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Was ist Ölverdunstung?


Was ist eine Ölrückstandsmessung an Stanz- und Biegeteilen?
Bei der Herstellung von Stanz- und Biegeteilen werden zunehmend verdunstende Stanz- und Ziehöle eingesetzt. Die Idee hierbei ist es, möglichst wenig Ölrückstände auf gestanzten oder umgeformten Metallteilen zu belassen, damit erspart man sich in vielen Fällen bei der Weiterverarbeitung der Metallteile den Reinigungsprozess. Aber wieviel von dem aufgetragenen Öl verbleibt nun tatsächlich auf dem Bauteil und wie lange dauert der Verdunstungsprozess?

Dazu ist zunächst eine Ermittlung der Signalhöhe MIR0 zu Beginn der Messung, also zum Teitpunkt t0 erforderlich. Zu diesem Zweck werden auf entfettete Stahlbleche jeweils 5 Tropfen Öl (5x20µl) aufgetragen und über eine Fläche mit einem Durchmesser von 70mm verteilt. Die Ölschichtdicke beträgt dabei zu Beginn des Messvorgangs in etwa 25µm. Anschließend wird die Sensorik SPECTRO-M-10-MIR/(MIR1+MIR2) mittig auf den Ölfleck platziert und die Messung kann beginnen. Mit Hilfe des MIR – Sensors werden dabei zwei Messfenster betrachtet; beide liegen im mittleren Infrarotbereich (kurz MIR – Bereich). Die beiden Messfenster sind hierbei so gewählt, dass eines dieser beiden Wellenlängenbereichsfenster auf die Anwesenheit von Öl reagiert (hier mit CH0 bezeichnet), während das zweite Messfenster (CH1) davon unbeeindruckt bleibt. Durch diese Verschiebung des Verhältnisses der beiden Messfenster bei der Präsenz von Öl kann die Ölmenge innerhalb des Detektionsbereiches ermittelt werden:



MIRref Spektrum einer ölfreien (entfetteten) Stahloberfläche. Beide Wellenlängenbereiche liefern in etwa das gleiche Signal:



MIR Spektrum unmittelbar nach dem Aufbringen der 25µm dicken Ölschicht. Der Wellenlängenbereich CH0 wird von der Präsenz von Öl beeinflusst, während im Wellenlängenbereich CH1 kein Signalrückgang zu beobachten ist:



MIR Spektrum im Zeitraffer: die durch das Öl verursachte Reduktion des Signals im CH0 nimmt mit zunehmender Ölverdunstung ab.

Über einen Zeitraum von einigen Stunden wird nun das normierte Signal MIR abzgl. des normierten Referenzsignales MIRref mit Hilfe der Windows® MIR Scope V1.0 Software aufgezeichnet:



Bei den bislang getesteten Ölproben konnte ein ähnlicher Verlauf wie dem folgenden Diagramm zu entnehmen ist, festgestellt werden:



Die Verdunstungsdauer lag dabei im Bereich von 60min bis 90 min. Der Ölrückstand lag bei der am stärksten verdunstenden Probe bei typ. 1% der ursprünglichen Schichtdicke und bei der am schwächsten verdunstenden Probe bei 50% der ursprünglichen Ölschichtdicke.


Hierzu einige Beispiele typischer verdunstender Stanz- und Ziehöle aus der Praxis:

Verdunstendes Stanz- und Ziehöl A:

MIR-
MIRref
in digits
Time in s


Verdunstendes Stanz- und Ziehöl B:

MIR-
MIRref
in digits
Time in s


Verdunstendes Stanz- und Ziehöl C:

MIR-
MIRref
in digits
Time in s


Verdunstendes Stanz- und Ziehöl D:

MIR-
MIRref
in digits
Time in s


Verdunstendes Stanz- und Ziehöl E:

MIR-
MIRref
in digits
Time in s


Verdunstendes Stanz- und Ziehöl F:

MIR-
MIRref
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Time in s


Verdunstendes Stanz- und Ziehöl G:

MIR-
MIRref
in digits
Time in s


Verdunstendes Stanz- und Ziehöl H:

MIR-
MIRref
in digits
Time in s


Verdunstendes Stanz- und Ziehöl I:

MIR-
MIRref
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Time in s


Verdunstendes Stanz- und Ziehöl J:

MIR-
MIRref
in digits
Time in s



 






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