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Tipos de refrigerantes para CNC: Su guía completa de selección
Cuando se trata de mecanizado de precisión, el refrigerante adecuado para CNC marca la diferencia. Necesita más que solo un líquido para mantener sus herramientas de corte afiladas y sus piezas dentro de tolerancia.
La selección de refrigerantes para CNC afecta la vida útil de la herramienta, la calidad del acabado superficial y los costos de fabricación. Por ejemplo, el refrigerante incorrecto es la principal causa de daño prematuro de la herramienta, acabados superficiales de baja calidad y problemas de mantenimiento.
Sin embargo, antes de seleccionar un refrigerante para CNC, debe comprender las capacidades y limitaciones de cada uno.
¿Qué es el refrigerante para CNC?
El refrigerante para CNC es un fluido especial para el mecanizado CNC. Tiene tres funciones principales:
- Controla el calor
- Reduce la fricción
- Y elimina las virutas de la zona de corte.
Su principal función es mejorar la vida útil de la herramienta y la calidad de la pieza.
En el corte de metales, la fricción genera mucho calor en la interfaz herramienta-pieza. Este calor puede alcanzar los 1000°F. Sin una refrigeración adecuada, sus herramientas de corte sufrirán un rápido desgaste, deformación térmica y fallos prematuros. Sobre todo, la propia pieza sufrirá cambios dimensionales y daños en la superficie.
Además de la refrigeración, los refrigerantes para CNC también realizan las siguientes funciones:
- Disipación de calor
- Lubricación
- Eliminación de virutas
- Prevención de corrosión
Tipos principales de refrigerantes para CNC
Existen dos tipos principales de refrigerantes para CNC: a base de agua y a base de aceite. Sin embargo, la clasificación práctica los divide en cuatro tipos.
Estos son:
- Aceites puros
- Aceites solubles
- Refrigerantes semi-sintéticos
- Refrigerantes sintéticos
Cada categoría le proporciona el conocimiento para adaptar las propiedades del refrigerante a sus necesidades de mecanizado.
Aceites puros
Los aceites puros contienen 100 % de petróleo y aceite mineral sin contenido de agua. Se usan sin diluir, directamente del recipiente a la máquina. Su aspecto oscuro y espeso los hace fácilmente distinguibles de las alternativas a base de agua.
Composición y rendimiento
Estos aceites incorporan azufre de presión extrema y compuestos de cloro. El propósito es manejar fuerzas de corte intensas. La formulación proporciona la máxima lubricación en el filo de corte. En realidad, ningún otro tipo de refrigerante ofrece propiedades de lubricación de frontera comparables.
La fuerza de la película de aceite previene el contacto metal con metal, incluso bajo presión extrema. Como resultado, obtiene una vida útil más larga para la herramienta, ya que la viscosidad crea una barrera protectora que es mejor que los refrigerantes a base de agua.
Aceites solubles
Los aceites solubles crean una emulsión blanco lechosa cuando se mezclan con agua. Generalmente, estos concentrados se diluyen en una proporción de entre el 5% y el 10% de aceite en agua. Este es el tipo de refrigerante CNC más utilizado en la fabricación.
Formulación y características
El aceite mineral base contiene emulsionantes que se mezclan fácilmente con el agua. Cuando se mezcla correctamente, pequeñas gotas de aceite se suspenden en el agua, creando una emulsión estable. Esta combinación ofrece tanto refrigeración por el agua como lubricación por el aceite.
Elementos anticorrosivos protegen las superficies mecanizadas y las partes de la máquina. Posteriormente, los biocidas controlan el crecimiento bacteriano, aunque sigue siendo importante el monitoreo regular.
Refrigerantes semi-sintéticos
Los refrigerantes semi-sintéticos ofrecen una formulación híbrida entre aceites solubles y sintéticos completos. El aspecto translúcido a semi-opaco indica el contenido reducido de aceite. Generalmente, este es del 2 al 8 por ciento en comparación con el 30 al 50 por ciento en los aceites solubles.
Formulación y beneficios
La química mezcla pequeñas cantidades de aceite mineral con lubricantes sintéticos y aditivos. Este enfoque híbrido proporciona una mejor refrigeración que los aceites solubles. Sin embargo, mantiene una mejor lubricación en comparación con los sintéticos completos.
La fórmula sintética mejora la estabilidad de la emulsión y extiende la vida útil del baño. Como resultado, obtendrá una operación más limpia con menos residuos en las máquinas y piezas. Esta formulación reduce el aceite de arrastre, lo que facilita el mantenimiento en comparación con los aceites solubles tradicionales.
Refrigerantes sintéticos
Los refrigerantes sintéticos no contienen aceite de petróleo. Esta formulación incluye polímeros químicos solubles en agua, inhibidores de corrosión y aditivos lubricantes sintéticos.
Composición química
Estos refrigerantes son soluciones reales en lugar de emulsiones. No se encuentran gotas de aceite suspendidas en el agua. Esta diferencia fundamental proporciona ventajas significativas en el rendimiento.
Los polímeros sintéticos proporcionan lubricación a través de mecanismos diferentes al aceite. Al mismo tiempo, la lubricación en aditivos químicos y de alta presión extrema reemplaza la película de aceite.
Métodos de entrega de refrigerantes para CNC
El método de entrega afecta el rendimiento del refrigerante de manera tan significativa como el tipo de refrigerante en sí. Por esta razón, es necesario ajustar el enfoque de entrega según los requisitos de su proceso de mecanizado.
Sistemas de refrigeración por inundación
La refrigeración tradicional por inundación suministra grandes volúmenes de refrigerante directamente a la zona de corte. Las tasas de flujo varían entre 30,000 y 60,000 ml por hora. El refrigerante inunda completamente la zona de corte, proporcionando la máxima eliminación de calor.
Este enfoque es ideal para materiales más propensos al endurecimiento por trabajo, como el acero inoxidable y el Inconel. El flujo continuo de refrigerante previene el calentamiento localizado. Por ejemplo, mecanizar acero inoxidable 316 sin una refrigeración adecuada por inundación causará un endurecimiento rápido del material y fallos en la herramienta.
Lubricación con cantidad mínima (MQL)
MQL (Lubricación con cantidad mínima) es una tecnología de mecanizado casi en seco. Se aplica un lubricante atomizado en pequeñas cantidades, menos de 50 ml por hora. La fina niebla proporciona lubricación de manera precisa en el filo de corte sin refrigeración por inundación.
También es beneficioso para el ecosistema. Por ejemplo, el consumo de refrigerante disminuye entre un 95% y un 99% en comparación con los sistemas de inundación. Las piezas salen de la máquina prácticamente secas, eliminando las operaciones de limpieza. Como resultado, se reducen drásticamente tanto los costos operativos como los de disposición.
Sistemas de refrigeración a alta presión
La entrega de refrigerante a través del husillo proporciona refrigerante directamente en el filo de corte. La presión varía entre 300 y 1500 PSI, lo que obliga al refrigerante a pasar a través de los canales internos de la herramienta hasta la zona de corte.
Mejora la evacuación de virutas. En perforación de agujeros profundos, el chorro de refrigerante a alta presión empuja las virutas hacia arriba y fuera del agujero. Sin esta presión, el empaquetamiento de las virutas romperá la herramienta. Por ejemplo, perforar agujeros con una relación profundidad-diámetro superior a 5:1 se vuelve práctico con refrigerante a alta presión.
La mejora en la vida útil de la herramienta en materiales difíciles alcanza del 200% al 300%. El refrigerante llega a áreas a las que no puede acceder la refrigeración por inundación. Proporciona lubricación y refrigeración exactamente donde se necesita. Sin embargo, las herramientas especializadas y las modificaciones de la máquina aumentarán significativamente los costos.
Conclusión
El refrigerante CNC adecuado también requiere que las cualidades del refrigerante coincidan con los requisitos de su mecanizado. Por ejemplo, los aceites puros proporcionan la máxima lubricación para operaciones pesadas. Los aceites solubles ofrecen un rendimiento versátil para mecanizado general.
Posteriormente, los semi-sintéticos tienen propiedades equilibradas para trabajos más precisos. Es importante siempre consultar con los fabricantes de refrigerantes para optimizar el rendimiento según sus aplicaciones.
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