16.09.2025 by Dr. Chiara Baldini, Aileen Sammler
Tepelné, reologické a tribologické poznatky o řezných kapalinách pomocí přístrojů pro analýzu NETZSCH
Ať už se jedná o automobilový průmysl, konstrukci letadel nebo výrobu přesných strojních součástí, řezné kapaliny vždy hrály klíčovou roli při prevenci poškození způsobených teplem a zajišťování hladkého průběhu složitých výrobních procesů. Tepelné, reologické a tribologické vlastnosti řezných kapalin mají zásadní význam pro optimalizaci stability a produktivity procesu. Zde se dozvíte, jak vám mohou pomoci přístroje NETZSCH.
V současné době jsou kapaliny pro obrábění kovů (MWF) nezbytné pro moderní obráběcí operace. Prodlužují životnost nástrojů, zlepšují kvalitu povrchu, zvyšují efektivitu procesu a usnadňují efektivní tepelné řízení.
Vzhledem k tomu, že výrobní procesy jsou stále náročnější, zejména ve vysokorychlostním a přesném prostředí, je pro optimalizaci stability a produktivity procesu nezbytné porozumět tepelným, reologickým a tribologickým vlastnostem řezných kapalin.
Nedávná studie, publikovaná v časopise Lubricants (MDPI), nabízí srovnávací hodnocení řezných olejů a MWF na bázi vody v simulovaných podmínkách obrábění. Cílem studie bylo poskytnout užitečné poznatky o složení kapaliny, mazacím výkonu a odvodu tepla při řezání kovů.
Víceparametrová charakterizace pomocí řešení pro termickou analýzu a reologii NETZSCH
Studie zahrnovala dvanáct komerčně významných kapalin pro obrábění kovů, které byly hodnoceny pomocí vysoce přesných přístrojů společnosti NETZSCH-Gerätebau GmbH.
Tyto testy byly navrženy tak, aby přesně simulovaly namáhání typické pro reálné obráběcí operace - např. smyk, kontaktní tlak a tepelné zatížení - a umožnily tak důkladné vyhodnocení vlastností jednotlivých kapalin.
Reologická měření byla prováděna pomocí rotačního reometruNETZSCH Kinexus Pro+.
Výsledky ukázaly jasný kontrast: Řezné kapaliny na bázi vody vykazovaly smykové ztenčování; s rostoucí smykovou rychlostí klesala viskozita. Díky těmto vlastnostem jsou tyto kapaliny vhodné pro dynamické, vysokorychlostní operace, kde je vyžadována přizpůsobivost měnícím se podmínkám. Naproti tomu řezné oleje si zachovávaly spíše newtonovský profil a nabízely stabilní viskozitu při měnících se smykových podmínkách, což je výhodné při ustálených procesech nebo při jemném dokončování.
Tribologická výkonnost MWF byla hodnocena pomocí trojkombinace namontované na stejné platformě Kinexus. Zjištění prokázala, že řezné oleje se vyznačují zvýšeným mazacím výkonem za podmínek smíšeného a plného filmu, zejména při zvýšených teplotách. Kapaliny na bázi vody však vykazovaly stabilnější třecí charakteristiky v širším rozsahu otáček a kontaktních tlaků, což svědčí o jejich univerzálnosti při variabilním nastavení obrábění.
Měření součinitele tření (COF) poskytlo další poznatky: řezné oleje vykazovaly větší snížení COF v podmínkách vysokých teplot a vysokého zatížení, zatímco chladicí kapaliny na bázi vody si udržovaly konzistentnější COF, což naznačuje spolehlivou výkonnost v různých prostředích obrábění.
Tepelné chování MWF bylo analyzováno pomocí několika nástrojů NETZSCH.
Pomocí přístroje DSC 204 F1 Phoenix® , výzkumníci identifikovali měrné tepelné kapacity a fázové přechody, včetně výrazné změny skupenství z pevného na kapalné kolem 0 °C u kapalin na bázi vody.
To je zvláště důležité v aplikacích zahrnujících skladování při nízkých teplotách nebo kryoobrábění.
Termogravimetrický analyzátor TG 209 F1 Libra® potvrdil, že řezné oleje odolávají tepelné degradaci lépe než přípravky na bázi vody a rozkládají se při vyšších teplotách, což je výhoda při dlouhých cyklech obrábění nebo v zónách s vysokou teplotou.
Nakonec byla pomocí analyzátoru LFA 467 HyperFlash® změřena Tepelná difuzivitaTepelná difuzivita (a s jednotkou mm2/s) je specifická vlastnost materiálu, která charakterizuje nestacionární vedení tepla. Tato hodnota popisuje, jak rychle materiál reaguje na změnu teploty.tepelná difuzivita a Tepelná vodivostTepelná vodivost (λ s jednotkou W/(m-K)) popisuje přenos energie - ve formě tepla - hmotným tělesem v důsledku teplotního gradientu (viz obr. 1). Podle druhého termodynamického zákona teplo vždy proudí ve směru nižší teploty.tepelná vodivost, které ukázaly, že řezné oleje na bázi vody v obou ukazatelích předčí řezné oleje. Udržení kontroly teploty procesu a zamezení poškození nástrojů a dílů vlivem tepla vyžaduje tuto vynikající schopnost přenosu tepla.
Spolupráce napříč institucemi
Studie byla výsledkem úzké spolupráce mezi NETZSCH-Gerätebau GmbH a Leibnizovou univerzitou v Hannoveru.
Spoluautoři z NETZSCH přispěli technickými znalostmi v oblasti termické analýzy a reologické charakterizace, čímž podpořili vývoj robustní metodiky a rámce pro interpretaci dat. Synergie mezi akademickým výzkumem a průmyslovým přístrojovým vybavením usnadnila komplexní srovnání vlastností chladicích kapalin a mazacích strategií pro obrábění kovů.
Tato studie nabízí cenný soubor dat a referenční metodiku pro odborníky, kteří se zabývají výběrem kapalin pro obrábění, vývojem chladicích kapalin nebo simulací řezných procesů.
Chcete-li prozkoumat kompletní metody, data a výsledky, odkazujeme na celý článek, který je k dispozici prostřednictvím otevřeného přístupu:
TECH TALK - Průlomové inovace v oblasti materiálů a testování baterií
Zapojte se do naší NETZSCH TECH TALK - 30 minut plných informací: termická analýza usnadněná novými funkcemi DSC, inteligentní software, reologie, zkoušení ohněm a reakční kalorimetrie v podání našich čtyř odborníků.
Moderátorem bude Michael Müller, náš uznávaný vedoucí softwarového oddělení ve společnosti NETZSCH Analyzing & Testing, který připraví půdu pro dynamický a zasvěcený zážitek.
- Živé online zasedání ve středu 10. prosince 2025
- Zasedání v 9:00 a 16:00 hodin (středoevropského času)
Nalaďte se a získejte nejnovější informace již za půl hodiny!
