Témata
Reklama

Vývoj kapalin pro obrábění hliníku

Většina současných výzev ve vývoji vodou mísitelných obráběcích kapalin souvisí s obráběním hliníku. Slitiny hliníku, široce používané např. v automobilovém a leteckém průmyslu, mají na obráběcí kapaliny několik specifických požadavků.

Hliníkové slitiny jsou obecně měkké a při obrábění se stávají přilnavými. Mají tak sklon k nalepování na obráběcí nástroje a vytváření nárůstků na jejich povrchu. Vysoká míra tohoto problému může mít dopad na celkový výkon při obrábění, protože dochází k ovlivnění geometrie obráběcího nástroje. To může vést až ke zhoršené kvalitě finálního povrchu.

Reklama
Reklama
Reklama

Chemická reaktivita hliníku

Druhým specifikem je chemická reaktivita hliníku a s ní související tvorba skvrn na povrchu hliníkových slitin. To činí obrábění hliníku velmi citlivé k volbě aditiv používaných ve vodou mísitelných obráběcích kapalinách. Chemické reakce hliníku mohou vést až k tvorbě tmavých skvrn různé barvy, v extrémních případech až černé. Volba speciálního aditivačního systému je tak rozhodující pro vlastnosti technologických kapalin, které přicházejí do kontaktu s hliníkem.

Použití vodou mísitelných kapalin při obrábění

Třetím problémem je mikrobiologie. Z důvodu materiálových vlastností hliníku je třeba, aby ve formulacích obráběcích kapalin bylo vysoké procento mazivostních přísad. Ty jsou obvykle založeny na esterech nebo obdobných mastných látkách, které však představují snadný cíl pro napadení bakteriemi či houbami. Systém vysokotlakých přísad tak musí být volen s ohledem na jeho odolnost vůči napadení mikroorganismy.

Obráběcí kapaliny musí mít rovněž obecně požadované vlastnosti, zejména dobrou protikorozní ochranu, nízkou tendenci k pěnění a vhodnou hodnotu pH.

Laboratorní technika

Při vývoji se využívá moderních laboratorních technik, které umožňují testovat stovky formulací včetně různých biocidů s ohledem na mikrobiologickou aktivitu. Pouze materiály, které dobře odolávají mikroorganismům, mohou být nasazeny do dalších testů, zaměřených na chemickou kompatibilitu a zejména výkonnost produktu. Kromě experimentálních obráběcích center jsou využívány i laboratorní testy vysokotlakých vlastností, jako je např. test podle Reicherta nebo Tapping Torque Test.

Nadstandardní obráběcí kapaliny dále vykazují mimořádnou životnost jako významný benefit pro zákazníka. Skutečně prvotřídní obráběcí kapalina navíc musí, jako výsledek nejnovějšího vývoje, ve své formulaci obsahovat chemické látky vykazující minimální negativní vlastnosti z hlediska hygieny a ekologie.

Dvě skupiny kapalin

Vodou mísitelné obráběcí kapaliny pro hliník můžeme rozdělit na dvě velké skupiny – na dnes převažující mikroemulze se sníženým obsahem minerálního oleje a relativně vysokým obsahem syntetických esterů a na syntetické roztoky zcela bez minerálního oleje představující alternativní směr vývoje. Pro obě skupiny je zásadní současný trend daný aktuální legislativou, která zapracovává poznatky o působení používaných chemických látek. Základními legislativními normami v této oblasti jsou nařízení REACH a GHS, která mají za cíl nově registrovat vyráběné chemické látky. To s sebou nese úpravy seznamů zakázaných látek.

Řada aditiv používaných v obráběcích kapalinách je omezována i nově zaváděnými předpisy zemí EU. Toto se týká např. formaldehydu, který se může uvolňovat při aditivaci určitými typy baktericidů. Nové studie zařadily formaldehyd na seznam látek s potenciálně karcinogenními účinky, což vedlo k úpravě expozičních limitů a k tlaku na zavedení vodou mísitelných obráběcích kapalin neuvolňujících formaldehyd. Další problematickou látkou je kyselina boritá a její deriváty, využívané jako konzervanty. Výzkum toxikologie volné kyseliny borité neustále probíhá a jeho výsledkem je zpřísnění klasifikace nebezpečnosti – toxická pro reprodukci a zařazení kyseliny borité a jejích solí na seznam SVHC látek (látky vzbuzující velmi vážné obavy podle REACH). Dnes proto existuje v mnoha zemích výrazná tendence eliminovat sloučeniny boru z obráběcích kapalin. V Německu platí hygienická norma TRGS 611, kromě jiného vylučuje používání sekundárních aminů v obráběcích kapalinách, neboť mohou vytvářet karcinogenní N-nitrosaminy. Samozřejmé je použití mikroemulzních a syntetických kapalin bez fenolů, dusitanů a chlorovaných látek.

Vrchol vývoje

Na vrcholu vývoje jsou produkty zcela bez obsahu boru, neuvolňující formaldehyd a dokonce nemající ve svém složení jakékoliv aminy. Za nejvýkonnější produkty pro obrábění hliníku jsou považovány mikroemulze na bázi syntetických esterových olejů. Tyto typy produktů představují samostatnou skupinu, která vyniká možností extrémního prodloužení životnosti nástrojů. Úspory na nástrojích u těchto produktů běžně dosahují řádu desítek procent.

Současné syntetické obráběcí kapaliny bez obsahu minerálního oleje se uplatňují stále častěji v běžné praxi zejména v oblasti leteckého průmyslu. Obsahují vysoce výkonné polymerní přísady, které v mnoha případech svými vysokotlakými vlastnostmi převyšují klasické produkty. Velmi významným a nejmodernějším příspěvkem pro obrábění hliníku jsou syntetické kapaliny s mimořádně nízkou alkalitou (pH 7–8), která má pozitivní dopad na hygienu a zcela potlačuje přirozenou nežádoucí reaktivitu hliníku.

Ing. Petr Kříž

Castrol Lubricants (CR)

petr.kriz@castrol.com
www.castrol.com/industrial

Reklama
Vydání #10
Kód článku: 121027
Datum: 17. 10. 2012
Rubrika: Trendy / Průmyslové kapaliny
Autor:
Firmy
Související články
Vyvrtávání hlubokých otvorů

V současné době jsou kladeny stále vyšší nároky na nástroje pro obrábění. Čím dál více se obrábí těžkoobrobitelné a různé nestandardní materiály. K tomu jsou obrobky po konstrukční stránce čím dál složitějšími.

Pomocník pro plánování výroby

Většina lidí dnes ví, že žádná firma, která chce být konkurenceschopná, neobejde bez kvalitního ERP. Díky němu lze především řídit procesy, a to doslova všechny. Ne každý si však uvědomuje, jak velké mohou být rozdíly mezi systémy pro jednotlivé oblasti podnikání. Asi nejsofistikovanější ERP najdeme bezesporu ve výrobních firmách.

Pořádná špona je dnes věda

S obráběním, vrtáním pomocí nástroje začali pravděpodobně jako první už staří Egypťané cca 4 000 let před naším letopočtem, přičemž využívali tětivu luku – základ smyčcového soustruhu. Potom přišel středověk, dále Leonardo da Vinci a návrh prvního soustruhu… Technologie třískového obrábění ale v porovnání s dnešní dynamikou vývoje postupovala jen pomalu.

Související články
Přidaná hodnota v technologii obrábění

V tomto příspěvku bych se rád vrátil ke své návštěvě japonské firmy Kyocera. V jednom z mých minulých textů (viz www.mmspektrum.com/170111) jsem představil unikátní systém řízení pomocí takzvaných améb, který vyvinul zakladatel firmy Kyocera Dr. Kazuo Inamori. Díky tomuto systému a japonské píli a umu se firma dostala na světovou špičku v řadě oborů. Na základě osobních zkušeností pak mohu prohlásit, že to platí také pro divizi řezných nástrojů. Například rychloposuvové frézy Kyocera vysoce překračují produktivitu, která je u nás i v Evropě standardní.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Novinky značky IMAO pro upínání obrobků

V dnešní době je velká poptávka po efektivní produkci různorodých výrobků v malém objemu a klíčem k vyšší produktivitě je použití přípravků, které lze flexibilně přizpůsobit mnoha různým obrobkům. Upínací prvky ONE-TOUCH se vyrábějí v mnoha různých provedeních, snadno z nich lze vybrat prvky vhodné pro upnutí požadované součásti. Upnutí a odepnutí součásti je jednoduché, bez použití dalšího nářadí a rychlé, zkracuje se čas potřebný pro manipulaci s obrobkem a tím i celkové náklady na výrobu.

MKU_Maziva pro obrábění ozubených kol

Ještě před několika lety se musela k dosažení optimálního obrobení ozubených kol použít velká paleta různých obráběcích kapalin, situaci navíc komplikovaly různorodé povrchy a tepelné zatížení. Dnes je situace přehlednější. Vhodným výběrem pokročilých obráběcích kapalin lze výrobu ozubených kol významně zefektivnit.

Bezúdržbová filtrace kapalin

Firma technology-support, s. r. o., figuruje na českém trhu v oblasti vysokotlakého a velkoobjemového chlazení pro CNC obrábění již osm let. Během této doby si získala velké množství stálých a spokojených uživatelů, díky jejichž přízni může nadále nabízet svá řešení a služby. Úplnou novinkou v portfoliu technology-support je filtrační čerpadlo CentraBlast od renomovaného výrobce vysokotlakých chladicích systémů, společnosti ChipBlaster.

Porovnanie postupov pri čistení rezných emulzií

Každý strojársky či kovospracujúci priemyselný podnik produkuje v rámci svojej výroby odpadové vody - rezné emulzie, ktoré musí eliminovať. Existujú dve možnosti. Likvidácia odpadu externou firmou alebo spracovávanie (rozrážanie) emulzií vlastným zariadením a likvidácia reziduí externou firmou.

Koroze a konzervace

Ve strojírenské výrobě, přepravě, při skladování a montáži je v dnešní době kladen veliký důraz na zajištění některých neměnných parametrů součástí. Snahou je zajistit jejich dlouhodobou funkčnost a zamezit působení degradace způsobené převážně klimatickými vlivy prostředí. Nejobávanějším jevem, známým od nepaměti a patrným u řady materiálů, je korozní agresivita.

Aditiva s nanočásticemi a vlastnosti procesních kapalin

Myšlenka, že lze v různých výrobních procesech použít kovoobráběcí kapaliny - Metalworking Fluids (MWF), aby se zajistila kvalita obrobku, snížilo opotřebení nástroje a zvýšila produktivita procesu, je velmi stará. Už Leonardo da Vinci vytvořil několik testovacích sestav umožňujících analýzu tření za různých podmínek.

Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

Efektivní likvidace obráběcích kapalin

Obráběcí emulze jsou klíčovým prvkem celé řady obráběcích procesů. Emulze zajišťují chlazení, odvod vznikajících třísek, dočasně pasivují obrobky v průběhu operací a mají spoustu dalších funkcí. Na konci životnosti emulze je nutné zajistit jejich likvidaci. Vyčerpané emulze jsou klasifikovány jako nebezpečný kapalný odpad, takže je nelze jednoduše vylít do kanalizace. Článek pojednává o možnostech likvidace obráběcích kapalin.

Automatizace výroby s minimálními personálními nároky

Ať už s možností frézování, nebo soustružení, 4osého, nebo 5osého obrábění, s výměnou palety, či bez ní, s kruhovým zásobníkem palet, věžovými upínacími přípravky pro vícenásobné upínání obrobků, automatizací a progresivním ovládacím panelem, univerzální 5osá obráběcí centra lze flexibilně přizpůsobit a rozšířit pro každou aplikaci.

Věnujte pozornost vedlejším časům při obrábění

Firma Grumant se již 25 let zabývá prodejem nástrojů a strojů pro třískové obrábění. Zároveň je již známo to, že klade silný důraz na podporu svých zákazníků. 25 let zkušeností jejích techniků ukazuje, že řada zákazníků se soustředí hlavně na kontrolu a optimalizaci strojního času a přehlíží ztráty časů vedlejších. A právě zkrácení vedlejších časů je klíčem k razantnímu zvýšení produktivity, zisku a překvapivě i cesta jak odlehčit problému nedostatku kvalifikovaných obráběčů.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit