Firmen unter Einbezug des gesamten Arbeitsablaufs bestehen.
\n6.\tIndividuell zu kl\u00e4ren ist, wann eine Abluftfiltration notwendig ist.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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