Escolhendo o refrigerante CNC certo:tipos, usos e práticas recomendadas

Os maquinistas costumam utilizar refrigerante de máquina CNC para mitigar os efeitos de superaquecimento na ferramenta de corte ou nos materiais durante o processo de usinagem CNC. Esses refrigerantes são eficazes como lubrificantes e mecanismos de resfriamento e auxiliam na remoção de cavacos.

Este artigo discute como funciona a refrigeração CNC e sua técnica de entrega. Você também aprenderá sobre a importância dos refrigerantes em uma máquina CNC, tipos e muito mais. Vamos lá!

O que é refrigerante CNC?

O refrigerante CNC ou fluido de corte é um fluido industrial comumente usado em operações de corte de metal para melhorar a eficiência. O refrigerante para usinagem CNC contém aditivos químicos especiais formulados por meio de concentração de compostos científicos. Seus elementos primários incluem gordura animal, água, destilado de petróleo, óleo vegetal e outras matérias-primas.

Esses refrigerantes melhoram a capacidade das máquinas CNC de cortar materiais como plásticos de alta densidade, fibra de vidro e metais, ao mesmo tempo que reduzem o acúmulo de alta temperatura.

Como funcionam os sistemas de refrigeração?

Uma mistura de refrigerante de máquina CNC flui sobre a área de trabalho durante as operações de usinagem CNC. O refrigerante lava cavacos e partículas da área de trabalho como uma inundação. Em seguida, ele flui para o reservatório na parte inferior da máquina, onde deve ser bombeado e recirculado para a área de trabalho para uso contínuo.

O refrigerante resfria a peça durante a usinagem em altas velocidades e lubrifica a ferramenta de corte em baixas velocidades. Portanto, o refrigerante CNC aumenta a vida útil da ferramenta de corte, protegendo-a contra corrosão e protegendo a peça contra deformação. Para garantir o desempenho máximo, você deve monitorar, manter e ajustar os sistemas de refrigeração de máquinas CNC centrais e individuais.

No entanto, um sistema de refrigeração pequeno utiliza um componente menos eficaz para a separação e filtragem do óleo, resultando em mudanças consistentes e maior variação nos níveis de concentração. Portanto, seria melhor usar refrigerantes menos suscetíveis à contaminação por cavacos em sistemas pequenos.

Vários fornecimentos de refrigerante em máquinas CNC

Diferentes máquinas CNC utilizam refrigerantes com propriedades e pressões variadas. Portanto, é essencial escolher o mecanismo de fornecimento de refrigerante ideal para sua máquina CNC. A não escolha da quantidade adequada pode causar o rápido esgotamento dos recursos da oficina, enquanto a pressão errada pode danificar a peça ou as ferramentas de corte CNC. Aqui estão alguns dos tipos comuns de fornecimento de refrigerante em máquinas CNC:

Mecanismo de resfriamento por névoa

Este método de fornecimento de refrigerante utiliza uma pressão baixa adequada para operações onde o calor e a remoção de cavacos não são uma preocupação principal. Como tal, o resfriamento por névoa não sujeita a ferramenta e a peça a tensões adicionais, uma vez que não é aplicada alta pressão.

Mecanismo de resfriamento de ar

A técnica de resfriamento a ar não é ideal para fins de lubrificação, mas ajuda a reduzir o calor e a extrair cavacos. O fornecimento de resfriamento a ar é menos eficaz porque não contém óleo ou refrigerante à base de água.

Além disso, o mecanismo de resfriamento a ar é ideal para contato direto com a peça de trabalho ao lidar com materiais mais sensíveis. No entanto, é adequado para materiais plásticos suscetíveis a choques térmicos ou expansão rápida porque a refrigeração direta muitas vezes leva à contração da peça.

Mecanismo de Lubrificante de Qualidade Mínima (MQL)

A prioridade de cada oficina CNC é alcançar uma vantagem competitiva, melhorando a eficiência da oficina, aumentando a produção e reduzindo custos. Como resultado, as oficinas CNC recorrem frequentemente ao MQL devido aos seus benefícios ambientais.

O mecanismo MQL reduz custos e desperdício de material usando a quantidade necessária de refrigerante. Eles geralmente estão em forma de névoa muito fina ou aerossol, fornecendo refrigerante adequado para executar uma operação definida com eficiência.

Mecanismo de Alta Pressão

O fornecimento de refrigeração de máquina CNC de alta pressão usa pressão superior a 1.000 psi para remover o cavaco durante as operações de usinagem. Este método é ideal para extrair e drenar cavacos, pois os afasta do material.

A pressão usada neste método pode danificar uma ferramenta de microdiâmetro, embora possa resfriar a peça de forma rápida e eficaz. Portanto, este método é compatível com furação CNC ou operações de cavidade profunda e é facilmente transportado usando o refrigerante ou o tanque de refrigerante embutido.

Os refrigerantes de usinagem estão em quatro categorias principais com suas respectivas formulações. No entanto, seria útil escolher um refrigerante com base na sua eficiência e desempenho abrangente, considerando o material e o processo de usinagem envolvido. Abaixo estão os tipos comuns de refrigerante de máquina.

Fluidos Sintéticos

Esses refrigerantes são os mais limpos porque não contêm petróleo ou óleo mineral. Os fluidos sintéticos compreendem inibidores de ferrugem e lubrificantes químicos que se decompõem na água. Esses fluidos são misturados com água para produzir um fluido de usinagem. Portanto, esses refrigerantes CNC possuem alta capacidade de refrigeração, prevenção de corrosão, fácil manutenção e lubricidade.

Além disso, os fluidos sintéticos são empregados principalmente em processos de usinagem de alta temperatura e alta velocidade, como retificação de superfícies, devido à sua excelente capacidade de resfriamento. Os fluidos sintéticos para serviços pesados ​​são ideais para lidar com diversas operações de usinagem.

Os sintéticos são categorizados como sintéticos simples e complexos ou emulsionáveis, dependendo de sua composição. Sintéticos simples ou soluções verdadeiras são comumente usados ​​para desbaste leve. Por outro lado, os concentrados sintéticos complexos contêm fluidos sintéticos adequados para procedimentos de usinagem moderados a pesados. Mais importante ainda, os lubrificantes sintéticos complexos permitem altas velocidades e avanços nas operações de usinagem.

Prós

• Os fluidos sintéticos apresentam alto controle microbiano e excelente resistência ao ranço.
• Esses lubrificantes oferecem excelente resistência à corrosão e alta capacidade de resfriamento.
• Eles oferecem maior estabilidade após serem misturados com água.
• Os sintéticos permitem fácil manutenção porque são limpos e adequados para diversas operações de usinagem.

Contras

• Fluidos de máquinas, como óleos lubrificantes, podem contaminar facilmente os fluidos sintéticos. Portanto, você deve gerenciar e manter esses fluidos de forma eficaz.
• Os sintéticos geram névoas finas ou espuma devido a condições de agitação moderada a alta, embora sejam menos vulneráveis a problemas relacionados a fluidos à base de óleo.

Fluidos Semissintéticos

Os semissintéticos são um híbrido de óleos sintéticos (polímeros) e solúveis. Esses fluidos contêm cerca de 2 a 30% de óleo mineral ou de petróleo em uma concentração dilatável em água. A porcentagem restante de um fluido semissintético consiste em água e emulsificantes. Outros elementos do concentrado incluem aditivos biocidas, agentes umectantes e inibidores de corrosão. Elas são comumente chamadas de emulsões químicas realizadas porque a água é seu ingrediente principal e emulsiona com água durante a produção do concentrado.

Esses fluidos semissintéticos são geralmente translúcidos. No entanto, as suas propriedades podem variar de ligeiramente translúcidas a opacas. Além disso, muitos desses semissintéticos têm boa sensibilidade ao calor. Conseqüentemente, moléculas de óleo semissintético circundam a ferramenta de corte, garantindo melhor lubrificação.

Prós

• São excelentes lubrificantes para aplicações moderadas a pesadas.
• Os fluidos semissintéticos permitem o corte com taxas de avanço mais rápidas e velocidades mais altas devido às suas notáveis propriedades de umedecimento e resfriamento.
• Esses fluidos possuem baixa viscosidade, permitindo melhores propriedades de sedimentação e limpeza.

Contras

• A dureza da água prejudica a estabilidade dos fluidos semissintéticos, causando depósitos de espuma de água dura.
• Esses fluidos espumam facilmente porque seus aditivos de limpeza fornecem menos lubrificação do que os óleos solúveis.

Óleo Direto

Esses óleos são obtidos a partir de petróleo, óleo mineral, animal e outros elementos como compostos, vegetais e gorduras. Esses óleos puros às vezes contêm outros ingredientes, como aditivos de fósforo, enxofre e cloro. Os óleos puros são geralmente insolúveis em água e fornecem a melhor lubrificação, prevenção de ferrugem, melhor vida útil do reservatório e fácil manutenção.

Como as bactérias só prosperam em fluidos com teor de água, os óleos puros não azedam. Esses óleos diminuem a força produzida quando a ferramenta de corte corta o material, fazendo cortes limpos para garantir um acabamento superficial liso na peça de trabalho.

Prós

• O óleo reto oferece boa lubrificação e reduz o atrito nas operações de usinagem.
• Eles garantem excelentes acabamentos e minimizam o desgaste da ferramenta.
• Esses óleos costumam ser acessíveis e têm alta compatibilidade com diversos materiais como bronze, aço e ferro, comumente usados em máquinas e equipamentos.

Contras

• Os óleos puros têm baixo desempenho de refrigeração.
• Eles geralmente exigem maior manutenção e trocas de óleo devido às suas propriedades de alta degradação.
• Esses óleos não são ideais para aplicações específicas de alto desempenho.
• Os óleos puros apresentam impacto ambiental adverso se não forem descartados adequadamente.

Óleos Solúveis

Os óleos solúveis, também conhecidos como emulsões ou óleos solúveis em água, são excelentes opções de refrigerantes para fins de usinagem em geral e são comumente usados entre fluidos de corte solúveis em água. Os óleos solúveis em água geralmente criam emulsões quando misturados com água. O resultado da mistura compreende o óleo mineral base e a emulsão para criar o fluido metalúrgico. Apresenta bom desempenho na forma diluída e oferece excelente lubrificação e desempenho de transferência de calor.

Os óleos solúveis são baratos e comumente usados na indústria metalúrgica. Eles compreendem 60-90% de petróleo, emulsificantes ou óleo mineral e aderem à peça durante a usinagem. É ideal para lubrificação e oferece excelente resistência à ferrugem quando misturado com uma quantidade específica de inibidor de ferrugem.

Prós

• Esses óleos facilitam um melhor resfriamento e lubrificação devido à mistura de água e óleo.
• Os óleos solúveis são multifuncionais e ideais para operações leves e médias, incluindo diversas aplicações ferrosas e não ferrosas.
• Você pode acompanhar operações como rosqueamento e brochamento manuseados com óleos retos usando óleos solúveis de alta resistência.

Contras

• O tanque de refrigerante estimula o crescimento microbiano de bactérias e fungos quando mantido de maneira inadequada.
• O óleo na mistura resulta em problemas de controle de ferrugem, perdas por evaporação e contaminação por óleo residual.

Compreendendo a concentração do líquido refrigerante em máquinas CNC

Aplicar a concentração errada de refrigerante em sua máquina CNC pode levar a diversas complicações. Portanto, é essencial entender como usar a proporção adequada de refrigeração da máquina CNC para obter os melhores resultados. Certos riscos estão associados à aplicação de concentração de refrigerante inferior aos requisitos mínimos da máquina CNC. Estes incluem:

• Crescimento microbiano
• Desgaste mais rápido das ferramentas de corte
• Corrosões de peças e máquinas

Por outro lado, os riscos causados pela concentração excessiva de líquido refrigerante incluem:

• Espuma
• Toxicidade
• Desperdício concentrado
• Condução de calor reduzida
• Lubrificação deficiente
• Descoloração de máquinas e peças usinadas
• Degradação de ferramentas devido ao acúmulo de resíduos

Gráfico de concentração de refrigerante CNC

Abaixo está um gráfico de concentração de refrigerante contendo variações nos níveis de concentração de refrigerante CNC:
MaterialFresamentoTorneamentoFurificaçãoRosqueamentoCobreÓleo solúvelÓleo solúvelÓleo solúvelAlumínioÓleo mineral ou óleo solúvel (com 96% de água)Óleo mineral com óleo solúvel (ou) 10% de gorduraÓleo solúvel (com 70-90% de água)Óleo mineral misturado com óleo à base de 25%BronzeÓleo solúvelÓleo solúvelÓleo solúvel com 30% banhaBaixo carbono e aço para ferramentasÓleo solúvel75% mineral com 25% de óleo de banhaÓleo solúvel com 25%-40% de óleo de banhaFerro maleávelÓleo solúvelÓleo solúvelÓleo solúvelAços de liga90% óleo mineral com 10% óleo de banha75% óleo mineral com 25% de óleo base de enxofreÓleo solúvel70% óleo mineral com 30% de óleo de banhaLatãoSolúvel óleo (com 96% de teor de água)Óleo mineral com 10% de gorduraÓleo solúvelÓleo mineral com 10% - 20% de óleo de banhaFerro fundidoSecoSecoSeco25% de óleo de banha com 80% de óleo mineral ou seco

Fluidos de corte à base de água versus refrigerantes CNC de alta pressão

Fluidos de corte à base de água e refrigerantes de máquinas CNC de alta pressão são comuns em processos de usinagem de metais. Esses fluidos são eficientes na lubrificação de ferramentas e materiais de corte.

Os fluidos à base de água têm excelentes propriedades de dissipação de calor e lubricidade. Geralmente são alternativas ecológicas e econômicas aos refrigerantes de máquinas de alta pressão. No entanto, os refrigerantes à base de água são vulneráveis ​​ao crescimento bacteriano e podem estimular a corrosão em certos metais.

Enquanto isso, ajudaria investir em um sistema que possa aumentar as velocidades e os avanços, melhorar a vida útil da ferramenta e evitar problemas com o controle de cavacos se sua máquina funcionar com refrigerantes CNC de alta pressão. Como resultado, a refrigeração CNC de alta pressão aumenta significativamente a produtividade. Você pode experimentar pressões acima de 1.000 psi, vitais para operações de rosqueamento e perfuração de furos profundos.

No entanto, os refrigerantes CNC de alta pressão são caros e exigem muita manutenção para garantir a funcionalidade ideal. Além disso, esses sistemas exigem habilidades para garantir uma operação segura e eficiente.

Conclusão

Os refrigerantes para máquinas CNC ajudam a alcançar a eficiência ideal em uma oficina CNC. Esses refrigerantes ajudam a reduzir o acúmulo de calor, lubrificar a ferramenta de corte e evitar descoloração e falhas em processos de usinagem, como fresamento CNC, torneamento ou furação.

Não hesite em nos contatar da WayKen sempre que precisar da ajuda de profissionais para determinar o tipo e pressão de lubrificante ideal para suas máquinas CNC. Somos uma loja CNC completa para todas as suas necessidades de fabricação, oferecemos serviços de usinagem CNC confiáveis ​​e profissionais.

Perguntas frequentes

Quando é o momento certo para trocar o refrigerante de uma máquina CNC?

Vários fatores geralmente influenciam o intervalo necessário para trocar o líquido refrigerante da máquina. Você deve considerar o material usinado, o tipo de refrigerante e as condições operacionais da máquina CNC. No entanto, a maioria dos fabricantes de máquinas CNC recomenda a cada 6 a 12 meses como regra geral.

Como posso matar bactérias no refrigerante de usinagem CNC?

Você pode prevenir ou interromper o crescimento bacteriano no refrigerante de máquinas CNC injetando ozônio diretamente no refrigerante. Ele mata vírus, culturas, bactérias ou fungos e elimina odores do reservatório do líquido refrigerante.

O que causa a formação de espuma em um refrigerante CNC?

A falta de minerais no abastecimento de água é a principal causa da formação de espuma nos refrigerantes. No entanto, é aconselhável verificar a dureza da água usando bastões de teste de dureza.