A CNC Gépekhez Használt Folyadékok és Szerepük

Bevezetés

A CNC gépek a modern ipari gyártás meghatározó elemei. Ezek a gépek rendkívüli pontosságot és hatékonyságot biztosítanak, ami elengedhetetlen a versenyképes termeléshez. A CNC gépek működésének egyik kulcsfontosságú eleme a folyadékok megfelelő használata, amelyek hűtést, kenést és tisztítást biztosítanak a megmunkálás során. Ezek a folyadékok nemcsak a termelési folyamatokat optimalizálják, hanem hozzájárulnak a gépek élettartamának meghosszabbításához és a megmunkált darabok minőségének javításához.

A CNC Gépekhez Használt Folyadékok Típusai

Hűtőfolyadékok

A CNC gépek működése közben a szerszámok és a munkadarabok között jelentős hő keletkezik a súrlódás miatt. Ennek a hőnek az elvezetésére különböző típusú hűtőfolyadékokat alkalmaznak, amelyek segítenek megakadályozni a túlmelegedést és biztosítják a gép hatékony működését. A hűtőfolyadékoknak három fő típusa létezik:

Víz alapú hűtőfolyadékok: Ezek a hűtőfolyadékok a legelterjedtebbek, mivel jó hővezető képességgel rendelkeznek. A víz természetes tulajdonsága, hogy gyorsan elvezeti a hőt, ami ideálissá teszi a nagysebességű megmunkálási folyamatokhoz. Azonban ezek a folyadékok önmagukban nem biztosítanak megfelelő kenést, ezért gyakran emulzió formájában, olajjal kombinálva használják.
Olaj alapú hűtőfolyadékok: Ezek a hűtőfolyadékok kiváló kenési tulajdonságokkal rendelkeznek, így nemcsak hűtenek, hanem csökkentik a súrlódást is. Olaj alapú hűtőfolyadékokat gyakran alkalmaznak precíziós megmunkálási folyamatoknál, ahol a pontos és finom vágás elengedhetetlen. Az olaj alapú folyadékok különösen hasznosak nehéz anyagok megmunkálásánál, mivel nagymértékben csökkentik a szerszámok kopását.
Szintetikus hűtőfolyadékok: Ezek a hűtőfolyadékok mesterségesen előállított vegyületekből készülnek, amelyek optimális hűtést és kenést biztosítanak. A szintetikus hűtőfolyadékok tartósabbak és hatékonyabbak lehetnek, mint a természetes alapú társaik, és csökkentik a szerszámok kopását. Ezenkívül környezetbarátabb megoldásokat is kínálnak, mivel kevésbé szennyezőek és alacsonyabb biológiai lebomlási kockázattal bírnak.

Kenőanyagok

A CNC gépeknél használt kenőanyagok csökkentik a szerszám és a munkadarab közötti súrlódást, ezzel hozzájárulnak a szerszám élettartamának növeléséhez és a megmunkálási folyamat hatékonyságának fenntartásához. A megfelelő kenőanyag kiválasztása kritikus a gép működése szempontjából.

Vágóolajok: Ezek az olajok közvetlenül a szerszám és a munkadarab közötti súrlódást hivatottak csökkenteni. A vágóolajok elősegítik a sima vágást, és minimalizálják a szerszám kopását, különösen nagy sebességű és kemény anyagok megmunkálása során. A vágóolajok széles választéka áll rendelkezésre különböző feladatokhoz, beleértve a mélyfúrást, esztergálást, marást és fúrást.
Kenőzsírok: Ezek sűrűbb állagú kenőanyagok, amelyeket a szerszámok és gépelemek védelmére használnak. A kenőzsírok jobban megmaradnak a gép felületein, és kiváló védelmet nyújtanak a szerszámok kopása ellen. Főként lassabb sebességű megmunkálási folyamatokban használatosak, vagy olyan esetekben, ahol hosszabb ideig szükséges a kenés fenntartása.

Emulziók és Keverékek

Az emulziók és keverékek hűtési és kenési tulajdonságokat is biztosítanak, így különösen előnyösek azokban az esetekben, ahol mindkettőre szükség van. Ezek a folyadékok olaj és víz keverékéből állnak, valamint különféle adalékanyagokat tartalmazhatnak, amelyek növelik a hatékonyságot és meghosszabbítják a gépek élettartamát.

Olaj-víz emulziók: Ezek az emulziók kiváló hűtést és kenést biztosítanak. Az olaj-víz keverékek lehetővé teszik a két anyag tulajdonságainak kombinálását, hogy mind a hőelvezetés, mind a kenés optimális legyen. Az emulziók jellemzően alacsony koncentrációjú olajat tartalmaznak, ami javítja a hűtőteljesítményt anélkül, hogy csökkenne a kenési hatékonyság.
Különböző keverékek és adalékanyagok: Az emulziókat és más kenő-hűtő folyadékokat gyakran különféle adalékanyagokkal kombinálják, amelyek javítják a hűtési és kenési tulajdonságokat. Ilyen adalékanyagok lehetnek a korróziógátlók, habzásgátlók és biocidok, amelyek megelőzik a baktériumok és gombák elszaporodását a folyadékban. Ezek a keverékek rendkívül fontosak a folyadékok hosszú távú használata során, mivel meghosszabbítják az élettartamukat, és javítják a gépek teljesítményét.

A Folyadékok Szerepe a CNC Megmunkálásban

Míg a hűtő- és kenőfolyadékok típusai eltérőek, minden típusnak egy közös célja van: a CNC gép hatékony működésének biztosítása. Nézzük meg, hogyan támogatják a folyadékok a CNC megmunkálás különböző fázisait:

Hűtés a megmunkálás során: A CNC gépek, különösen a nagy sebességű megmunkálási folyamatok során, jelentős mennyiségű hőt termelnek. A hűtőfolyadékok közvetlenül a szerszámra és a munkadarabra irányítva vezetik el a hőt, megakadályozva a szerszám és a munkadarab túlmelegedését, ami egyébként alakváltozáshoz vagy anyagfáradáshoz vezethetne. Így a folyadékok biztosítják a precíz megmunkálást és a hosszabb szerszámélettartamot.
Kenés a súrlódás csökkentésére: A CNC gépeknél használt kenőanyagok segítenek minimalizálni a szerszám és a munkadarab közötti súrlódást. Ez különösen fontos fémmegmunkáláskor, ahol a súrlódás extrém hőmérsékleteket okozhat, amelyek a szerszám gyors elhasználódásához vezethetnek. A megfelelő kenés nemcsak a szerszámok élettartamát növeli, hanem a vágás felületi minőségét is javítja, így pontosabb és esztétikusabb végeredményt érhetünk el.
Tisztítás és forgácseltávolítás: A folyadékoknak szerepe van a tisztításban is, mivel a megmunkálás során keletkező forgácsokat és szennyeződéseket eltávolítják a munkaterületről. Ez különösen fontos a precíziós megmunkálásnál, ahol a forgács felhalmozódása befolyásolhatja a végső termék minőségét. A folyadékok hatékony forgácskihordást biztosítanak, ami javítja a gép hatékonyságát és csökkenti az állásidőt.

A Folyadékok Kiválasztásának Szempontjai

A CNC gépekhez használt hűtő- és kenőfolyadékok kiválasztása nem egyszerű folyamat, és több tényezőtől függ. Ezek a tényezők meghatározzák, hogy milyen folyadék lesz a legoptimálisabb a gyártási folyamat szempontjából, figyelembe véve a költségeket, a termelékenységet és a termékminőséget.

Megmunkálandó anyag típusa

A különböző anyagok eltérő megmunkálási követelményeket támasztanak a hűtő- és kenőfolyadékokkal szemben. A megfelelő folyadék kiválasztása az anyag keménységétől, hővezető képességétől és érzékenységétől függ:

Fémek: A fémek megmunkálásakor – különösen keményfémek, acél vagy alumínium esetében – nagy hőmérséklet keletkezik, ami hatékony hűtést igényel. Az ilyen anyagoknál olaj alapú vagy víz alapú emulziókat alkalmaznak, hogy elkerüljék a hő okozta alakváltozást vagy repedéseket. A nehezebben megmunkálható anyagok, mint a titán, még specifikusabb hűtőfolyadékot igényelhetnek.
Műanyagok és kompozitok: Ezek az anyagok általában kevésbé hővezetőek, de hajlamosak deformálódni, ha túlmelegszenek. Itt a megfelelő folyadék kiválasztása különösen fontos, mivel az olaj alapú hűtőfolyadékok könnyen károsíthatják az anyagot. A szintetikus vagy enyhébb víz alapú hűtőfolyadékok előnyösek az ilyen anyagok esetében.
Precíziós anyagok: Olyan anyagok megmunkálásánál, mint például a rozsdamentes acél vagy a szerszámacél, rendkívül fontos a nagy hőmérsékletű megmunkálás pontos hűtése. A folyadék kiválasztása itt a maximális precizitás és a szerszám hosszú élettartamának biztosítása érdekében történik.

Megmunkálási műveletek típusa

Fúrás és marás: Ezek a műveletek intenzív hőtermelést okoznak, különösen nagy sebességű megmunkáláskor. A fúrás esetében a megfelelő hűtés elengedhetetlen a pontos furatok kialakításához és a szerszám élettartamának megőrzéséhez. A marásnál a hűtőfolyadékok csökkentik a felületi hibák előfordulását és növelik a felületi minőséget.
Esztergálás: Az esztergálás során a folyadékok biztosítják a folyamatos hűtést és kenést, mivel a szerszám állandó érintkezésben van a forgó munkadarabbal. A megfelelő folyadék kiválasztása itt kulcsfontosságú a precizitás és a felületi minőség szempontjából.
Köszörülés: A köszörülés során a folyadékok fő funkciója a finom részecskék eltávolítása és a hő elvezetése. A hűtés mellett itt a kenés is fontos szerepet játszik, hogy elkerüljük a munkadarab és a szerszám kopását.

Gép típusa és paraméterei

A CNC gépek különböző specifikációkkal rendelkeznek, amelyek meghatározzák a folyadékok alkalmazási követelményeit. Nagy sebességű vagy precíziós megmunkálási műveleteknél speciális hűtő- és kenőanyagokra lehet szükség:

Nagy sebességű megmunkálás: Az ilyen típusú gépeknél magasabb hőmérsékletek keletkeznek, ami megköveteli a nagy teljesítményű hűtőfolyadékok használatát. A szintetikus folyadékok itt előnyösek lehetnek, mivel hosszabb élettartamot biztosítanak és hatékonyabban vezetik el a hőt. Egy innovatív és kiváló hűtési eljárás az etanol használata, melyet porlasztott formában juttatnak a szerszám vágóélére. A magas alkoholtartalomnak köszönhetően rendkívül gyors párolgás és vele együtt hőelvonás jelentkezik a jellemzően nagy sebességű megmunkálás során. Ezt a technológiát a DATRON marógépei esetében alkalmazzák alumínium megmunkálása során. Az eredmény kimagasló szerszám élettartam, tiszta munkaterület és kiváló felületi minőség.
Precíziós gépek: A precíziós gépeknél a kenés és hűtés elengedhetetlen, különösen a finom felületkezelési műveleteknél. Az olaj alapú hűtőfolyadékok itt kiváló választások lehetnek, mivel jobb kenést biztosítanak, és megakadályozzák a felületi hibák kialakulását. Olajjal történő hűtés esetén számolni kell a gyulladás veszélyével, ami általában szerszámtörésből ered és kimondottan veszélyes titán megmunkálása során. A gépgyártók külön felhívják a figyelmet az olajjal történő hűtés-kenés technológiájának rizikójára és ajánlják automata tűzoltóberendezés integrálását a megmunkáló gépbe. A Tornos SA évtizedek óta működik együtt a német Kraft&Bauer GmbH-val és biztosítja berendezéseit hatékony tzoltó rendszerrel.
Automatizált gyártósorok: Az automatizált gépek, amelyek folyamatos működésre tervezettek, szintén különleges folyadékigényeket támasztanak. Itt az olyan folyadékok, amelyek hosszabb időn keresztül stabilak maradnak és nem okoznak lerakódásokat, rendkívül fontosak.

Környezetvédelmi és egészségügyi szempontok

Manapság egyre fontosabb szerepet kap a CNC gépekhez használt folyadékok környezetbarát és biztonságos felhasználása. A megfelelő folyadék kiválasztása nemcsak a gyártás hatékonyságát, hanem a környezetvédelmi és egészségügyi normáknak való megfelelést is biztosítja:

Biológiailag lebomló folyadékok: Az ilyen folyadékok különösen fontosak azokban az iparágakban, ahol a környezetvédelem kiemelt figyelmet kap. Ezek a folyadékok kevésbé terhelik meg a természetet, mivel gyorsabban lebomlanak, és kevesebb toxikus anyagot tartalmaznak.
Toxicitás: A CNC gépekhez használt folyadékok toxikus anyagokat is tartalmazhatnak, amelyek károsíthatják a munkavállalók egészségét, különösen hosszan tartó expozíció esetén. Ezért fontos olyan folyadékok használata, amelyek alacsony toxikusságúak, vagy nem tartalmaznak káros anyagokat.
Hulladékkezelés: A CNC gépekhez használt folyadékokat rendszeresen cserélni kell, ami jelentős hulladékmennyiséget generálhat. A környezetbarát megoldások, mint a folyadékok újrahasznosítása vagy biológiai úton történő lebomlása, csökkenthetik a környezeti terhelést.

Karbantartás és Folyadékkezelés

A CNC gépek hűtő- és kenőfolyadékainak rendszeres karbantartása elengedhetetlen a gépek zavartalan működéséhez. A megfelelő karbantartás meghosszabbítja a folyadékok és a gépek élettartamát, csökkenti a meghibásodások és leállások kockázatát, valamint javítja a gyártási folyamat hatékonyságát.

Folyadékcsere és tisztítás

A hűtő- és kenőfolyadékokat időről időre cserélni kell, mert a használat során szennyeződhetnek forgácsokkal, olajmaradványokkal vagy egyéb anyagokkal. A tiszta folyadékok biztosítják a gépek optimális működését, és megelőzik a szerszámok kopását. Emellett megnövelik nagyértékű megmunkálógépek élettartamát, tisztább és egészségesebb munkakörnyezetet biztosítanak a felhasználóknak. A berendezések és a hűtő-kenő folyadékok rendszeres tisztítására fejlesztett a német ph-cleantec GmbH. speciális tisztító berendezéseket, melyekkel az üzemen belül, hatékony módon lehet a szerszámgépeket megtisztítani kívül-belül. A tisztító berendezések alkalmasak olyan nehezen, vagy egyáltalán nem elérhető gépelemek tisztítására is, melyek működése és megbízhatósága nagyban hozzájárul a megmunkáló gépek hatékonyságához és pontosságához (pl. szerszámtár). A gyártó készülékeivel a szerszámgép hűtő-kenő folyadékai felszívhatóak, így a tisztítást magával a hűtőfolyadékkal végezhetjük el. Köztudott szakmai körökben, hogy az emulzió hatékony tisztítószerként is alkalmazható, melyet ha a ph-cleantec mosóberendezéssel kombináljuk, kiváló eredményt érhetünk el a géptisztítás során. Emellett bizonyítottan növelhető a hűtő-kenyő anyag élettartama azáltal, hogy a mosóberendezésen átfolyó hűtőfolyadék egy rövid időre közel 95 Celsius fokra hevül, így a folyadékban található baktériumok elpusztulnak. A géptisztítás és a hűtő-kenő folyadék ilyen módon történő kezelése a berendezést használó hűtőfolyadék forgalmazók véleménye szerint megtöbbszörözi annak élettartamát jelentősen csökkentve ezzel a fenntartási és gyártási költségeket, valamint nagyban hozzájárul a környezetvédelmi fenntarthatósági törekvésekhez.

A folyadékok rendszeres cseréje, szűrése és a folyadéktartályok tisztítása segít elkerülni a lerakódásokat és eltömődéseket.

Szűrőrendszerek alkalmazása

A CNC gépeken használt folyadékok tisztaságának megőrzésére szűrőrendszereket használnak, amelyek kiszűrik a szennyeződéseket. A szűrőrendszerek lehetnek beépített és külső periféria-berendezésként is alkalmazottak. Ezek a szűrőberendezések sok esetben egy-egy megmunkálógéphez csatlakoznak, de gyakran központi szűrőberendezéseket is használnak a fémmegmunkáló üzemek egy egész géppark hűtő-kenő folyadékainak folyamatos szűrésére. A szűrés technológiája számos lehetőséget kínál, melyet elsősorban a megmunkálási technológia határoz meg. Így az egészen durva forgácsolási eljárásoktól kezdve egészen a legfinomabb anyagleválasztással járó technológiák alkalmazása esetén is található megfelelő szűrőberendezés a hűtő-kenő folyadékok (KSS) hatékony tisztítására. A leggyakrabban alkalmazott szűrési technológiák a hidrosztatikus-, a centrifugális- és a vákuumos szűréstechnika. A KNOLL Maschinenbau GmbH. az egyik legismertebb és legmegbízhatóbb szűrőberendezéseket építő vállalat, mely a szűrőrendszerek széles választékát kínálja partnereinek. A gyártó több évtizedes tapasztalata biztosítékul szolgál a fémmegmunkálásban érdekelt vállalatok számára a hűtő-kenő folyadékok kezelését illetően legyen szó marásról, esztergálásról, köszörülésről vagy egyéb megmunkálási technológiáról. A KNOLL termékpalettáján megtalálhatók a forgácskihordók, mint előleválasztó berendezések, a legkülönfélébb szűrőberendezések és a működésükhöz elengedhetetlen szivattyúk.

A szerszámgépek és szűrőinek rendszeres karbantartása és cseréje fontos, hogy a folyadékok mindig tiszták maradjanak, és a gép teljesítménye ne csökkenjen és megnövelje a berendezés élettartamát.

Újrahasznosítás és környezetvédelem

A használt folyadékok újrahasznosítása csökkenti a költségeket és a környezeti terhelést. A tisztított folyadékok visszaforgatása fenntartható megoldást nyújt a gyártási folyamatokban.

Környezetbarát folyadékok alkalmazása és újrahasznosítása segít csökkenteni a veszélyes hulladékok mennyiségét.

Folyadékminőség ellenőrzése

A hűtő- és kenőfolyadékok minőségének rendszeres ellenőrzése – például a pH-érték és hőmérséklet figyelése – segít megőrizni a folyadékok hatékonyságát és megelőzni a gép hibáit.

Rendszeres karbantartási ütemterv

A rendszeres karbantartási ütemterv követése biztosítja, hogy a CNC gépek és folyadékrendszerek mindig optimálisan működjenek. Ez magában foglalja a folyadékok időszakos cseréjét, a szűrők karbantartását, valamint a folyadékminőség rendszeres ellenőrzését.

Gyakori Hibák és Megoldások

A CNC gépekhez használt folyadékok kezelése során néhány gyakori hiba előfordulhat, amelyeket érdemes elkerülni a hatékony működés érdekében:

Nem megfelelő folyadékválasztás

Ha a folyadék típusa nem illeszkedik a megmunkálandó anyaghoz vagy a megmunkálási folyamathoz, az csökkentheti a gép teljesítményét és a termék minőségét. Mindig a megfelelő hűtő- vagy kenőfolyadékot kell választani a feladathoz.

Szennyezett folyadék

A forgácsok és egyéb szennyeződések felhalmozódása rontja a folyadék hatékonyságát. A rendszeres tisztítás és szűrés elengedhetetlen a folyadék tisztaságának megőrzéséhez.

Rossz karbantartási gyakorlat

A karbantartási ütemterv elhanyagolása gyorsan meghibásodásokhoz vezethet. A folyadékok rendszeres cseréje és a szűrők karbantartása segít megelőzni a problémákat és hosszabb élettartamot biztosít a gépeknek.

Összefoglalás

CNC gépekhez használt hűtő- és kenőfolyadékok nélkülözhetetlenek a gyártási folyamatok hatékonyságához és a gépek hosszú távú működéséhez. A megfelelő folyadékok kiválasztása, karbantartása és rendszeres ellenőrzése nemcsak a gépek teljesítményét növeli, hanem csökkenti a karbantartási költségeket is. A folyamatos fejlesztések a folyadékkezelés terén hozzájárulnak a gyártási folyamatok optimalizálásához, és fontos szerepet játszanak a fenntarthatósági célok elérésében.

A jól kezelt hűtő- és kenőfolyadékok biztosítják, hogy a CNC gépek mindig optimálisan működjenek, és a gyártási folyamatok gördülékenyen haladjanak.