16.09.2025 by Dr. Chiara Baldini, Aileen Sammler
Wawasan Termal, Reologi, dan Tribologi pada Cairan Pemotongan dengan Instrumen Analisis NETZSCH
Baik dalam industri otomotif, konstruksi pesawat terbang, atau pembuatan suku cadang mesin presisi, cutting fluid selalu memainkan peran penting dalam mencegah kerusakan terkait panas dan memastikan kelancaran proses manufaktur yang kompleks. Performa termal, reologi, dan tribologi cairan pemotongan sangat penting untuk mengoptimalkan stabilitas dan produktivitas proses. Pelajari, bagaimana instrumen NETZSCH dapat membantu di sini.
Saat ini, cairan pengerjaan logam (MWF) sangat penting untuk operasi pemesinan modern. Cairan ini memperpanjang usia pakai pahat, meningkatkan permukaan akhir, meningkatkan efisiensi proses, dan memfasilitasi manajemen termal yang efektif.
Karena proses manufaktur menjadi lebih menuntut, terutama di lingkungan berkecepatan tinggi dan presisi, memahami kinerja termal, reologi, dan tribologi cairan pemotongan sangat penting untuk mengoptimalkan stabilitas proses dan produktivitas.
Sebuah studi terbaru, yang diterbitkan dalam majalah Lubricants (MDPI), menawarkan evaluasi komparatif cutting oil dan MWF berbasis air dalam kondisi pemesinan yang disimulasikan. Studi ini bertujuan untuk memberikan wawasan yang dapat ditindaklanjuti ke dalam formulasi fluida, kinerja pelumasan, dan pembuangan panas selama aplikasi pemotongan logam.
Karakterisasi Multi-Parameter dengan NETZSCH Analisis Termal dan Solusi Reologi
Penelitian ini melibatkan dua belas cairan pengerjaan logam yang relevan secara komersial, yang dievaluasi menggunakan instrumentasi presisi tinggi oleh NETZSCH-Gerätebau GmbH.
Pengujian ini dirancang untuk secara akurat mensimulasikan tekanan yang biasanya dialami dalam operasi pemesinan di dunia nyata - seperti geseran, tekanan kontak, dan pembebanan termal - sehingga memungkinkan evaluasi menyeluruh terhadap karakteristik setiap fluida.
Pengukuran reologi dilakukan dengan NETZSCH Kinexus Pro+ rotational rheometer.
Hasilnya menunjukkan kontras yang jelas: Cairan pemotongan berbasis air menunjukkan perilaku Penipisan GeserJenis perilaku non-Newtonian yang paling umum adalah penipisan geser atau aliran pseudoplastik, di mana viskositas fluida berkurang dengan meningkatnya geseran.penipisan geser; dengan viskositas yang menurun seiring dengan meningkatnya laju geser. Fitur-fitur ini membuatnya cocok untuk operasi dinamis dan berkecepatan tinggi di mana kemampuan beradaptasi terhadap kondisi yang berubah-ubah diperlukan. Sebaliknya, cutting oil mempertahankan profil yang lebih Newtonian, menawarkan viskositas yang stabil di bawah kondisi geser yang bervariasi, yang menguntungkan dalam proses kondisi tunak atau aplikasi finishing yang halus.
Performa tribologi dari MWF dievaluasi dengan menggunakan sel tribo yang dipasang pada platform Kinexus yang sama. Temuan ini membuktikan bahwa cutting oil memiliki performa pelumasan yang lebih baik dalam kondisi campuran dan film penuh, khususnya pada suhu tinggi. Namun, cairan berbasis air menunjukkan karakteristik gesekan yang lebih stabil pada rentang kecepatan dan tekanan kontak yang lebih luas, yang mengindikasikan keserbagunaannya dalam pengaturan pemesinan yang bervariasi.
Pengukuran koefisien gesekan (COF) memberikan wawasan lebih lanjut: cutting oil menunjukkan pengurangan COF yang lebih besar di bawah suhu tinggi, kondisi beban tinggi, sementara cairan pendingin berbasis air mempertahankan COF yang lebih konsisten, yang menunjukkan kinerja yang andal di berbagai lingkungan pemesinan.
Perilaku termal MWF dianalisis dengan menggunakan beberapa instrumen NETZSCH.
Dengan menggunakan DSC 204 F1 Phoenix® , para peneliti mengidentifikasi kapasitas panas spesifik dan transisi fase, termasuk perubahan padat-ke-cair yang berbeda di sekitar 0 ° C pada cairan berbasis air.
Hal ini sangat relevan dalam aplikasi yang melibatkan penyimpanan suhu rendah atau pemesinan krio.
Alat analisis termogravimetri TG 209 F1 Libra® mengonfirmasi bahwa cutting oil tahan terhadap degradasi termal yang lebih baik daripada formulasi berbasis air, terurai pada suhu yang lebih tinggi - sebuah keuntungan dalam siklus pemesinan yang panjang atau zona panas tinggi.
Terakhir, Difusivitas TermalDifusivitas termal (a dengan satuan mm2 /s) adalah properti khusus material untuk mengkarakterisasi konduksi panas yang tidak stabil. Nilai ini menggambarkan seberapa cepat suatu bahan bereaksi terhadap perubahan suhu.difusivitas termal dan Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal diukur dengan LFA 467 HyperFlash®, yang menunjukkan bahwa MWF berbahan dasar air mengungguli cutting oil dalam kedua metrik tersebut. Mempertahankan kontrol suhu proses dan menghindari kerusakan yang berhubungan dengan panas pada alat dan suku cadang memerlukan kemampuan transfer panas yang unggul ini.
Kolaborasi Lintas Institusi
Penelitian ini merupakan hasil kolaborasi erat antara NETZSCH-Gerätebau GmbH dan Universitas Leibniz Hannover.
Rekan penulis dari NETZSCH menyumbangkan keahlian teknis dalam analisis termal dan karakterisasi reologi, mendukung pengembangan metodologi yang kuat dan kerangka kerja interpretasi data. Sinergi antara penelitian akademis dan instrumentasi industri memfasilitasi perbandingan komprehensif dari sifat-sifat cairan pendingin dan strategi pelumasan untuk pengerjaan logam.
Studi ini menawarkan kumpulan data dan referensi metodologi yang berharga bagi para profesional yang terlibat dalam pemilihan cairan untuk pemesinan, pengembangan cairan pendingin, atau simulasi proses pemotongan.
Untuk menjelajahi metode, data, dan hasil yang lengkap, silakan lihat artikel lengkap, yang tersedia melalui akses terbuka:
BINCANG TEKNOLOGI - Terobosan Inovasi dalam Pengujian Material dan Baterai
Bergabunglah dengan NETZSCH TECH TALK - 30 menit, penuh dengan wawasan: analisis termal yang dipermudah dengan fitur DSC baru, perangkat lunak cerdas, reologi, pengujian api, dan kalorimetri reaksi yang dipresentasikan oleh empat pakar kami.
Michael Müller, kepala departemen perangkat lunak kami yang terkenal di NETZSCH Analyzing & Testing, akan memoderatori acara ini dan menyiapkan panggung untuk pengalaman yang dinamis dan berwawasan luas.
- Sesi online langsung pada hari Rabu, 10 Desember 2025
- Sesi pada pukul 09.00 dan 16.00 (CET - Waktu Eropa Tengah)
Saksikan untuk mendapatkan informasi terbaru hanya dalam waktu setengah jam!
