Comprensión de los refrigerantes en el mecanizado CNC para un rendimiento óptimo

Reflejos

•Refrigerantes CNC optimice el rendimiento de la máquina enfriando, lubricando y limpiando los residuos.

•Los sistemas de refrigeración pueden ser individuales o centrales. Un solo sistema asiste a una máquina, mientras que un sistema central atiende a múltiples dispositivos.

•El refrigerante se envía al área de mecanizado, donde las tuberías ayudan en la circulación y las válvulas de control regulan el flujo.

•Existen cuatro tipos de refrigerantes: fluidos sintéticos, fluidos semisintéticos, aceites solubles y aceites puros.

•La concentración del refrigerante es esencial para evitar la formación de espuma, el mal olor y las manchas. Verifique la concentración regularmente usando refractómetros manuales.

•El refrigerante puede suministrarse a través de aire, niebla, inundación o alta presión.

•Siga las recomendaciones del fabricante e inspeccione periódicamente para garantizar la longevidad de la máquina.

¿Qué son los refrigerantes y su función en el mecanizado CNC?

Los refrigerantes se utilizan en el mecanizado CNC (control numérico por computadora), o fluidos de corte, para ayudar a cortar materiales de manera precisa y eficiente, por ejemplo, plásticos, metales o plásticos de alta densidad.

Los términos "refrigerantes" y "lubricantes" a menudo se confunden. Aún así, es esencial tener en cuenta que no todos los refrigerantes pueden funcionar como lubricantes, pero algunos refrigerantes diseñados específicamente también realizan tareas de lubricación y mejoran la vida útil de la máquina.

Para maquinas CNC, el refrigerante tiene tres propósitos:

•Enfriamiento

•Lubricación

•Lavado de residuos

Los refrigerantes son cruciales para optimizar el rendimiento de la herramienta y prolongar su vida útil. Desempeñan su papel optimizando los factores mencionados a continuación durante el proceso de mecanizado.

•Disipación de calor: durante el proceso de mecanizado, se genera calor en la pieza de trabajo y la herramienta de corte, y el refrigerante ayuda a disipar el calor generado durante el proceso.

•Acabado superficial mejorado: se sabe que los refrigerantes eliminan los desechos y los contaminantes de la pieza de trabajo para ayudar a lograr un mejor acabado superficial en las piezas mecanizadas.

•Evacuación de Virutas: Aseguran un mecanizado optimizado al eliminar todos los restos de virutas y materiales abrasivos de la zona de trabajo.

•Lubricación y expansión de la vida útil de la herramienta: Los refrigerantes reducen la fricción entre las herramientas proporcionando lubricación y prolongando la vida útil de la herramienta.

•Protección contra la corrosión: Los refrigerantes protegen las piezas de la máquina y el material con el que está trabajando contra la corrosión, ya que algunos refrigerantes pueden contener inhibidores de la corrosión. Si tiene un inhibidor de protección contra la corrosión limitado, se pueden agregar aditivos a los refrigerantes para mejorar su eficiencia.

•Controla la temperatura de la herramienta: Los refrigerantes equilibran la temperatura de la herramienta aumentándola si está trabajando a una velocidad de corte muy baja. O disminuyéndolo si la máquina está cortando a alta velocidad para evitar daños térmicos.

¿Cómo funcionan los sistemas de refrigeración de máquinas?

Un sistema de refrigeración es un sistema separado conectado a la máquina CNC para aplicar el fluido en la máquina y la pieza de trabajo. Los sistemas pueden ser únicos o centrales, ya sea un sistema que proporcione refrigeración y lubricación a una sola máquina o un sistema de refrigeración de gestión central que ofrezca servicios a varios dispositivos simultáneamente.

La única diferencia entre su mecanismo es que un solo sistema contiene solo una tubería. Por el contrario, un sistema de refrigeración central comprende muchas tuberías de distribución y válvulas de control porque tiene que suministrar fluidos a varias máquinas.

El mecanismo principal de un Sistema de refrigeración CNC involucra la circulación y entrega de refrigerante al área de maquinado para lograr su propósito. Por lo general, consta de depósitos de refrigerante, bombas, filtros, tuberías, boquillas y válvulas de control.

•En primer lugar, durante el mecanizado, las bombas hacen circular la mezcla refrigerante del depósito por la zona de trabajo.

•Los filtros de refrigerante ayudan a eliminar las virutas y partículas del área de trabajo.

•Las tuberías ayudan a hacer circular el fluido de la maquinaria para lograr un efecto de enfriamiento.

•Las boquillas están dispuestas en el área donde se está cortando el material. El fluido fluye desde la boquilla hasta la pieza de trabajo para tener un efecto lubricante y refrigerante.

•Por fin, las válvulas de control ayudan a regular el flujo de líquido refrigerante.

•El refrigerante se acumula en un sumidero ubicado en la parte inferior de la máquina.

•El refrigerante se bombea desde el sumidero y se recircula de regreso al área de trabajo.

Tipos de refrigerante utilizados en el mecanizado CNC

Los refrigerantes tienen diferentes composiciones y tienen un funcionamiento diferente en función de la máquina en la que utilizará estos refrigerantes. Las máquinas herramienta CNC suelen utilizar uno de estos cuatro tipos de refrigerantes, a saber:

1. Fluidos Sintéticos

Estos son refrigerantes a base de agua que contienen compuestos orgánicos e inorgánicos sin aceites minerales ni de petróleo. En resumen, los fluidos sintéticos son una mezcla de aceites sintéticos, aditivos y agua. Estos están diseñados para una alta capacidad de enfriamiento, prevención de la corrosión, lubricidad y fácil mantenimiento. Están disponibles como concentrados y puede mezclarlos con agua para crear un fluido para trabajar metales.

Se clasifican además como sintéticos complejos, simples y emulsionables. Los concentrados simples son mejores para operaciones de molienda liviana, mientras que los sintéticos complejos son para operaciones moderadas a pesadas. emulsionablelos sintéticos son opacos o translúcidos y pueden tratar con aleaciones de alta temperatura.

Beneficios

•Son duraderos, no forman espuma y son más estables que otros fluidos para trabajar metales.

•Su coste inicial es elevado, pero se compensa con su menor consumo y mayor eficiencia.

•La mayoría de los fluidos sintéticos son los preferidos para la metalurgia a altas temperaturas y alta velocidad.

•El control microbiano es excelente y puede resistir el enranciamiento.

•Los refrigerantes no son inflamables y tienen propiedades superiores de resistencia a la corrosión.

Desventajas

•Pueden causar neblinas finas en escenarios de agitación moderada a alta.

•Los aceites lubricantes pueden contaminar los refrigerantes y se necesita una inspección minuciosa.

2. Fluidos semisintéticos

Estos fluidos contienen de 2% a 30% de aceite de petróleo. Estos son una mezcla de algunos aceites minerales y compuestos químicos que pueden disolverse en agua y ofrecen las propiedades tanto de aceites solubles como de fluidos sintéticos, lo que los convierte en opciones prácticas y eficientes para lograr operaciones de mecanizado limpias y efectivas en máquinas CNC.

Hay un alto contenido de emulsionante que ayuda a suspender pequeños glóbulos de aceite. Además, la luz del fluido refractado disminuye. Son transparentes con una ligera neblina a translúcidos con alta sensibilidad al calor. La lubricación es excelente ya que las moléculas de aceite se acumulan alrededor de la herramienta de corte y se vuelven a dispersar cuando la solución se enfría.

Beneficios

•Son más fáciles de mantener que los aceites solubles.

•La lubricación es excelente para tareas moderadas y pesadas.

•Generan menos neblina de aceite y humo con control de enranciamiento.

•Las mejores propiedades humectantes permiten avances más rápidos y cortes a velocidades más altas.

•La baja viscosidad permite una mejor sedimentación y una limpieza eficiente.

Desventajas

•El agua dura puede afectar su estabilidad y conducir a la formación de espuma.

•Debido a los aditivos de limpieza, la capacidad de formación de espuma es superior a otros tipos.

3. Aceites solubles

Los aceites solubles se utilizan para el mecanizado de uso general y son los refrigerantes más comunes que se fabrican mezclando un 60-90 por ciento de aceite mineral en agua. Además, se agregan emulsionantes para mantener la mezcla de la solución. Por eso también se les conoce como aceites emulsionables o aceites hidrosolubles.

El aceite se puede dispersar al mezclarlo, formando una emulsión de "aceite en agua". Los aceites se adherirán a la pieza de trabajo durante el mecanizado y el emulsionante refractará la luz. Conducirá a una apariencia fluida, lechosa y opaca.

Beneficios

•Ofrecen mejores capacidades de enfriamiento y buena lubricación debido a la mezcla de aceite y agua.

•Los refrigerantes son adecuados para una variedad de operaciones de servicio liviano y mediano.

•La lubricidad se puede mejorar usando aditivos de cloro, azufre y fósforo.

Desventajas

•Dejan una película de aceite protectora sobre los componentes de la máquina herramienta, lo que dificulta la limpieza de la pieza de trabajo.

•La presencia de agua los hace propensos a la oxidación, la contaminación por aceite residual y el crecimiento bacteriano.

•Los costos de mantenimiento son altos y la nebulización puede generar un ambiente de trabajo inseguro.

4. Aceites puros

Los aceites puros no se basan en agua; son aceites de petróleo o minerales, por lo que se utilizan directamente sin diluir. Son especialmente adecuados para aplicaciones de mecanizado pesado y materiales que requieren una gran lubricidad, como el acero inoxidable o el titanio. Sin embargo, los aceites puros requieren un mantenimiento regular y pueden producir más neblina de aceite y residuos que otras opciones de refrigerante.

Pueden contener aditivos (no necesarios para metales ferrosos y no ferrosos) y agentes humectantes. Los agentes humectantes contienen aditivos de extrema presión (azufre y cloro) y 20% de aceites grasos para aplicaciones severas. Mejoran la humectabilidad; el aceite puede cubrir la herramienta de corte, los finos de metal y la pieza de trabajo correctamente.

Habrá lubricación mejorada, gestión de finos metálicos y protección de soldadura microscópica en mecanizado pesado. Los aceites grasos sulfurados y el cloro pueden superar el 20 % para mejorar las propiedades antisoldadura en condiciones extremas.

Beneficios

•Los aceites puros ofrecen un efecto amortiguador entre la herramienta de corte y la pieza de trabajo. Es ideal para un acabado de calidad y operaciones de poca holgura a baja velocidad.

•Se mejora la vida útil de la herramienta y es la mejor opción para brochado, roscado, rectificado por aplastamiento, taladrado profundo y corte de metales duros (como superaleaciones y acero inoxidable).

•Por su alta lubricación, son la mejor opción para operaciones de bruñido.

•Ofrecen una mayor vida útil del sumidero, protección contra la oxidación y fácil mantenimiento.

•Evitarán el enranciamiento; las bacterias solo pueden prosperar si el aceite está contaminado.

Desventajas

•Las propiedades de disipación de calor de los aceites puros son malas, lo que genera riesgo de incendio.

•La neblina y el humo que generan provocan un entorno de trabajo inseguro con protección o sistemas de ventilación insuficientes.

•Están limitados a operaciones de baja velocidad y la película aceitosa en la pieza de trabajo es difícil de limpiar.

•Los fluidos altamente viscosos pierden más refrigerante a medida que se adhieren a la pieza de trabajo. Opte por un aceite de baja viscosidad para obtener mejores resultados.

Encuentre la concentración adecuada de refrigerante

La concentración correcta de refrigerante es fundamental para mantener el rendimiento óptimo del mecanizado CNC. A la mayoría de los fabricantes les gustayangsen Ya proporcionamos instrucciones detalladas sobre el tipo y la cantidad de refrigerante. Siga estas proporciones y use agua desionizada para mezclar. Evitará la corrosión de metales como el acero y el aluminio. Una alta concentración de refrigerante puede provocar problemas como:

• Formación de espuma: dificulta las operaciones y reduce la vida útil y la eficiencia de la herramienta

•Desperdicio: se desperdiciará el exceso de refrigerante, lo que aumentará el costo

•Menos Lubricación: Más la cantidad, menos la efectividad de la lubricación, y más cambios de fricción y daño a la máquina

• Mal olor: Las bacterias pueden desarrollarse debido a la inestabilidad del refrigerante y habrá un mal olor después de que la máquina se apague.

•Manchas: el refrigerante concentrado puede afectar la apariencia física de la máquina y causar daños en la superficie

•Formación de residuos: el exceso de refrigerante puede dejar residuos, lo que afecta negativamente la vida útil de la herramienta y la calidad del mecanizado

•Irritación de la piel: la alta concentración suele ser tóxica e irrita si entra en contacto con la piel humana.

Los operadores deben verificar la concentración diariamente y mantener los niveles apropiados.

•Los refractómetros manuales pueden ayudar a comprobar el índice de refracción del refrigerante de mecanizado CNC y las concentraciones de fluido de corte. Para mantener el control, límpielos entre diferentes controles de refrigerante.

Puede haber un cambio del 20% en las concentraciones de refrigerante debido a salpicaduras, evaporación y nebulización. Mantenga un registro diario de los niveles y podrá notar la diferencia y los cambios a diario. La cantidad correcta puede mejorar la eficiencia del mecanizado y prolongar la vida útil del refrigerante.

Gráfico de concentración de refrigerante de la máquina

Para productos sostenidos de alta calidad, el refrigerante debe ser apropiado para el tipo de maquinado y metal. Las recomendaciones del fabricante varían para cada máquina, y aquí hay una idea general de concentración para las operaciones de maquinado:

Material

El refrigerante para mecanizado CNC se entrega en varias formas, que incluyen:

•Aire: El aire se usa para limpiar y enfriar, pero no ofrece lubricación. Es excelente para materiales sensibles como el plástico, donde el refrigerante directo puede causar un choque térmico.

• Niebla: Los sistemas de nebulización, utilizados en el trabajo a alta velocidad, brindan una lubricación superior al liberar refrigerante atomizado en forma de niebla o niebla sobre la pieza de trabajo. La presión es adecuada y no hay posibilidad de que la herramienta sufra estrés.

• Inundación: durante el mecanizado, los sistemas de inundación gestionan eficazmente los residuos vertiendo grandes cantidades de refrigerante sobre la pieza de trabajo y la superficie de la máquina.

•Alta presión: Los sistemas de inyección de refrigerante están diseñados para liberar refrigerante o fluido de corte a alta presión. Luego se dirige hacia el borde de corte para mejorar la eficiencia de lubricación y enfriamiento. Una presión superior a 1000 psi ayuda en la evacuación y eliminación de virutas. Aunque es bueno para el enfriamiento inmediato, a veces puede romper las herramientas de diámetro en miniatura. Por lo tanto, suéltelo solo a través de ranuras de enfriamiento y utilícelo en cavidades profundas o en operaciones de perforación.

Mantenimiento y reemplazo adecuados

•Inspeccione periódicamente la concentración del refrigerante y los niveles de contaminación.

•Compruebe si hay cambios en el olor, el color o la consistencia, ya que indican posibles problemas.

•Utilice tiras reactivas de pH para controlar los niveles de pH y mantener el rango recomendado.

•Para la disipación de calor y la evacuación de virutas, utilice sistemas de refrigeración de alta presión.

•Mezcle y aplique el refrigerante según las recomendaciones del fabricante.

•Manejar y desechar siguiendo los procedimientos de seguridad.

Conclusión

Una comprensión profunda de los refrigerantes es esencial para el proceso de mecanizado óptimo. Seleccione el tipo de refrigerante, el método de suministro y la concentración correctos para garantizar la precisión dimensional y mantener la estabilidad del proceso del producto final. Con un mantenimiento regular y una gestión del refrigerante, la productividad de las máquinas CNC mejorará con todo el potencial de trabajo y menos tiempo de inactividad.

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