Los operadores de máquinas suelen utilizar refrigerante de máquinas CNC para mitigar los efectos del sobrecalentamiento de la herramienta de corte o los materiales durante el proceso de mecanizado CNC. Estos refrigerantes actúan como lubricantes y mecanismos de enfriamiento y ayudan en la evacuación de virutas.
Este artículo explica cómo funciona el refrigerante CNC y cómo se suministra. También aprenderá sobre la importancia de los refrigerantes en una máquina CNC, sus tipos y más. ¡Vamos a empezar!
¿Qué es el refrigerante CNC?
El refrigerante o fluido de corte CNC es un fluido industrial comúnmente utilizado en operaciones de corte de metales para mejorar la eficiencia. Los refrigerantes para mecanizado CNC consisten en aditivos químicos especiales formulados a través de concentraciones de compuestos científicos. Sus principales componentes son grasas animales, agua, destilados de petróleo, aceites vegetales y otras materias primas.
Estos refrigerantes mejoran la capacidad de las máquinas CNC para cortar materiales como plásticos de alta densidad, fibra de vidrio y metales, al tiempo que reducen la generación de altas temperaturas.
¿Cómo funcionan los sistemas de refrigeración?
Durante el mecanizado CNC, una mezcla de refrigerante procedente de la máquina CNC fluye sobre el área de trabajo. El refrigerante elimina como una inundación las virutas y partículas del área de trabajo. Luego fluye hacia el sumidero en la parte inferior de la máquina, donde es necesario bombearlo y devolverlo al área de trabajo para su uso continuo.
El refrigerante enfría la pieza durante el mecanizado a altas velocidades y lubrica la herramienta de corte a bajas velocidades. Por tanto, el refrigerante CNC aumenta la vida útil de la herramienta de corte, protegiéndola de la corrosión y evitando la deformación de la pieza. Para garantizar el máximo rendimiento, debe monitorear, mantener y ajustar los sistemas de enfriamiento central e individual de las máquinas CNC.
Sin embargo, un sistema de refrigeración pequeño utiliza un componente menos eficiente para la separación y filtración de aceite, lo que genera cambios constantes y mayores fluctuaciones en los niveles de concentración. Por lo tanto, sería mejor utilizar refrigerantes que sean menos susceptibles a la contaminación por virutas en sistemas pequeños.
Varios suministros de refrigerante en máquinas CNC
Diferentes máquinas CNC utilizan refrigerantes con diferentes propiedades y presiones. Por lo tanto, es fundamental elegir el mecanismo de suministro de refrigerante ideal para su máquina CNC. Si no elige la cantidad correcta, los recursos del taller pueden agotarse rápidamente, mientras que una presión incorrecta puede dañar la pieza o las herramientas de corte CNC. Estos son algunos de los tipos de suministro de refrigerante más comunes en las máquinas CNC:
Mecanismo de enfriamiento de niebla
Este método de suministro de refrigerante utiliza baja presión y es adecuado para operaciones donde el calor y la eliminación de virutas no son una prioridad. El enfriamiento por niebla no ejerce ninguna tensión adicional sobre la herramienta o la pieza de trabajo porque no se aplica alta presión.
Mecanismo de enfriamiento de aire
La tecnología de refrigeración por aire no es ideal por motivos de lubricación, pero ayuda a reducir el calor y eliminar las virutas. El enfriamiento por aire es menos efectivo porque no contiene aceite ni refrigerante a base de agua.
Además, el mecanismo de refrigeración por aire es ideal para el contacto directo con la pieza de trabajo al procesar materiales más delicados. Sin embargo, es adecuado para materiales plásticos que son susceptibles a choques térmicos o expansión rápida, ya que el refrigerante directo a menudo hace que la pieza se contraiga.
Mecanismo de lubricante de calidad mínima (MMS)
La prioridad de todo taller CNC es obtener una ventaja competitiva mejorando la eficiencia del taller, aumentando la producción y reduciendo costos. Por este motivo, los talleres de CNC suelen recurrir a MQL por sus beneficios medioambientales.
Los motores MQL reducen los costes y el desperdicio de material al utilizar la cantidad necesaria de refrigerante. Por lo general, vienen en forma de niebla o aerosol muy fino y proporcionan suficiente refrigerante para realizar una operación específica de manera eficiente.
Mecanismo de alta presión
El suministro de refrigerante de la máquina CNC de alta presión utiliza una presión superior a 1000 psi para eliminar las virutas durante las operaciones de mecanizado. Este método es ideal para aspirar y escurrir virutas, ya que las aleja del material.
La presión utilizada en este método puede dañar una herramienta de microdiámetro, aunque puede enfriar la pieza de forma rápida y eficaz. Por lo tanto, este método es compatible con operaciones de perforación CNC o de cavidades profundas y es fácil de transportar utilizando el refrigerante incorporado o el tanque de refrigerante.
Tipos de refrigerantes para mecanizado CNC
Los refrigerantes de mecanizado se dividen en cuatro categorías principales con sus composiciones correspondientes. Sin embargo, es útil seleccionar un refrigerante en función de su eficiencia y rendimiento generales, teniendo en cuenta el material y el proceso de mecanizado. A continuación se detallan los tipos comunes de refrigerantes para máquinas.
Fluidos sintéticos
Estos refrigerantes son los más limpios ya que no contienen petróleo ni aceite mineral. Los fluidos sintéticos contienen inhibidores de oxidación y lubricantes químicos que se disuelven en agua. Estos fluidos se mezclan con agua para formar un fluido para trabajar metales. Por lo tanto, estos refrigerantes CNC tienen un alto rendimiento de refrigeración, anticorrosión, fácil mantenimiento y lubricidad.
Además, debido a su excelente rendimiento de refrigeración, los fluidos sintéticos se utilizan principalmente en procesos de mecanizado a alta temperatura y alta velocidad, como el rectificado de superficies. Los fluidos sintéticos de alto rendimiento son ideales para realizar diversas operaciones de mecanizado.
Según su composición, las sustancias sintéticas se dividen en sustancias sintéticas o emulsionables simples y complejas. Para trabajos de lijado ligeros se suelen utilizar tejidos sintéticos simples o soluciones reales. Los concentrados sintéticos complejos, por otro lado, contienen fluidos sintéticos adecuados para procesos de mecanizado de intensidad media a intensa. Lo más importante es que los lubricantes sintéticos complejos permiten altas velocidades y avances en las operaciones de mecanizado.
Por
- Los fluidos sintéticos tienen un alto control microbiano y una excelente resistencia al enranciamiento.
- Estos lubricantes ofrecen una excelente resistencia a la corrosión y un alto rendimiento de enfriamiento.
- Ofrecen mayor estabilidad después de mezclar con agua.
- Los plásticos son fáciles de mantener porque están limpios y son adecuados para una variedad de operaciones de mecanizado.
Desventajas
- Los fluidos de las máquinas, como los aceites lubricantes, pueden contaminar fácilmente los fluidos sintéticos. Por lo tanto, debes gestionar y mantener estos líquidos de forma eficaz.
- Los fluidos sintéticos producen una fina niebla o espuma debido a condiciones de agitación moderadas a altas, aunque son menos propensos a problemas asociados con los fluidos a base de aceite.
Fluidos semisintéticos
Los fluidos semisintéticos son un híbrido de sustancias sintéticas (polímeros) y aceites solubles. Estos líquidos contienen aproximadamente entre un 2 y un 30 % de minerales o petróleo en una concentración diluible en agua. El porcentaje restante de un fluido semisintético se compone de agua y emulsionantes. Otros elementos del concentrado incluyen aditivos biocidas, agentes humectantes e inhibidores de corrosión. Comúnmente se les llama emulsiones químicas terminadas porque el agua es su ingrediente principal y se emulsionan con agua durante la preparación del concentrado.
Estos fluidos semisintéticos son generalmente translúcidos. Sin embargo, sus propiedades pueden variar desde ligeramente translúcidas hasta opacas. Además, muchos de estos fluidos semisintéticos tienen buena sensibilidad al calor. Por lo tanto, las moléculas de aceite semisintético rodean la herramienta de corte, proporcionando una mejor lubricación.
Por
- Son excelentes lubricantes para aplicaciones de servicio medio a pesado.
- Los fluidos semisintéticos permiten cortar con avances más rápidos y velocidades más altas debido a sus excelentes propiedades de humectación y enfriamiento.
- Estos líquidos tienen baja viscosidad y por tanto permiten mejores propiedades de sedimentación y limpieza.
Desventajas
- La dureza del agua afecta la estabilidad de los líquidos semisintéticos y provoca la formación de depósitos de cal.
- Estos líquidos forman espuma fácilmente porque sus aditivos de limpieza tienen menos efecto lubricante que los aceites solubles.
aceite puro
Estos aceites se derivan del petróleo, aceite mineral, aceite animal y otros elementos, como compuestos, plantas y grasas. Estos aceites puros a veces contienen otros ingredientes como aditivos de fósforo, azufre y cloro. Los aceites puros suelen ser insolubles en agua y proporcionan la mejor lubricación, protección contra la oxidación, mayor vida útil del depósito y fácil mantenimiento.
Dado que las bacterias sólo prosperan en líquidos con contenido de agua, los aceites puros no se vuelven ácidos. Estos aceites reducen la fuerza creada por la herramienta de corte al cortar el material y proporcionan cortes limpios que garantizan una superficie lisa en la pieza de trabajo.
Por
- El aceite puro proporciona una buena lubricación y reduce la fricción durante las operaciones de mecanizado.
- Garantizan excelentes superficies y minimizan el desgaste de las herramientas.
- Estos aceites suelen ser asequibles y tienen alta compatibilidad con diversos materiales, como bronce, acero y hierro, comúnmente utilizados en maquinaria y equipos.
Desventajas
- Los aceites puros tienen un rendimiento de enfriamiento deficiente.
- Debido a sus altas propiedades de envejecimiento, generalmente requieren de mayor mantenimiento y cambios de aceite.
- Estos aceites no son ideales para determinadas aplicaciones de servicio pesado.
- Cuando los aceites puros no se eliminan adecuadamente, tienen un impacto negativo en el medio ambiente.
Aceites solubles
Los aceites solubles, también llamados emulsiones o aceites solubles en agua, son excelentes refrigerantes para fines de mecanizado general y se utilizan a menudo entre los fluidos de corte solubles en agua. Los aceites solubles en agua suelen formar emulsiones cuando se mezclan con agua. La mezcla resultante consta de aceite mineral base y una emulsión para crear un fluido para trabajar metales. Funciona bien en forma diluida y proporciona una excelente lubricación y rendimiento de transferencia de calor.
Los aceites solubles son económicos y se utilizan a menudo en el procesamiento de metales. Están compuestos por un 60-90 % de petróleo, emulsionantes o aceite mineral y se adhieren a la pieza durante el procesamiento. Son ideales para la lubricación y brindan una excelente resistencia a la oxidación cuando se mezclan con una cantidad específica de inhibidor de oxidación.
Por
- Estos aceites permiten un mejor enfriamiento y lubricación debido a la mezcla de agua y aceite.
- Los aceites solubles son versátiles e ideales para aplicaciones ligeras y medianas, incluida una variedad de aplicaciones ferrosas y no ferrosas.
- Puede complementar operaciones como el corte de roscas y el brochado que se realizan con aceite directo utilizando aceites solubles en agua de alta resistencia.
Desventajas
- Si no se mantiene adecuadamente, el tanque de refrigerante promueve el crecimiento microbiano de bacterias y hongos.
- El aceite en la mezcla provoca problemas de protección contra la oxidación, pérdidas por evaporación y contaminación residual del aceite.
Comprensión de la concentración de refrigerante en máquinas CNC
El uso de una concentración de refrigerante incorrecta en su máquina CNC puede provocar varias complicaciones. Por lo tanto, es importante saber cómo utilizar la proporción correcta de refrigerante para la máquina CNC para obtener los mejores resultados. Existen ciertos riesgos asociados con el uso de una concentración de refrigerante por debajo de los requisitos mínimos de la máquina CNC. Eso incluye:
- Crecimiento microbiano
- Desgaste más rápido de las herramientas de corte.
- Corrosión de piezas y máquinas.
Por otro lado, los riesgos de una concentración excesiva de refrigerante incluyen:
- Espuma
- toxicidad
- Residuos concentrados
- Conducción de calor reducida
- Mala lubricación
- Decoloración de máquinas y piezas mecanizadas.
- Desgaste de herramientas por formación de residuos
Tabla de concentración de refrigerante CNC
A continuación se muestra una tabla de concentración de refrigerante que muestra las variaciones de las concentraciones de refrigerante del CNC:
| material | Moler | Doblar | Palo | Tocar |
| cobre | aceite soluble | aceite soluble | aceite soluble | aceite soluble |
| aluminio | Aceite mineral o aceite soluble (96% agua) | Aceite mineral con aceite soluble (o) 10% de grasa | Aceite soluble (con 70-90% de agua) | Aceite mineral mezclado con 25% de aceite base. |
| Bronce | aceite soluble | aceite soluble | aceite soluble | Aceite mineral con 30% manteca de cerdo |
| Acero con bajo contenido de carbono y acero para herramientas. | aceite soluble | 75% minerales y 25% aceite de manteca | aceite soluble | Aceite mineral con 25-40% de aceite de manteca |
| hierro maleable | aceite soluble | aceite soluble | aceite soluble | aceite soluble |
| Aceros aleados | 90% aceite mineral con 10% aceite de manteca | 75% de aceite mineral con 25% de aceite base de azufre | aceite soluble | 70% aceite mineral con 30% aceite de manteca |
| Latón | Aceite soluble (con 96% de contenido de agua) | Aceite mineral con 10% de grasa | aceite soluble | Aceite mineral con 10% – 20% de aceite de manteca |
| hierro fundido | Seco | Seco | Seco | 25% de aceite de manteca de cerdo con 80% de aceite mineral o seco |
Fluidos de corte a base de agua versus refrigerantes CNC de alta presión
Los fluidos de corte a base de agua y los refrigerantes de alta presión para máquinas CNC son comunes en los procesos de mecanizado de metales. Estos fluidos lubrican eficientemente herramientas y materiales de corte.
Los fluidos a base de agua tienen excelentes propiedades de lubricidad y disipación de calor. Por lo general, son alternativas económicas y respetuosas con el medio ambiente a los refrigerantes de máquinas de alta presión. Sin embargo, los refrigerantes a base de agua son susceptibles al crecimiento bacteriano y pueden promover la corrosión en ciertos metales.
Mientras tanto, sería útil invertir en un sistema que pueda aumentar las velocidades y los avances, mejorar la vida útil de la herramienta y evitar problemas de control de viruta si su máquina utiliza refrigerantes CNC de alta presión. Como resultado, un refrigerante CNC de alta presión aumenta significativamente la productividad. Puede experimentar presiones superiores a 1000 psi, esenciales para operaciones de roscado y perforación profunda.
Sin embargo, los refrigerantes CNC de alta presión son costosos y requieren mucho mantenimiento para garantizar una funcionalidad óptima. Además, estos sistemas requieren conocimientos especializados para garantizar un funcionamiento seguro y eficiente.
Concluyendo
Los refrigerantes para máquinas CNC ayudan a lograr una eficiencia óptima en un taller de CNC. Estos refrigerantes ayudan a reducir la generación de calor, lubrican la herramienta de corte y previenen la decoloración y defectos durante los procesos de mecanizado como el fresado, torneado o taladrado CNC.
Preguntas frecuentes
¿Cuándo es el momento adecuado para cambiar el refrigerante en una máquina CNC?
Por lo general, varios factores influyen en el intervalo en el que es necesario cambiar el refrigerante del motor. Se debe tener en cuenta el material que se procesa, el tipo de refrigerante y las condiciones de funcionamiento de la máquina CNC. Sin embargo, la mayoría de los fabricantes de máquinas CNC recomiendan como regla general cada 6 a 12 meses.
¿Cómo matar las bacterias en el refrigerante de mecanizado CNC?
Puede prevenir o detener el crecimiento bacteriano en el refrigerante de la máquina CNC inyectando ozono directamente en el refrigerante. Mata virus, bacterias o moho y elimina los olores en el depósito de refrigerante.
¿Qué causa que se forme espuma en un refrigerante CNC?
La falta de minerales en el agua es una de las principales causas de la formación de espuma en los refrescos. Sin embargo, es aconsejable comprobar la dureza del agua mediante varillas reactivas.
