16.09.2025 by Dr. Chiara Baldini, Aileen Sammler
Leikkausnesteiden terminen, reologinen ja tribologinen tarkastelu NETZSCH -analyysilaitteilla
Leikkausnesteet ovat aina olleet avainasemassa, olipa kyse sitten autoteollisuudesta, lentokoneiden rakentamisesta tai tarkkojen koneenosien valmistuksesta, kun on kyse lämpöön liittyvien vaurioiden ehkäisemisestä ja monimutkaisten valmistusprosessien sujuvuuden varmistamisesta. Leikkausnesteiden terminen, reologinen ja tribologinen suorituskyky on olennaisen tärkeää prosessin vakauden ja tuottavuuden optimoimiseksi. Lue täältä, miten NETZSCH instrumentit voivat auttaa.
Metallintyöstönesteet ovat nykyään välttämättömiä nykyaikaisissa koneistustoiminnoissa. Ne pidentävät työkalujen käyttöikää, parantavat pintakäsittelyä, lisäävät prosessin tehokkuutta ja helpottavat tehokasta lämmönhallintaa.
Kun valmistusprosessit muuttuvat yhä vaativammiksi, erityisesti suurnopeus- ja tarkkuusympäristöissä, leikkausnesteiden termisen, reologisen ja tribologisen suorituskyvyn ymmärtäminen on olennaista prosessin vakauden ja tuottavuuden optimoimiseksi.
Lubricants (MDPI) -lehdessä julkaistussa tuoreessa tutkimuksessa arvioidaan vertailevasti leikkuuöljyjä ja vesipohjaisia MWF-nesteitä simuloiduissa työstöolosuhteissa. Tutkimuksen tavoitteena oli tarjota käyttökelpoisia tietoja nesteen formuloinnista, voiteluominaisuuksista ja lämmönsiirtymisestä metallien leikkaussovellusten aikana.
Moniparametrinen karakterisointi NETZSCH lämpöanalyysi- ja reologiaratkaisuilla
Tutkimukseen osallistui kaksitoista kaupallisesti merkittävää metallintyöstönestettä, jotka arvioitiin NETZSCH-Gerätebau GmbH:n huipputarkkojen mittalaitteiden avulla.
Testit suunniteltiin simuloimaan tarkasti rasituksia, joita tyypillisesti esiintyy todellisissa työstötoiminnoissa - kuten leikkaus, kosketuspainetta ja lämpökuormitusta - ja mahdollistamaan siten kunkin nesteen ominaisuuksien perusteellinen arviointi.
Reologiset mittaukset suoritettiin NETZSCH Kinexus Pro+ -rotaatioreometrillä.
Tulokset osoittivat selkeän kontrastin: Vesipohjaiset leikkuunesteet käyttäytyivät leikkausohenteisesti; viskositeetti laski leikkausnopeuden kasvaessa. Näiden ominaisuuksien ansiosta ne soveltuvat hyvin dynaamisiin, suurnopeusoperaatioihin, joissa vaaditaan sopeutumiskykyä muuttuviin olosuhteisiin. Sitä vastoin leikkuuöljyt säilyttivät newtonilaisemman profiilin ja tarjosivat vakaan viskositeetin vaihtelevissa leikkausolosuhteissa, mikä on eduksi tasaantuneissa prosesseissa tai hienoviimeistelysovelluksissa.
MWF:ien tribologista suorituskykyä arvioitiin käyttämällä samaan Kinexus-alustaan asennettua tribokennoa. Tulokset osoittivat, että leikkuuöljyjen voiteluominaisuudet olivat paremmat seka- ja täyskalvo-olosuhteissa, erityisesti korkeissa lämpötiloissa. Vesipohjaiset nesteet osoittivat kuitenkin vakaampia kitkaominaisuuksia laajemmalla nopeuksien ja kosketuspaineiden alueella, mikä osoittaa niiden monipuolisuutta vaihtelevissa työstöasetelmissa.
Kitkakertoimen (COF) mittaaminen antoi lisätietoa: leikkuuöljyjen COF-arvot laskivat enemmän korkeissa lämpötiloissa ja suurissa kuormituksissa, kun taas vesipohjaisten jäähdytysnesteiden COF-arvot pysyivät tasaisempina, mikä viittaa luotettavaan suorituskykyyn erilaisissa työstöympäristöissä.
MWF:ien lämpökäyttäytymistä analysoitiin käyttämällä useita NETZSCH -instrumentteja.
DSC 204-laitteella F1 Phoenix® tutkijat tunnistivat ominaislämpökapasiteetit ja faasisiirtymät, mukaan lukien selvä kiinteän aineen muuttuminen nesteeksi noin 0 °C:n lämpötilassa vesipohjaisissa nesteissä.
Tämä on erityisen tärkeää sovelluksissa, joihin liittyy matalien lämpötilojen varastointi tai kryokäsittely.
LFA 467 HyperFlash®-laitteella mitattiin myös lämpödiffuusiokyky ja LämmönjohtavuusLämmönjohtavuus (λ, yksikkö W/(m-K)) kuvaa lämmön muodossa olevan energian kulkeutumista massakappaleen läpi lämpötilagradientin vaikutuksesta (ks. kuva 1). Termodynamiikan toisen lain mukaan lämpö virtaa aina alemman lämpötilan suuntaan.lämmönjohtavuus, mikä osoitti, että vesipohjaiset MWF:t ovat molemmissa mittareissa leikkuuöljyjä parempia. Prosessilämpötilan hallinnan ylläpitäminen ja työkalujen ja osien lämpövaurioiden välttäminen edellyttävät tätä ylivoimaista lämmönsiirtokykyä.
Toimielinten välinen yhteistyö
Tutkimus oli tulosta NETZSCH-Gerätebau GmbH:n ja Hannoverin Leibnizin yliopiston tiiviistä yhteistyöstä.
Yhteistyökumppanit osoitteesta NETZSCH antoivat teknistä asiantuntemusta lämpöanalyysin ja reologisen karakterisoinnin alalla ja tukivat vankan menetelmän ja tietojen tulkintakehyksen kehittämistä. Akateemisen tutkimuksen ja teollisen mittalaitteiston välinen synergia mahdollisti jäähdytysnesteiden ominaisuuksien ja voitelustrategioiden kattavan vertailun metallintyöstössä.
Tämä tutkimus tarjoaa arvokkaan tietokokonaisuuden ja menetelmäviitteen ammattilaisille, jotka osallistuvat koneistuksessa käytettävien nesteiden valintaan, jäähdytysnesteiden kehittämiseen tai leikkausprosessien simulointiin.
Voit tutustua täydellisiin menetelmiin, tietoihin ja tuloksiin koko artikkelissa, joka on saatavilla avoimen saatavuuden kautta :
TECH TALK - Läpimurtoinnovaatiot materiaalien ja akkujen testauksessa
Osallistu NETZSCH TECH TALK - 30 minuuttia, täynnä oivalluksia: lämpöanalyysi on tehty helpoksi uusilla DSC-ominaisuuksilla, älykkäät ohjelmistot, reologia, palotestaus ja reaktiokalorimetria neljän asiantuntijamme esittelemänä.
Michael Müller, tunnettu ohjelmisto-osastomme johtaja NETZSCH Analyzing & Testing, johtaa tilaisuutta ja luo pohjan dynaamiselle ja oivaltavalle kokemukselle.
- Suora online-istunto keskiviikkona 10. joulukuuta 2025
- Istunnot klo 9:00 ja 16:00 (CET - Keski-Euroopan aikaa)
Virittäydy ja saat viimeisimmät päivitykset vain puolessa tunnissa!
