16.09.2025 by Dr. Chiara Baldini, Aileen Sammler
Thermisch, reologisch en tribologisch inzicht in snijvloeistoffen met NETZSCH analyse-instrumenten
Of het nu gaat om de auto-industrie, de vliegtuigbouw of de productie van precisiemachineonderdelen, snijvloeistoffen hebben altijd een sleutelrol gespeeld bij het voorkomen van hittegerelateerde schade en het soepel laten verlopen van complexe productieprocessen. De thermische, reologische en tribologische prestaties van snijvloeistoffen zijn essentieel om de processtabiliteit en productiviteit te optimaliseren. Ontdek hier hoe NETZSCH instrumenten kunnen helpen.
Metaalbewerkingsvloeistoffen (MWF's) zijn tegenwoordig essentieel voor moderne verspanende bewerkingen. Ze verlengen de levensduur van gereedschappen, verbeteren de oppervlakteafwerking, verbeteren de procesefficiëntie en vergemakkelijken een effectief thermisch beheer.
Naarmate de productieprocessen veeleisender worden, met name in hogesnelheids- en precisieomgevingen, is inzicht in de thermische, reologische en tribologische prestaties van snijvloeistoffen essentieel om de processtabiliteit en productiviteit te optimaliseren.
Een recente studie, gepubliceerd in het tijdschrift Lubricants (MDPI), biedt een vergelijkende evaluatie van snijoliën en op water gebaseerde MWF's onder gesimuleerde bewerkingsomstandigheden. Het doel van het onderzoek was om bruikbare inzichten te verschaffen in de samenstelling van vloeistoffen, smeerprestaties en warmteafvoer tijdens het snijden van metaal.
Multi-parameter karakterisering met NETZSCH thermische analyse en reologie-oplossingen
Het onderzoek omvatte twaalf commercieel relevante metaalbewerkingsvloeistoffen, die geëvalueerd werden met behulp van uiterst nauwkeurige instrumenten van NETZSCH-Gerätebau GmbH.
Deze tests werden ontworpen om de typische spanningen tijdens echte bewerkingsprocessen - zoals afschuiving, contactdruk en thermische belasting - nauwkeurig te simuleren en zo een grondige evaluatie van de eigenschappen van elke vloeistof mogelijk te maken.
Er werden reologische metingen uitgevoerd met de NETZSCH Kinexus Pro+ rotationele reometer.
De resultaten toonden een duidelijk contrast: Snijvloeistoffen op waterbasis vertoonden een afschuifverdunnend gedrag, met een afnemende viscositeit naarmate de afschuifsnelheid toenam. Deze eigenschappen maken ze zeer geschikt voor dynamische, hogesnelheidsbewerkingen waarbij aanpassingsvermogen aan veranderende omstandigheden vereist is. Snijoliën daarentegen behielden een meer Newtoniaans profiel en boden een stabiele viscositeit onder variërende afschuifcondities, wat voordelig is bij processen in rusttoestand of toepassingen voor fijne afwerking.
De tribologische prestaties van de MWF's werden geëvalueerd met behulp van een tribo-cel gemonteerd op hetzelfde Kinexus-platform. De bevindingen toonden aan dat snijoliën betere smeerprestaties vertoonden onder gemengde en volledige-filmomstandigheden, vooral bij hoge temperaturen. Vloeistoffen op waterbasis vertoonden echter stabielere wrijvingskarakteristieken over een breder bereik van snelheden en contactdrukken, wat hun veelzijdigheid in variabele bewerkingsopstellingen aangeeft.
Meting van de wrijvingscoëfficiënt (COF) leverde meer inzicht op: snijoliën vertoonden een grotere COF-reductie onder omstandigheden met hoge temperaturen en hoge belasting, terwijl koelvloeistoffen op waterbasis een consistentere COF behielden, wat duidt op betrouwbare prestaties in diverse bewerkingsomgevingen.
Het thermische gedrag van MWF's werd geanalyseerd met meerdere NETZSCH instrumenten.
Met behulp van de DSC 204 F1 Phoenix® identificeerden onderzoekers specifieke warmtecapaciteiten en faseovergangen, waaronder een duidelijke overgang van vast naar vloeibaar rond 0 °C in vloeistoffen op waterbasis.
Dit is vooral relevant in toepassingen waarbij opslag bij lage temperatuur of cryo-bewerking een rol speelt.
Tot slot werden de thermische diffusiviteit en Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid gemeten met de LFA 467 HyperFlash®, waaruit bleek dat MWF's op waterbasis in beide metingen beter presteren dan snijoliën. Om de procestemperatuur onder controle te houden en hittegerelateerde schade aan gereedschap en onderdelen te voorkomen, is deze superieure warmteoverdracht nodig.
Samenwerking tussen instellingen
Het onderzoek was het resultaat van een nauwe samenwerking tussen NETZSCH-Gerätebau GmbH en de Leibniz Universiteit van Hannover.
Co-auteurs van NETZSCH brachten technische expertise in op het gebied van thermische analyse en reologische karakterisering en ondersteunden de ontwikkeling van een robuuste methodologie en een kader voor gegevensinterpretatie. De synergie tussen academisch onderzoek en industriële instrumentatie vergemakkelijkte een uitgebreide vergelijking van koelvloeistofeigenschappen en smeringsstrategieën voor metaalbewerking.
Deze studie biedt een waardevolle gegevensset en methodologische referentie voor professionals die betrokken zijn bij vloeistofkeuze voor machinale bewerking, koelmiddelontwikkeling of simulatie van snijprocessen.
Om de volledige methoden, gegevens en resultaten te bekijken, verwijzen we naar het volledige artikel, dat beschikbaar is via open access:
TECH TALK - baanbrekende innovaties in materiaal- en batterijtests
Neem deel aan onze NETZSCH TECH TALK - 30 minuten, boordevol inzichten: thermische analyse gemakkelijk gemaakt met de nieuwe DSC-functies, intelligente software, reologie, brandtesten en reactiecalorimetrie gepresenteerd door onze vier experts.
Michael Müller, ons gerenommeerde hoofd van de softwareafdeling op NETZSCH Analyzing & Testing, zal het evenement modereren en de weg bereiden voor een dynamische en inzichtelijke ervaring.
- Live online sessie op woensdag 10 december 2025
- Sessies om 9:00 uur en 16:00 uur (CET - Centraal Europese Tijd)
Stem af voor de laatste updates in slechts een half uur!
