Manufatura verde:meio ambiente duradouro e benefícios da loja

“Manufatura Verde” tornou-se uma frase comum usada por muitos na maior indústria dos Estados Unidos. É definido pelo Goodwin College como “a renovação dos processos de produção e o estabelecimento de operações ecológicas dentro do campo de fabricação”. Reservar um tempo para repensar processos datados pode economizar tempo, dinheiro e ajudar a construir sua reputação como uma empresa de última geração. O estabelecimento de processos de usinagem ecologicamente corretos é um grande salto na direção certa para a criação de um negócio ecologicamente correto.

Green Manufacturing é o próximo passo lógico para a indústria.

Como começar com a fabricação ecológica

O primeiro passo que você deve dar em sua marcha em direção a uma oficina mecânica mais sustentável e uma fabricação verde é uma avaliação do impacto ambiental de suas instalações. O método mais comum para avaliação de impacto ambiental do processo de fabricação é a Avaliação do Ciclo de Vida ou ACV. A ISO 14040 define ACV como a compilação e avaliação das entradas, saídas e os potenciais impactos ambientais de um sistema de produto ao longo de seu ciclo de vida.

4 perguntas para fazer a si mesmo:

1. Definição de metas e escopo – O que estou tentando alcançar nesta investigação?
2. Análise de Inventário – Quais são as entradas quantificadas (energia, água, materiais, etc.) e saídas (emissões atmosféricas, águas residuais)?
3. Avaliação de Impacto – Como essas coisas afetam o meio ambiente?
4. Interpretação – O que posso mudar para tornar meus processos mais eficientes e ecológicos?

Existem bancos de dados disponíveis para auxiliar na análise do inventário. Esses bancos de dados coletam informações como taxa de avanço, velocidade de corte, diâmetro da ferramenta, tempo de corte, propriedades de refrigeração e, em seguida, calculam todo o material e entradas e saídas de energia.

Compreendendo o impacto dos fluidos de corte

Os fluidos de corte são provavelmente o poluente número um em sua oficina mecânica e estão atrapalhando sua produção ecológica. De acordo com a Modern Manufacturing Processes, os fabricantes norte-americanos consumiram mais de 2 bilhões de galões em 2002, e o mercado de fluidos metalúrgicos só cresceu desde então. Os fluidos de corte apresentam diversos benefícios ao processo de usinagem, principalmente envolvendo resfriamento da região de corte, lubrificação e escoamento de cavacos.

contaminantes

Tirar o máximo proveito de sua refrigeração é um fator chave de eficiência de custo em qualquer oficina mecânica. Portanto, um dos maiores problemas que você provavelmente enfrentará, ou está enfrentando atualmente, é a deterioração do desempenho do fluido de corte devido a contaminantes. Os tipos mais comuns de contaminantes incluem:

1. Óleos livres (óleo vagabundo ou cárter) – Líquido que lubrifica as engrenagens e equipamentos da máquina CNC penetrando no fluido de corte
2. Particulados grossos – Resíduos sólidos, cavacos e cavacos relativamente maiores
3. Particulados finos – Pedaços extremamente pequenos da peça de trabalho ou ferramenta de corte que geralmente consistem em metais pesados, como cobalto, cádmio, cromo, alumínio e chumbo
4. Microrganismos – Bactérias e fungos que crescem dentro das paredes e tubos da máquina CNC

Partículas grossas, como cavacos e cavacos, geralmente são facilmente extraídas usando uma corrente em H, corrente e vôo, barra de empurrar ou um sistema de calha. As partículas finas são mais difíceis, pois requerem separação ou filtração na forma de tanques de fixação, separadores de espuma, separação centrífuga ou separadores magnéticos. O óleo livre também pode ser removido por filtração, mas também pode ser removido de forma rápida e fácil com uma escumadeira.

O sistema de filtragem correto pode economizar dinheiro nas oficinas e ajudar o meio ambiente.

Os microrganismos são os mais difíceis de remover, pois podem ter um décimo do tamanho das partículas finas. “Fedor de segunda-feira de manhã” é um efeito colateral comum de bactérias anaeróbicas que excretam sulfeto de hidrogênio durante seus processos metabólicos. Esses organismos são uma das principais razões pelas quais o refrigerante deve ser drenado e trocado de uma máquina a cada poucos meses. Avanços na tecnologia nas últimas décadas tornaram possível para sistemas de microfiltração de membrana separar biomassa, bem como óleo de fluidos refrigerantes. Com esses tipos de sistemas, os operadores não precisarão mais usar biocidas problemáticos, pois eles têm efeitos prejudiciais à saúde tanto para o meio ambiente quanto para os funcionários. No entanto, é importante notar que a maioria dos microrganismos não está crescendo no fluido de corte, mas nas paredes/tubos da máquina ou enterrados no resíduo de cavacos no fundo do tanque.

Algumas maneiras de reduzir o acúmulo de microorganismos em sua loja incluem:

• Manter as máquinas limpas – lodo, aparas e cavacos podem ser um terreno fértil para bactérias
• Reduzir a contaminação orgânica – cuspe, suor, suco de tabaco e matéria orgânica são fontes de alimento para microorganismos
• Reduza a quantidade de óleo de vagabundo – Isso também pode ser uma fonte de alimento

Uma pilha suja de chips onde as bactérias vão crescer e cheirar mal a sua máquina.

Tipos de fluidos de corte

Um bom fluido de corte deve ter um alto ponto de fulgor, boa adesividade, alta estabilidade térmica e alta estabilidade oxidativa. Um ponto de fulgor alto é necessário, pois o fluido não deve pegar fogo em altas temperaturas (a gasolina tem um ponto de fulgor baixo). A boa adesividade permite que o fluido grude na superfície da peça de trabalho. Isso cria uma camada entre a ferramenta de corte e a peça de trabalho, ajudando a separá-las e, assim, reduzindo o atrito. Maiores quantidades de atrito levam a uma força de corte mais alta, o que leva a temperaturas de corte mais altas.

Altas temperaturas de corte são problemáticas, pois isso faz com que a ferramenta de corte se desgaste mais rapidamente e também pode fazer com que sua peça de trabalho endureça. Alta estabilidade térmica significa que em altas temperaturas, o fluido deve ter baixa viscosidade (um exemplo de fluido com alta viscosidade seria o mel em temperatura ambiente). Uma viscosidade mais baixa na região de corte permite uma menor quantidade de atrito e, portanto, menores quantidades de calor e força de corte. A estabilidade oxidativa dos fluidos de corte, em última análise, decide por quanto tempo esse fluido de corte pode ser usado. Depois de um tempo, o óleo começa a oxidar, o que faz com que sua viscosidade e a quantidade de depósitos de lodo aumentem.

Quantidades excessivas de refrigerantes podem significar uma quantidade excessiva de resíduos.

Para os propósitos deste artigo, os fluidos de corte serão classificados em duas grandes categorias:biodegradáveis ​​e não biodegradáveis.

Líquidos refrigerantes não biodegradáveis

Os refrigerantes não biodegradáveis ​​são à base de petróleo. Possuem alta toxicidade humana e ecológica, o que resulta em riscos à saúde ocupacional. Eles também têm processos de descarte complicados.

Refrigerantes Biodegradáveis

Os refrigerantes biodegradáveis ​​são à base de plantas. Estes são geralmente fabricados a partir de vegetais como soja, coco e canola, ou plantas não comestíveis, como nim, karanja e pinhão-manso. Esse fator os torna um recurso renovável e menos tóxico para os seres humanos, bem como para o meio ambiente.

Nos últimos anos, alguns óleos à base de vegetais modificados superaram os óleos à base de petróleo em desempenho em relação ao acabamento da superfície, supressão de calor e lubrificação. Um estudo, publicado na Science Direct, centrado no torneamento em aço inoxidável 304, revelou que o óleo de coco com um aditivo de ácido bórico foi significativamente melhor no combate ao desgaste do flanco da ferramenta e à rugosidade da superfície quando comparado a outros dois fluidos de corte. Isso se deve à alta estabilidade térmica das soluções à base de vegetais.

Outro estudo, publicado na IOP Science, descobriu que uma combinação de óleo de nim e karanja foi superior ao SAE 20W40 (óleo à base de petróleo) em relação à lubrificação ao perfurar aço macio. Os resultados mostraram que a solução de óleo vegetal reduziu a força de corte da operação devido a sua maior viscosidade e adesividade. Isso acabou levando a um melhor acabamento da superfície da peça.

Resumo das alterações econômicas do refrigerante que você pode fazer

• Reduza o acúmulo de microorganismos em suas máquinas mantendo-as limpas e reduzindo a quantidade de contaminação externa
• Instale um sistema de microfiltração por membrana
• Mude para um fluido de corte mais eficiente e biodegradável

O impacto positivo da usinagem verde da usinagem a seco

A usinagem a seco deve ser utilizada sempre que a oportunidade se apresentar, pois os custos e as questões ambientais associadas à obtenção, gerenciamento e descarte do fluido de corte são eliminados. Outro benefício da usinagem a seco é a ausência de choque térmico. Quando o cortador sai do corte, mas o refrigerante ainda está explodindo, a grande flutuação de temperatura (choque térmico) fará com que a aresta de corte se quebre mais rapidamente do que se estivesse funcionando quente o tempo todo. A usinagem a seco é mais prevalente em operações de usinagem com cortes interrompidos ou ao cortar aços endurecidos. É especialmente popular em operações de fresamento com altas velocidades e avanços. O corte com altos parâmetros de execução permite que a maior parte do calor seja disperso nos cavacos e não na peça de trabalho. Este também é o caso na usinagem de aços endurecidos.

Ferramentas ideais para usinagem a seco

A ferramenta de corte ideal deve ser mais resistente ao calor e menos geradora de calor. O metal duro é um bom substrato, pois é extremamente duro e forte. As ferramentas revestidas são a melhor opção para usinagem a seco, pois possuem isolamento térmico aprimorado e autolubrificação aprimorada.

O efeito positivo da quantidade mínima de lubrificação (MQL)

• Consumo de líquidos significativamente reduzido
• Fluidos de corte e lubrificantes mais seguros
• Redução dos riscos à saúde dos funcionários
• Ambiente de loja mais limpo
• Manutenção reduzida

Como uma quantidade tão pequena de fluido é usada no MQL, isso o torna uma aplicação perfeita para usar óleos à base de vegetais um pouco mais caros. MQL foi encontrado para ser mais eficaz em operações de serragem e perfuração.

Os benefícios da fabricação ecológica

Dar uma segunda olhada em suas operações de usinagem atuais através de uma lente ambientalista pode economizar tempo, dinheiro e criar um local de trabalho menos perigoso para seus funcionários. Usando as técnicas acima, pode-se aproximar a eficiência da loja e fazer as mudanças apropriadas para o benefício das gerações atuais e futuras.