Compra-se uma máquina CNC cara. Utiliza-se o líquido de refrigeração errado. A mesa da máquina e os suportes de ferramentas enferrujam rapidamente. Tem de corrigir isto para salvar o seu equipamento.
Sim, a seleção inadequada do líquido de refrigeração provoca diretamente uma corrosão grave na mesa do centro de maquinagem e nos suportes de ferramentas. Os líquidos de refrigeração com baixa concentração, água da torneira de má qualidade ou níveis de pH incorrectos removem os óleos protectores. Isto expõe o ferro fundido e as ligas de aço diretamente à ferrugem e à corrosão química destrutiva.
Vejo constantemente máquinas enferrujadas. Os clientes enviam-me fotografias do seu equipamento danificado. Alguns deles culpam sempre a qualidade da máquina em primeiro lugar. Perguntei-lhes sobre as suas escolhas de líquido de refrigeração. Deixem-me explicar como é que o fluido estraga o metal.
Quais são os requisitos para o líquido de refrigeração num centro de maquinação?
O corte a alta velocidade cria um calor enorme. Um mau líquido de refrigeração queima as suas ferramentas e estraga as peças. É necessário um fluido especializado que arrefeça perfeitamente e proteja os componentes da máquina.
Um bom líquido de refrigeração para centros de maquinagem deve oferecer uma excelente estabilidade térmica, rápida condução de calor e lubrificação a extrema pressão. Deve prevenir a ferrugem, manter uma elevada limpeza para evitar entupimentos e permanecer seguro para os vedantes da máquina, tintas e operadores humanos.
Vejo máquinas de cinco eixos de alta velocidade a trabalhar nas fábricas dos nossos clientes. A ferramenta de corte gira a uma velocidade incrível. A temperatura instantânea na ponta de corte ultrapassa facilmente os 800 graus Celsius. Não se pode utilizar aqui um líquido de refrigeração qualquer. É necessário um fluido especializado. O líquido de refrigeração tem de absorver instantaneamente este enorme calor. A peça metálica dobra-se devido à expansão térmica se o fluido falhar. A dispendiosa ferramenta de corte derrete e parte-se. O fluido também actua como um lubrificante pesado. A máquina muda constantemente os ângulos da ferramenta. O líquido de refrigeração tem de formar uma película líquida forte sob pressão extrema. Esta película líquida impede a ferramenta metálica de se soldar à peça de trabalho. O fluido também deve chegar facilmente a pequenos espaços apertados. As máquinas modernas utilizam sistemas de distribuição de alta pressão até 150 bar1. O fluido deve permitir a rápida expulsão das aparas para evitar o recorte. O fluido deve proteger a máquina do seu próprio teor de água. A água provoca ferrugem. Os bons líquidos de refrigeração têm fortes inibidores químicos de ferrugem2. Protegem a mesa de ferro fundido e os porta-ferramentas de aço-liga. O fluido deve manter-se estável com um pH entre 8 e 9,5. Deve manter-se perfeitamente limpo para evitar o entupimento dos pequenos bicos.
Necessidades de desempenho do líquido de refrigeração
| Requisito | Ação durante a maquinagem | Resultado na máquina |
|---|---|---|
| Estabilidade térmica | Elimina o calor extremo | Impede a deformação térmica |
| Lubrificação de extrema pressão | Forma uma forte película de óleo | Evita o desgaste da ferramenta |
| Capacidade anti-ferrugem | Revestimento de ferro exposto | Pára a corrosão da mesa |
| Limpeza elevada | Limpa as fichas | Evita o entupimento dos bicos |
Como escolher o líquido de refrigeração para o centro de maquinagem CNC?
Escolhe-se um balde de líquido de refrigeração ao acaso. As tuas peças de alumínio ficam pretas. As suas peças de aço enferrujam. Tem de fazer corresponder a química exacta do fluido ao seu material de corte específico.
Escolhe-se o líquido de refrigeração com base no material da peça, nos parâmetros do processo e no tipo de máquina. Deve fazer corresponder a fórmula do fluido ao metal. Deve também controlar rigorosamente a taxa de concentração e estabelecer um calendário de testes diários para o pH e a resistência à ferrugem.
É preciso ter em conta o metal que se pretende cortar. Metais diferentes odeiam produtos químicos diferentes. Se cortar ligas de alumínio, precisa de um fluido sintético ou semi-sintético3. Este fluido proporciona um excelente arrefecimento e deixa uma superfície limpa. Os líquidos de arrefecimento normais para aço mancham as peças de alumínio e tornam-nas pretas. Se cortar aço pesado ou titânio, necessita de óleos solúveis. Estes óleos proporcionam uma melhor lubrificação a extrema pressão. Não se pode misturar diferentes líquidos de refrigeração. A mistura cria más reacções químicas. Os produtos químicos soltam-se do líquido e formam uma lama espessa. Depois de comprar o líquido correto, tem de controlar a mistura de água. Nunca se deve utilizar água dura da torneira. A água dura da torneira contém minerais que causam separação e incrustações. Deve começar sempre com água desionizada ou de osmose inversa. É necessário utilizar um ferramenta refratómetro4 para testar a concentração todos os dias. A concentração deve manter-se entre cinco e doze por cento. Se a concentração descer abaixo dos cinco por cento, o fluido perde completamente a sua proteção contra a ferrugem.
Factores de seleção do líquido de refrigeração
| Fator de seleção | Resultado da escolha errada | Resultado da escolha correta |
|---|---|---|
| Correspondência de materiais | Manchas em peças de alumínio | Limpar peças brilhantes |
| Qualidade da água | Os minerais provocam a separação | Mistura fluida estável |
| Rácio de concentração | Enferruja a mesa da máquina | Protege a cama de ferro |
| Mistura de marcas | Cria lamas espessas | Mantém-se perfeitamente limpo |
Como é que a escolha do líquido de refrigeração afecta a longevidade das calhas lineares e das calhas rígidas?
O líquido de refrigeração sujo entra nas calhas de precisão. Os carris desgastam-se rapidamente e custam milhares de dólares a reparar. O líquido de refrigeração limpo protege os carris e poupa dinheiro.
O líquido de refrigeração tem impacto na longevidade dos carris através da prevenção da ferrugem e da limpeza. Os carris rígidos necessitam de fortes inibidores de ferrugem para evitar o desgaste por deslizamento. Os carris lineares têm fracas capacidades anti-contaminação. Requerem um líquido de arrefecimento altamente filtrado para evitar que pequenas aparas de metal destruam as suas esferas de aço rolantes internas.
O líquido de refrigeração não lubrifica diretamente os carris da máquina. A máquina utiliza uma bomba de óleo separada para os carris. Mas o líquido de refrigeração salpica constantemente para as coberturas dos carris. Há sempre algum fluido que se infiltra. Este fluido sorrateiro causa enormes problemas. Os carris rígidos da caixa são constituídos por ferro fundido sólido. Encaixam-se firmemente umas nas outras. Um líquido de refrigeração de má qualidade e com baixa concentração provoca uma forte ferrugem nestas superfícies planas de deslizamento. A ferrugem actua como uma lixa. Risca muito o ferro plano. O líquido de refrigeração tem de lavar as pequenas aparas de metal. Se o fluido não as conseguir lavar, as limalhas ficam presas sob o pesado leito deslizante. Os líquidos de refrigeração inadequados também removem o óleo protetor da corrediça. Promovem a corrosão galvânica entre metais diferentes. Os carris lineares enfrentam um problema muito pior. As calhas lineares utilizam pequenas esferas de aço rolantes. Estas têm uma proteção muito fraca contra a sujidade. Se o líquido de refrigeração estiver sujo, o fluido transporta pequenas poeiras metálicas para os blocos de carris lineares. O pó de metal mistura-se com a massa lubrificante da calha. Cria uma pasta de moagem espessa. Esta pasta destrói as pequenas esferas de aço em poucas semanas. É necessário utilizar um bom sistema de filtragem do líquido de refrigeração5 para proteger carris lineares6.
Impacto do líquido de refrigeração nos carris
| Tipo de carril | Fraqueza do líquido de refrigeração | Proteção necessária |
|---|---|---|
| Carris rígidos da caixa | As superfícies planas enferrujam facilmente | Inibidores de ferrugem com elevado teor químico |
| Carris rígidos da caixa | As batatas fritas colam-se ao ferro | Forte capacidade de lavagem |
| Carris lineares | A poeira entra nos blocos rolantes | Filtragem rigorosa de fluidos |
| Carris lineares | Massa lubrificante para carris de refrigeração | Testes de compatibilidade química |
Como evitar o crescimento de bactérias e odores desagradáveis no depósito de líquido de refrigeração do CNC?
A sua oficina mecânica cheira a ovos podres. Os seus trabalhadores sentem-se doentes. As bactérias apoderam-se do seu depósito de fluidos. Tem de parar imediatamente o crescimento das bactérias para se manter seguro.
A prevenção de bactérias é feita mantendo o nível de pH do líquido de refrigeração acima de 9 e controlando a temperatura do fluido. É necessário instalar um separador óleo-água para remover o óleo residual flutuante. Deve fazer circular o fluido diariamente e remover todas as lamas metálicas para matar as bactérias.
Já visitei algumas fábricas que cheiram muito mal. O cheiro vem dos tanques das máquinas CNC. Os líquidos de refrigeração à base de água desenvolvem bactérias com muita facilidade. As bactérias adoram água quente, entre 25 e 43 graus Celsius. O calor do verão agrava muito o problema. A máquina também deixa escapar um pouco de óleo de corrediça ou óleo hidráulico para o depósito. Chamamos a isto óleo de tramp7. O óleo de tramp flutua em cima da água. Forma uma manta espessa. Esta manta de óleo impede o oxigénio de chegar à água. As bactérias anaeróbias adoram ambientes sem oxigénio. Elas crescem rapidamente sob a manta de óleo. Comem os químicos do refrigerante e produzem gás sulfídrico. Este gás cheira exatamente a ovos podres. É preciso combater estas bactérias. Precisa de um escumador de óleo8. Esta máquina remove automaticamente a manta de óleo flutuante. Pode também utilizar borbulhadores de aquário para adicionar oxigénio diretamente à água. O oxigénio mata rapidamente as bactérias anaeróbias. Também é necessário manter o nível de pH muito elevado. As bactérias não podem viver num pH superior a 9. É necessário limpar frequentemente as aparas metálicas do aquário. As limalhas dão às bactérias um sítio para se esconderem.
Passos para a prevenção de bactérias
| Fonte do problema | Reação das bactérias | Método de solução |
|---|---|---|
| Óleos de tramp flutuantes | Bloqueia o oxigénio, as bactérias crescem | Instalar o escumador de óleo |
| Condições anaeróbicas | Produz um gás de odor desagradável | Adicionar borbulhadores de aquário |
| pH baixo do fluido | Ambiente seguro para as bactérias | Manter o pH acima de 9 |
| Lamas de aparas metálicas | Fornece alimentos e abrigo | Limpar o depósito regularmente |
Conclusão
A escolha do líquido de refrigeração CNC correto evita a corrosão dispendiosa da máquina, acaba com os maus cheiros, protege as calhas de precisão e garante que as suas ferramentas de corte duram mais tempo durante as operações de maquinagem a alta velocidade.
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Encontre as especificações do líquido de refrigeração e as melhores práticas que comprovadamente retêm películas líquidas, limpam as aparas e resistem ao entupimento em configurações de maquinagem de cinco eixos de alta velocidade de 150 bar. ↩
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Descubra que produtos químicos inibidores protegem o ferro fundido e as ligas de aço, como afectam a estabilidade do pH e os resultados dos testes de corrosão no mundo real. ↩
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Compare os melhores fluidos sintéticos/semi-sintéticos, dicas de aplicação e orientações anti-manchas para manter as peças de alumínio limpas e bem arrefecidas. ↩
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Aprenda passo a passo a utilização do refratómetro, a calibração e os intervalos de concentração alvo para proteger as ferramentas e evitar ferrugem ou separação. ↩
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Explore as soluções de filtragem que removem aparas e contaminantes, evitando a pasta de moagem, a corrosão e a falha prematura do carril. ↩
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Aprenda estratégias práticas de manutenção, filtragem e lubrificação para prolongar a vida útil dos carris e evitar substituições dispendiosas. ↩
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Explore técnicas comprovadas de remoção e prevenção para acabar com os cobertores de óleo que alimentam as bactérias anaeróbicas, reduzir os odores e prolongar a vida útil do líquido de refrigeração nas oficinas de maquinagem. ↩
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Compare os tipos de escumadores de óleo, as capacidades e as sugestões de instalação para automatizar a remoção de óleos residuais, melhorar a qualidade do líquido de refrigeração e eliminar os cheiros a ovo podre. ↩
Chris Lu
Aproveitando mais de uma década de experiência prática na indústria de máquinas-ferramenta, particularmente com máquinas CNC, estou aqui para ajudar. Se tiver dúvidas suscitadas por este post, se precisar de orientação para selecionar o equipamento certo (CNC ou convencional), se estiver a explorar soluções de máquinas personalizadas ou se estiver pronto para discutir uma compra, não hesite em CONTACTAR-ME. Vamos encontrar a máquina-ferramenta perfeita para as suas necessidades.