Tipos de refrigerantes CNC: como escolher um para usinagem?

Líquido refrigerante para máquinas CNC

Os operadores de máquinas costumam usar refrigerante de máquina CNC para mitigar os efeitos do superaquecimento da ferramenta de corte ou dos materiais durante o processo de usinagem CNC. Esses refrigerantes atuam como lubrificantes e mecanismos de resfriamento e auxiliam no escoamento de cavacos.

Este artigo explica como funciona o refrigerante CNC e como ele é fornecido. Você também aprenderá sobre a importância dos refrigerantes em uma máquina CNC, tipos e muito mais. Vamos começar!

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. Os refrigerantes para usinagem CNC consistem em aditivos químicos especiais formulados por meio de concentrações de compostos científicos. Seus principais componentes são gorduras animais, água, destilados 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 a geração de altas temperaturas.

Líquido refrigerante para máquinas CNC

Como funcionam os sistemas de refrigeração?

Durante a usinagem CNC, uma mistura de refrigerante da máquina CNC flui sobre a área de trabalho. O refrigerante elimina cavacos e partículas da área de trabalho como uma inundação. Em seguida, ele flui para o cárter na parte inferior da máquina, onde é necessário bombeá-lo e devolvê-lo à 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 da corrosão e evitando a deformação da peça. Para garantir o desempenho máximo, você deve monitorar, manter e ajustar os sistemas de refrigeração centrais e individuais das máquinas CNC.

No entanto, um sistema de refrigeração pequeno utiliza um componente menos eficiente para separação e filtragem de óleo, resultando em mudanças constantes e maiores flutuações nos níveis de concentração. Portanto, seria melhor usar refrigerantes que sejam menos suscetíveis à contaminação de cavacos em sistemas pequenos.

Vários suprimentos de refrigeração em máquinas CNC

Diferentes máquinas CNC usam refrigerantes com diferentes propriedades e pressões. Portanto, escolher o mecanismo de fornecimento de refrigerante ideal para sua máquina CNC é crucial. Se você não escolher a quantidade certa, os recursos da oficina podem se esgotar rapidamente, 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 de névoa

Este método de fornecimento de refrigerante utiliza baixa pressão e é adequado para operações onde o calor e a remoção de cavacos não são uma prioridade. O resfriamento por névoa não coloca qualquer estresse adicional na ferramenta ou peça de trabalho porque não é aplicada alta pressão.

Mecanismo de resfriamento de ar

A tecnologia de resfriamento a ar não é ideal por motivos de lubrificação, mas ajuda a reduzir o calor e a remover cavacos. O 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 no processamento de materiais mais delicados. No entanto, é adequado para materiais plásticos que são suscetíveis a choques térmicos ou expansão rápida, pois o refrigerante direto muitas vezes faz com que a peça se contraia.

Mecanismo de Lubrificante de Qualidade Mínima (MMS)

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

Os mecanismos MQL reduzem custos e desperdício de material usando a quantidade necessária de refrigerante. Eles geralmente vêm na forma de uma névoa ou aerossol muito fino e fornecem refrigerante suficiente para realizar uma operação específica 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 cavacos durante as operações de usinagem. Este método é ideal para aspirar 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 em cavidades profundas e é fácil de transportar usando o refrigerante ou o tanque de refrigerante embutido.

Tipos de refrigerantes para usinagem CNC

Os refrigerantes de usinagem são divididos em quatro categorias principais com composições correspondentes. Entretanto, é útil selecionar um refrigerante com base em sua eficiência e desempenho geral, levando em consideração o material e o processo de usinagem. Abaixo estão os tipos comuns de refrigerantes de máquinas.

Refrigeração de usinagem

Fluidos sintéticos

Esses refrigerantes são os mais limpos, pois não contêm petróleo ou óleo mineral. Os fluidos sintéticos contêm inibidores de ferrugem e lubrificantes químicos que se dissolvem em água. Esses fluidos são misturados com água para formar um fluido para usinagem de metais. Portanto, esses refrigerantes CNC possuem alto desempenho de refrigeração, anticorrosão, fácil manutenção e lubricidade.

Além disso, devido ao seu excelente desempenho de resfriamento, os fluidos sintéticos são usados ​​principalmente em processos de usinagem de alta temperatura e alta velocidade, como retificação de superfícies. Os fluidos sintéticos de alto desempenho são ideais para realizar diversas operações de usinagem.

Dependendo da sua composição, as substâncias sintéticas são divididas em substâncias sintéticas simples e complexas ou emulsionáveis. Tecidos sintéticos simples ou soluções reais são frequentemente usados ​​para trabalhos leves de lixamento. Os concentrados sintéticos complexos, por outro lado, contêm fluidos sintéticos adequados para processos de usinagem de serviços médios a pesados. Mais importante ainda, os lubrificantes sintéticos complexos permitem altas velocidades e avanços nas operações de usinagem.

Por

  • Os fluidos sintéticos apresentam alto controle microbiano e excelente resistência ao ranço.
  • Esses lubrificantes oferecem excelente resistência à corrosão e alto desempenho de refrigeração.
  • Oferecem maior estabilidade após mistura com água.
  • Os plásticos são fáceis de manter porque são limpos e adequados para diversas operações de usinagem.

Desvantagens

  • Fluidos de máquinas, como óleos lubrificantes, podem contaminar facilmente fluidos sintéticos. Portanto, você deve gerenciar e manter esses fluidos de forma eficaz.
  • Os fluidos sintéticos produzem névoa fina ou espuma devido às condições de agitação moderada a alta, embora sejam menos propensos a problemas associados aos fluidos à base de óleo.

fluidos semissintéticos

Fluidos semissintéticos

Os fluidos semissintéticos são um híbrido de substâncias sintéticas (polímeros) e óleos solúveis. Esses líquidos contêm cerca de 2 a 30% de minerais ou petróleo em uma concentração diluível 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. São comumente chamadas de emulsões químicas acabadas porque a água é seu ingrediente principal e emulsiona com água durante a preparação do concentrado.

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

Por

  • São excelentes lubrificantes para aplicações de serviço médio a pesado.
  • Os fluidos semissintéticos permitem cortes com avanços mais rápidos e velocidades mais altas devido às suas excelentes propriedades de umedecimento e resfriamento.
  • Esses líquidos têm baixa viscosidade e, portanto, permitem melhores propriedades de sedimentação e limpeza.

Desvantagens

  • A dureza da água afeta a estabilidade dos líquidos semissintéticos e leva à formação de depósitos de calcário.
  • Esses líquidos espumam facilmente porque seus aditivos de limpeza têm menos efeito lubrificante do que os óleos solúveis.

Óleo puro

Esses óleos são derivados de petróleo, óleo mineral, animal e outros elementos, como compostos, plantas e gorduras. Esses óleos puros às vezes contêm outros ingredientes, como aditivos de fósforo, enxofre e cloro. Os óleos puros são normalmente insolúveis em água e fornecem a melhor lubrificação, proteção contra ferrugem, maior vida útil do reservatório e fácil manutenção.

Como as bactérias só prosperam em líquidos com teor de água, os óleos puros não se tornam ácidos. Esses óleos reduzem a força criada pela ferramenta de corte ao cortar o material e proporcionam cortes limpos que garantem uma superfície lisa na peça de trabalho.

Por

  • O óleo puro proporciona boa lubrificação e reduz o atrito durante as operações de usinagem.
  • Eles garantem superfícies excelentes e minimizam o desgaste da ferramenta.
  • Esses óleos costumam ser acessíveis e possuem alta compatibilidade com diversos materiais, como bronze, aço e ferro, comumente usados ​​em máquinas e equipamentos.

Desvantagens

  • Os óleos puros têm baixo desempenho de refrigeração.
  • Devido às suas propriedades de alto envelhecimento, geralmente requerem mais manutenção e trocas de óleo.
  • Esses óleos não são ideais para determinadas aplicações pesadas.
  • Quando os óleos puros não são descartados de maneira adequada, eles têm um impacto negativo no meio ambiente.

Óleos solúveis

Os óleos solúveis, também chamados de emulsões ou óleos solúveis em água, são excelentes refrigerantes para fins de usinagem em geral e são frequentemente usados ​​entre fluidos de corte solúveis em água. Os óleos solúveis em água frequentemente formam emulsões quando misturados com água. O resultado da mistura consiste no óleo mineral base e na emulsão para criar um fluido metalúrgico. Funciona bem na forma diluída e proporciona excelente lubrificação e desempenho de transferência de calor.

Os óleos solúveis são baratos e frequentemente usados ​​no processamento de metais. Eles consistem em 60-90% de petróleo, emulsificantes ou óleo mineral e aderem à peça durante o processamento. Eles são ideais para lubrificação e proporcionam excelente resistência à ferrugem quando misturados com uma quantidade específica de inibidor de ferrugem.

Por

  • Esses óleos permitem melhor resfriamento e lubrificação devido à mistura água-óleo.
  • Os óleos solúveis são versáteis e ideais para aplicações leves e médias, incluindo diversas aplicações ferrosas e não ferrosas.
  • Você pode complementar operações como corte de rosca e brochamento que são realizadas com óleo direto usando óleos solúveis em água para serviços pesados.

Desvantagens

  • Se não for mantido adequadamente, o tanque de refrigerante promove o crescimento microbiano de bactérias e fungos.
  • O óleo na mistura leva a problemas de proteção contra ferrugem, perdas por evaporação e contaminação por óleo residual.

Compreendendo a concentração do refrigerante em máquinas CNC

Usar a concentração errada de refrigerante em sua máquina CNC pode levar a diversas complicações. Portanto, é importante saber utilizar a proporção correta de refrigerante para a máquina CNC obter os melhores resultados. Existem certos riscos associados ao uso de uma concentração de refrigerante abaixo dos requisitos mínimos da máquina CNC. Isso inclui:

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

Por outro lado, os riscos da concentração excessiva do líquido refrigerante incluem:

  • Espuma
  • toxicidade
  • Resíduos concentrados
  • Condução de calor reduzida
  • Má lubrificação
  • Descoloração de máquinas e peças usinadas
  • Desgaste das ferramentas devido à formação de resíduos

Fornecimento de refrigerante

Tabela de concentração de refrigerante CNC

Abaixo está uma tabela de concentração de refrigerante mostrando as variações das concentrações de refrigerante CNC:

material Moer Vez Furar Tocar
cobre Óleo solúvel Óleo solúvel Óleo solúvel Óleo solúvel
alumínio Óleo mineral ou óleo solúvel (com 96% de água) Óleo mineral com óleo solúvel (ou) 10% de gordura Óleo solúvel (com 70-90% de água) Óleo mineral misturado com 25% de óleo base
Bronze Óleo solúvel Óleo solúvel Óleo solúvel Óleo mineral com 30% de banha
Aço baixo carbono e aço ferramenta Óleo solúvel 75% de minerais e 25% de óleo de banha Óleo solúvel Óleo mineral com 25-40% de óleo de banha
Ferro maleável Óleo solúvel Óleo solúvel Óleo solúvel Óleo solúvel
Aços ligados 90% de óleo mineral com 10% de óleo de banha 75% de óleo mineral com 25% de óleo base de enxofre Óleo solúvel 70% de óleo mineral com 30% de óleo de banha
Latão Óleo solúvel (com 96% de teor de água) Óleo mineral com 10% de gordura Óleo solúvel Óleo mineral com 10% – 20% de óleo de banha
ferro fundido Seco Seco Seco 25% 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 alta pressão para máquinas CNC são comuns em processos de usinagem de metais. Esses fluidos lubrificam com eficiência ferramentas e materiais de corte.

Os fluidos à base de água têm excelentes propriedades de dissipação de calor e lubricidade. Geralmente são alternativas ecologicamente corretas e econômicas aos refrigerantes de máquinas de alta pressão. No entanto, os refrigerantes à base de água são suscetíveis ao crescimento bacteriano e podem promover corrosão em certos metais.

Enquanto isso, seria útil investir em um sistema que possa aumentar as velocidades e os avanços, melhorar a vida útil da ferramenta e evitar problemas de controle de cavacos se sua máquina usar refrigerantes CNC de alta pressão. Como resultado, um refrigerante CNC de alta pressão aumenta significativamente a produtividade. Você pode experimentar pressões superiores a 1.000 psi, essenciais para operações de rosqueamento e perfuração profunda.

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

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Concluindo

Os refrigerantes para máquinas CNC ajudam a alcançar a eficiência ideal em uma oficina CNC. Esses refrigerantes ajudam a reduzir a geração de calor, lubrificam a ferramenta de corte e evitam descoloração e defeitos durante processos de usinagem, como fresamento CNC, torneamento ou furação.

Perguntas frequentes

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

Vários fatores geralmente influenciam o intervalo em que você precisa trocar o líquido de arrefecimento do motor. Deve-se levar em consideração o material que está sendo processado, o tipo de refrigerante e as condições de operação da máquina CNC. No entanto, a maioria dos fabricantes de máquinas CNC recomenda a cada 6 a 12 meses como regra prática.

Como matar bactérias no refrigerante de usinagem CNC?

Você pode prevenir ou interromper o crescimento bacteriano no refrigerante da máquina CNC injetando ozônio diretamente no refrigerante. Ele mata vírus, bactérias ou mofo e elimina odores no reservatório do líquido refrigerante.

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

A falta de minerais na água é uma das principais causas da formação de espuma nos refrigerantes. No entanto, é aconselhável verificar a dureza da água utilizando varetas de teste de dureza.

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