Het juiste CNC-koelmiddel kiezen:soorten, toepassingen en beste praktijken

Machinisten gebruiken vaak koelvloeistof voor CNC-machines om de effecten van oververhitting op het snijgereedschap of de materialen tijdens het CNC-bewerkingsproces te verminderen. Deze koelmiddelen zijn effectief als smeermiddel en koelmechanisme en helpen bij het verwijderen van spanen.

Dit artikel bespreekt hoe CNC-koelvloeistof werkt en de leveringstechniek ervan. Je leert ook over het belang van koelvloeistoffen in een CNC-machine, soorten en meer. Laten we aan de slag gaan!

Wat is CNC-koelvloeistof?

CNC-koelvloeistof of snijvloeistof is een industriële vloeistof die vaak wordt gebruikt bij metaalbewerkingen voor verbeterde efficiëntie. Koelvloeistof voor CNC-bewerkingen bestaat uit speciale chemische additieven die zijn samengesteld op basis van wetenschappelijke concentraties van verbindingen. De belangrijkste elementen zijn onder meer dierlijk vet, water, aardoliedestillaat, plantaardige olie en andere grondstoffen.

Deze koelvloeistoffen verbeteren het vermogen van de CNC-machines om materialen zoals kunststoffen met een hoge dichtheid, glasvezel en metalen te snijden, terwijl de opbouw van hoge temperaturen wordt verminderd.

Hoe werken koelsystemen?

Tijdens de CNC-bewerkingen stroomt een koelvloeistofmengsel van de CNC-machine over het werkgebied. Het koelmiddel spoelt spanen en deeltjes uit het werkgebied als een overstroming. Vervolgens stroomt het in de opvangbak aan de onderkant van de machine, waar u het moet pompen en recirculeren naar de werkruimte voor continu gebruik.

Het koelmiddel koelt het werkstuk af bij het bewerken met hoge snelheden en smeert het snijgereedschap bij lage snelheden. Daarom verlengt het CNC-koelmiddel de levensduur van het snijgereedschap door het te beschermen tegen corrosie en het werkstuk te beschermen tegen vervorming. Om topprestaties te garanderen, moet u de koelvloeistofsystemen van de centrale en enkele CNC-machines monitoren, onderhouden en afstellen.

Een klein koelsysteem gebruikt echter een minder effectief onderdeel voor de olieafscheiding en -filtratie, wat resulteert in consistente veranderingen en grotere variaties in concentratieniveaus. Het zou dus het beste zijn om koelvloeistoffen te gebruiken die minder gevoelig zijn voor vervuiling door spaanders in kleine systemen.

Verschillende koelvloeistoftoevoer in CNC-machines

Verschillende CNC-machines maken gebruik van koelvloeistoffen met verschillende eigenschappen en druk. Daarom is het essentieel om het ideale koelmiddeltoevoermechanisme voor uw CNC-machine te kiezen. Als u niet de juiste hoeveelheid kiest, kunnen de middelen van de werkplaats snel uitgeput raken, terwijl een verkeerde druk het werkstuk of de CNC-snijgereedschappen kan beschadigen. Hier volgen enkele veel voorkomende soorten koelvloeistoftoevoer in CNC-machines:

Mistkoelmechanisme

Deze koelmiddelleveringsmethode maakt gebruik van een lage druk die geschikt is voor toepassingen waarbij warmte- en spanenverwijdering geen primaire zorg is. Als zodanig stelt mistkoeling het gereedschap en het werkstuk niet bloot aan extra spanningen, omdat er geen hoge druk wordt uitgeoefend.

Luchtkoelmechanisme

De luchtkoelingstechniek is niet ideaal voor smerende doeleinden, maar helpt de hitte te verminderen en spanen te verwijderen. Luchtkoeling is minder effectief omdat deze geen koelvloeistof op olie- of waterbasis bevat.

Bovendien is het luchtkoelingsmechanisme ideaal voor direct contact met een werkstuk bij de omgang met gevoeligere materialen. Het is echter wel geschikt voor kunststoffen die gevoelig zijn voor thermische schokken of snelle uitzetting, omdat direct koelmiddel vaak tot samentrekking van het onderdeel leidt.

Smeermiddelmechanisme van minimale kwaliteit (MQL)

De prioriteit van elke CNC-werkplaats is het behalen van een concurrentievoordeel door de efficiëntie van de werkplaats te verbeteren, de productie te verhogen en de kosten te verlagen. Als gevolg hiervan nemen CNC-werkplaatsen vaak hun toevlucht tot MQL vanwege de voordelen voor het milieu.

Het MQL-mechanisme vermindert de kosten en materiaalverspilling door gebruik te maken van de benodigde hoeveelheid koelvloeistof. Ze zijn meestal in de vorm van een zeer fijne nevel of aërosol en bieden voldoende koelmiddel om een bepaalde handeling effectief uit te voeren.

Hogedrukmechanisme

Hogedruk koelvloeistoftoevoer voor CNC-machines maakt gebruik van een druk van meer dan 1.000 psi om de spanen te verwijderen tijdens bewerkingen. Deze methode is ideaal voor het extraheren en afvoeren van spanen, omdat de spanen van het materiaal worden weggeblazen.

De druk die bij deze methode wordt gebruikt, kan een gereedschap met een microdiameter beschadigen, ook al kan het onderdeel hierdoor snel en effectief worden gekoeld. Daarom is deze methode compatibel met CNC-boren of diepe caviteitsbewerkingen en gemakkelijk te transporteren met behulp van de koelvloeistof of de ingebouwde koelvloeistoftank.

De bewerking van koelmiddelen is onderverdeeld in vier hoofdcategorieën met hun respectievelijke formuleringen. Het zou echter helpen om een ​​koelvloeistof te kiezen op basis van zijn efficiëntie en uitgebreide prestaties, rekening houdend met het betrokken materiaal en bewerkingsproces. Hieronder vindt u de meest voorkomende soorten machinekoelvloeistof.

Synthetische vloeistoffen

Deze koelvloeistoffen zijn het schoonst omdat ze geen aardolie of minerale olie bevatten. Synthetische vloeistoffen bestaan ​​uit roestremmers en chemische smeermiddelen die in water afbreken. Deze vloeistoffen worden gemengd met water om een ​​metaalbewerkingsvloeistof te produceren. Daarom beschikken deze CNC-koelvloeistoffen over een hoog koelvermogen, corrosiepreventie, eenvoudig onderhoud en smerend vermogen.

Bovendien worden synthetische vloeistoffen voornamelijk gebruikt bij bewerkingsprocessen met hoge temperaturen en hoge snelheid, zoals vlakslijpen, vanwege hun uitstekende koelvermogen. Synthetische vloeistoffen voor zwaar gebruik zijn ideaal voor diverse bewerkingen.

Synthetische stoffen worden, afhankelijk van hun samenstelling, gecategoriseerd als eenvoudige en complexe of emulgeerbare synthetische stoffen. Voor lichte slijpwerkzaamheden worden vaak eenvoudige synthetische stoffen of echte oplossingen gebruikt. Aan de andere kant bevatten complexe synthetische concentraten synthetische vloeistoffen die geschikt zijn voor middelzware tot zware bewerkingsprocedures. Belangrijker nog is dat complexe synthetische smeermiddelen hoge snelheden en voeding bij machinale bewerkingen mogelijk maken.

Voordelen

• Synthetische vloeistoffen vertonen een hoge microbiële controle en uitstekende weerstand tegen ranzigheid.
• Deze smeermiddelen bieden uitstekende weerstand tegen corrosie en een hoog koelvermogen.
• Ze bieden meer stabiliteit na menging met water.
• Kunststoffen zijn eenvoudig te onderhouden omdat ze schoon zijn en geschikt voor diverse bewerkingen.

Nadelen

• Machinevloeistoffen, zoals smeeroliën, kunnen synthetische vloeistoffen gemakkelijk vervuilen. Daarom moet u deze vloeistoffen effectief beheren en onderhouden.
• Synthetische stoffen genereren fijne nevels of schuim als gevolg van matige tot hoge bewegingsomstandigheden, ook al zijn ze minder kwetsbaar voor problemen die verband houden met op olie gebaseerde vloeistoffen.

Semi-synthetische vloeistoffen

Semi-synthetische stoffen zijn een hybride van synthetische stoffen (polymeer) en oplosbare oliën. Deze vloeistoffen bevatten ongeveer 2-30% minerale of aardolie in een waterdilateerbare concentratie. Het resterende percentage van een semi-synthetische vloeistof bestaat uit water en emulgatoren. Andere elementen in het concentraat zijn onder meer biocide-additieven, bevochtigingsmiddelen en corrosieremmers. Ze worden gewoonlijk chemische emulsies genoemd, omdat water het voornaamste ingrediënt is en tijdens de productie van het concentraat met water emulgeert.

Deze semi-synthetische vloeistoffen zijn meestal doorschijnend. Hun eigenschappen kunnen echter variëren van licht doorschijnend tot ondoorzichtig. Bovendien hebben veel van deze semi-synthetische stoffen een goede hittegevoeligheid. Daarom omringen semi-synthetische oliemoleculen het snijgereedschap, waardoor een betere smering wordt gegarandeerd.

Voordelen

• Het zijn uitstekende smeermiddelen voor middelzware tot zware toepassingen.
• Semi-synthetische vloeistoffen maken snijden met hogere voedingssnelheden en hogere snelheden mogelijk dankzij hun opmerkelijke bevochtigings- en koeleigenschappen.
• Deze vloeistoffen hebben een lage viscositeit, waardoor betere bezinkings- en reinigingseigenschappen mogelijk zijn.

Nadelen

• De hardheid van water schaadt de stabiliteit van semi-synthetische vloeistoffen, waardoor afzettingen van hard water ontstaan.
• Deze vloeistoffen schuimen gemakkelijk omdat hun reinigende additieven minder smering bieden dan oplosbare oliën.

Rechte olie

Deze oliën worden verkregen uit aardolie, minerale olie, dierlijke en andere elementen zoals verbindingen, groenten en vetten. Deze pure oliën bevatten soms andere ingrediënten, zoals fosfor-, zwavel- en chlooradditieven. Pure oliën zijn doorgaans onoplosbaar in water en bieden de beste smering, roestpreventie, langere levensduur van het carter en eenvoudig onderhoud.

Omdat bacteriën alleen gedijen in vloeistoffen met een watergehalte, verzuren pure oliën niet. Deze oliën verminderen de kracht die wordt geproduceerd wanneer het snijgereedschap het materiaal snijdt, waardoor zuivere sneden worden gemaakt om een gladde oppervlakteafwerking van het werkstuk te garanderen.

Voordelen

• Rechte olie biedt goede smering en vermindert wrijving bij machinale bewerkingen.
• Ze zorgen voor een uitstekende afwerking en minimaliseren de slijtage van het gereedschap.
• Deze oliën zijn vaak betaalbaar en hebben een hoge compatibiliteit met verschillende materialen zoals brons, staal en ijzer, die vaak worden gebruikt in machines en uitrusting.

Nadelen

• Rechte oliën hebben slechte koelprestaties.
• Ze vereisen doorgaans meer onderhoud en olieverversingen vanwege hun hoge degradatie-eigenschappen.
• Deze oliën zijn niet ideaal voor specifieke hoogwaardige toepassingen.
• Rechte oliën hebben een negatieve invloed op het milieu als ze niet op de juiste manier worden weggegooid.

Oplosbare oliën

Oplosbare oliën, ook bekend als emulsies of in water oplosbare oliën, zijn uitstekende koelmiddelen voor algemene bewerkingsdoeleinden en worden vaak gebruikt als wateroplosbare snijvloeistoffen. In water oplosbare oliën vormen vaak emulsies wanneer ze met water worden gemengd. Het resultaat van het mengsel omvat de minerale basisolie en de emulsie om metaalbewerkingsvloeistof te creëren. Het presteert goed in verdunde vorm en biedt uitstekende smerende eigenschappen en warmteoverdrachtsprestaties.

Oplosbare oliën zijn goedkoop en worden veel gebruikt in de metaalverwerkende industrie. Ze bestaan ​​voor 60-90% uit aardolie, emulgatoren of minerale olie en hechten zich tijdens de bewerking aan het werkstuk. Het is ideaal voor smering en biedt uitstekende roestbestendigheid wanneer het wordt gemengd met een specifieke hoeveelheid roestremmer.

Voordelen

• Deze oliën zorgen voor een betere koeling en smering vanwege het mengsel van water en olie.
• Oplosbare oliën zijn multifunctioneel en ideaal voor lichte en middelzware werkzaamheden, waaronder diverse ferro- en non-ferrotoepassingen.
• Je mag werkzaamheden begeleiden, zoals tappen en brootsen, waarbij gebruik wordt gemaakt van zuivere olie en gebruik van oplosbare oliën voor zwaar gebruik.

Nadelen

• De koelvloeistoftank stimuleert de microbiële groei van bacteriën en schimmels als deze niet op de juiste manier wordt onderhouden.
• Olie in het mengsel leidt tot roestbestrijdingsproblemen, verdampingsverliezen en vervuiling door wilde olie.

Inzicht in de koelvloeistofconcentratie van CNC-machines

Het toepassen van een verkeerde koelvloeistofconcentratie in uw CNC-machine kan tot verschillende complicaties leiden. Daarom is het essentieel om te begrijpen hoe u de juiste koelmiddelverhouding van de CNC-machine kunt gebruiken om de beste resultaten te bereiken. Er zijn bepaalde risico's verbonden aan het toepassen van een koelmiddelconcentratie die lager is dan de minimale vereisten van de CNC-machine. Deze omvatten:

• Microbiële groei
• Snellere slijtage van snijgereedschappen
• Corrosie van onderdelen en machines

Aan de andere kant omvatten de risico's veroorzaakt door overmatige koelvloeistofconcentratie:

• Schuimen
• Toxiciteit
• Geconcentreerde verspilling
• Verminderde warmtegeleiding
• Slechte smering
• Verkleuring van machines en bewerkte onderdelen
• Degradatie van gereedschap door ophoping van residu

CNC-koelvloeistofconcentratiegrafiek

Hieronder vindt u een koelvloeistofconcentratiegrafiek met variaties in de CNC-koelvloeistofconcentratieniveaus:

MateriaalFrezenDraaienBorenTappenKoperOplosbare olieOplosbare olieOplosbare olieOplosbare olieAluminiumMinerale olie of oplosbare olie (met 96% water)Minerale olie met oplosbare olie (of) 10% vetOplosbare olie (met 70-90% water)Minerale olie gemengd met 25% olie op basisBronsOplosbare olieOplosbare olieOplosbare olieMinerale olie met 30% reuzel Koolstofarm en gereedschapsstaal Oplosbare olie 75% mineraal met en 25% reuzelolie Oplosbare olie Minerale olie met 25%-40% reuzelolie Smeedbaar ijzer Oplosbare olie Oplosbare olie Oplosbare olie Oplosbare olie Gelegeerd staal 90% minerale olie met 10% reuzelolie 75% minerale olie met 25% zwavel Basisolie Oplosbare olie 70% minerale olie met 30% reuzelolie Messing Oplosbaar olie (met 96% watergehalte)Minerale olie met 10% vetOplosbare olieMinerale olie met 10% – 20% reuzelolieGietijzerDroogDroogDroog25% reuzelolie met 80% minerale olie of droog

Snijvloeistoffen op waterbasis versus hogedruk CNC-koelvloeistoffen

Snijvloeistoffen op waterbasis en hogedrukkoelvloeistoffen voor CNC-machines zijn gebruikelijk in metaalbewerkingsprocessen. Deze vloeistoffen zijn efficiënt bij het smeren van snijgereedschappen en materialen.

Vloeistoffen op waterbasis hebben uitstekende warmteafvoerende eigenschappen en smerend vermogen. Het zijn over het algemeen milieuvriendelijke en kosteneffectieve alternatieven voor hogedrukmachinekoelvloeistoffen. Koelvloeistoffen op waterbasis zijn echter kwetsbaar voor bacteriegroei en kunnen corrosie in bepaalde metalen bevorderen.

Ondertussen zou het helpen om te investeren in een systeem dat de snelheden en voedingen kan verhogen, de standtijd kan verbeteren en problemen met de spaanbeheersing kan voorkomen als uw machine werkt met CNC-koelvloeistoffen onder hoge druk. Als gevolg hiervan verhoogt het hogedruk CNC-koelmiddel de productiviteit aanzienlijk. U kunt een druk van meer dan 1.000 psi ervaren die essentieel is voor tap- en diepgatboringen.

Hogedruk-CNC-koelvloeistoffen zijn echter kostbaar en vergen veel onderhoud om een optimale functionaliteit te garanderen. Bovendien vereisen deze systemen vaardigheden om een veilige en efficiënte werking te garanderen.

Conclusie

Koelvloeistoffen voor CNC-machines dragen bij aan een optimaal rendement in een CNC-werkplaats. Deze koelvloeistoffen helpen de opbouw van warmte te verminderen, het snijgereedschap te smeren en verkleuring en defecten te voorkomen bij bewerkingsprocessen zoals CNC-frezen, draaien of boren.

Aarzel niet om contact met ons op te nemen bij WayKen wanneer u de hulp van professionals nodig heeft bij het bepalen van het ideale smeermiddeltype en de ideale druk voor uw CNC-machines. Wij zijn een one-stop-CNC-shop voor al uw productiebehoeften. Wij bieden u betrouwbare en professionele CNC-bewerkingsdiensten.

Veelgestelde vragen

Wanneer is het juiste moment om de koelvloeistof van een CNC-machine te verversen?

Verschillende factoren zijn vaak van invloed op het interval dat u nodig heeft om de koelvloeistof van uw machine te verversen. U moet rekening houden met het bewerkte materiaal, het type koelvloeistof en de bedrijfstoestand van de CNC-machine. De meeste CNC-machinefabrikanten raden echter als algemene vuistregel elke 6-12 maanden aan.

Hoe dood ik bacteriën in het koelmiddel voor CNC-bewerkingen?

U kunt bacteriegroei in koelvloeistof voor CNC-machines voorkomen of stoppen door ozon rechtstreeks in de koelvloeistof te injecteren. Het doodt virussen, opbrengst, bacteriën of schimmels en elimineert de geuren van het koelvloeistofcarter.

Wat veroorzaakt schuimvorming in een CNC-koelvloeistof?

Het gebrek aan mineralen in de watertoevoer is een primaire oorzaak van schuimvorming in koelvloeistoffen. Het is echter raadzaam om de hardheid van het water te controleren met behulp van hardheidsteststaafjes.