16.09.2025 by Dr. Chiara Baldini, Aileen Sammler
Θερμικές, ρεολογικές και τριβολογικές γνώσεις για τα ρευστά κοπής με τα όργανα ανάλυσης NETZSCH
Είτε πρόκειται για την αυτοκινητοβιομηχανία, είτε για την κατασκευή αεροσκαφών, είτε για την κατασκευή εξαρτημάτων μηχανών ακριβείας, τα υγρά κοπής έπαιζαν πάντα καθοριστικό ρόλο στην πρόληψη ζημιών που σχετίζονται με τη θερμότητα και στη διασφάλιση της ομαλής λειτουργίας πολύπλοκων διαδικασιών κατασκευής. Η θερμική, ρεολογική και τριβολογική απόδοση των υγρών κοπής είναι απαραίτητη για τη βελτιστοποίηση της σταθερότητας και της παραγωγικότητας της διαδικασίας. Μάθετε πώς τα όργανα NETZSCH μπορούν να σας βοηθήσουν εδώ.
Σήμερα, τα υγρά κατεργασίας μετάλλων (MWF) είναι απαραίτητα για τις σύγχρονες κατεργασίες. Επιμηκύνουν τη διάρκεια ζωής των εργαλείων, βελτιώνουν το φινίρισμα της επιφάνειας, ενισχύουν την αποδοτικότητα της διαδικασίας και διευκολύνουν την αποτελεσματική θερμική διαχείριση.
Καθώς οι διαδικασίες κατασκευής γίνονται πιο απαιτητικές, ιδιαίτερα σε περιβάλλοντα υψηλών ταχυτήτων και ακριβείας, η κατανόηση της θερμικής, ρεολογικής και τριβολογικής απόδοσης των ρευστών κοπής είναι απαραίτητη για τη βελτιστοποίηση της σταθερότητας και της παραγωγικότητας της διαδικασίας.
Μια πρόσφατη μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Lubricants (MDPI), προσφέρει μια συγκριτική αξιολόγηση των ελαίων κοπής και των MWF με βάση το νερό σε συνθήκες προσομοίωσης κατεργασίας. Στόχος της μελέτης ήταν να παράσχει αξιοποιήσιμες γνώσεις σχετικά με τη σύνθεση των ρευστών, την απόδοση λίπανσης και την απαγωγή θερμότητας κατά τη διάρκεια εφαρμογών κοπής μετάλλων.
Χαρακτηρισμός πολλαπλών παραμέτρων με λύσεις θερμικής ανάλυσης και ρεολογίας NETZSCH
Η μελέτη περιελάμβανε δώδεκα εμπορικά ρευστά επεξεργασίας μετάλλων, τα οποία αξιολογήθηκαν με τη χρήση οργάνων υψηλής ακρίβειας της NETZSCH-Gerätebau GmbH.
Οι δοκιμές αυτές σχεδιάστηκαν για να προσομοιώνουν με ακρίβεια τις καταπονήσεις που συνήθως παρατηρούνται σε πραγματικές κατεργασίες - όπως διάτμηση, πίεση επαφής και θερμική φόρτιση - επιτρέποντας έτσι την ενδελεχή αξιολόγηση των χαρακτηριστικών κάθε ρευστού.
Οι ρεολογικές μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν με το ρεόμετρο περιστροφήςNETZSCH Kinexus Pro+.
Τα αποτελέσματα έδειξαν μια σαφή αντίθεση: Τα υγρά κοπής με βάση το νερό παρουσίασαν διατμητική συμπεριφορά- με μείωση του ιξώδους καθώς αυξανόταν ο ρυθμός διάτμησης. Αυτά τα χαρακτηριστικά τα καθιστούν κατάλληλα για δυναμικές εργασίες υψηλών ταχυτήτων, όπου απαιτείται προσαρμοστικότητα στις μεταβαλλόμενες συνθήκες. Αντίθετα, τα έλαια κοπής διατηρούσαν ένα πιο νευτώνειο προφίλ, προσφέροντας σταθερό ιξώδες σε μεταβαλλόμενες συνθήκες διάτμησης, γεγονός που είναι πλεονεκτικό σε διεργασίες σταθερής κατάστασης ή σε εφαρμογές λεπτής φινιρίσματος.
Η τριβολογική απόδοση των MWF αξιολογήθηκε με τη χρήση ενός τριβοκυττάρου τοποθετημένου στην ίδια πλατφόρμα Kinexus. Τα ευρήματα απέδειξαν ότι τα λάδια κοπής παρουσίαζαν βελτιωμένη απόδοση λίπανσης σε συνθήκες μικτής και πλήρους μεμβράνης, ιδίως σε υψηλές θερμοκρασίες. Ωστόσο, τα ρευστά με βάση το νερό επέδειξαν πιο σταθερά χαρακτηριστικά τριβής σε ένα ευρύτερο φάσμα ταχυτήτων και πιέσεων επαφής, υποδεικνύοντας την ευελιξία τους σε μεταβλητές διατάξεις κατεργασίας.
Η μέτρηση του συντελεστή τριβής (COF) παρείχε περαιτέρω πληροφορίες: τα λάδια κοπής παρουσίασαν μεγαλύτερη μείωση του COF σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και υψηλού φορτίου, ενώ τα ψυκτικά υγρά με βάση το νερό διατήρησαν πιο σταθερό COF, γεγονός που υποδηλώνει αξιόπιστη απόδοση σε ποικίλα περιβάλλοντα κατεργασίας.
Η θερμική συμπεριφορά των MWF αναλύθηκε με τη χρήση πολλαπλών οργάνων NETZSCH.
Χρησιμοποιώντας το DSC 204 F1 Phoenix® , οι ερευνητές εντόπισαν ειδικές θερμοχωρητικότητες και μεταβάσεις φάσεων, συμπεριλαμβανομένης μιας ευδιάκριτης αλλαγής από στερεό σε υγρό γύρω στους 0°C στα υγρά με βάση το νερό.
Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε εφαρμογές που περιλαμβάνουν αποθήκευση σε χαμηλές θερμοκρασίες ή κρυοεπεξεργασία.
Τέλος, η θερμική διάχυση και η θερμική αγωγιμότητα μετρήθηκαν με το LFA 467 HyperFlash®, δείχνοντας ότι τα MWF με βάση το νερό υπερτερούν των κοπτικών ελαίων και στις δύο μετρήσεις. Η διατήρηση του ελέγχου της θερμοκρασίας της διεργασίας και η αποφυγή ζημιών που σχετίζονται με τη θερμότητα στα εργαλεία και τα εξαρτήματα απαιτεί αυτή την ανώτερη ικανότητα μεταφοράς θερμότητας.
Συνεργασία μεταξύ θεσμικών οργάνων
Η μελέτη ήταν αποτέλεσμα στενής συνεργασίας μεταξύ της NETZSCH-Gerätebau GmbH και του Πανεπιστημίου Leibniz του Ανόβερου.
Οι συν-συγγραφείς από το NETZSCH συνεισέφεραν τεχνική εμπειρογνωμοσύνη στη θερμική ανάλυση και τον ρεολογικό χαρακτηρισμό, υποστηρίζοντας την ανάπτυξη μιας αξιόπιστης μεθοδολογίας και ενός πλαισίου ερμηνείας των δεδομένων. Η συνέργεια μεταξύ της ακαδημαϊκής έρευνας και των βιομηχανικών οργάνων διευκόλυνε μια ολοκληρωμένη σύγκριση των ιδιοτήτων των ψυκτικών μέσων και των στρατηγικών λίπανσης για τη μεταλλουργία.
Αυτή η μελέτη προσφέρει ένα πολύτιμο σύνολο δεδομένων και μια μεθοδολογική αναφορά για τους επαγγελματίες που ασχολούνται με την επιλογή ρευστών για την κατεργασία, την ανάπτυξη ψυκτικών μέσων ή την προσομοίωση διεργασιών κοπής.
Για να εξερευνήσετε τις πλήρεις μεθόδους, τα δεδομένα και τα αποτελέσματα, ανατρέξτε στο πλήρες άρθρο, το οποίο είναι διαθέσιμο μέσω ανοικτής πρόσβασης:
TECH TALK - Πρωτοποριακές καινοτομίες στις δοκιμές υλικών και μπαταριών
Συμμετέχετε στην NETZSCH TECH TALK - 30 λεπτά, γεμάτα με γνώσεις: θερμική ανάλυση που γίνεται εύκολη με τα νέα χαρακτηριστικά της DSC, έξυπνο λογισμικό, ρεολογία, δοκιμές φωτιάς και θερμιδομετρία αντιδράσεων που παρουσιάζονται από τους τέσσερις ειδικούς μας.
Ο Michael Müller, ο γνωστός μας επικεφαλής του τμήματος λογισμικού στο NETZSCH Analyzing & Testing, θα συντονίσει την εκδήλωση και θα προετοιμάσει το έδαφος για μια δυναμική και διορατική εμπειρία.
- Ζωντανή διαδικτυακή συνεδρία την Τετάρτη, 10 Δεκεμβρίου 2025
- Συνεδρίες στις 9:00 π.μ. και στις 4:00 μ.μ. (CET - ώρα Κεντρικής Ευρώπης)
Συντονιστείτε για να λάβετε τις τελευταίες ενημερώσεις σε μόλις μισή ώρα!
