16.09.2025 by Dr. Chiara Baldini, Aileen Sammler
Insights térmicos, reológicos e tribológicos sobre fluidos de corte com os instrumentos de análise do site NETZSCH
Seja no setor automotivo, na construção de aeronaves ou na fabricação de peças de máquinas de precisão, os fluidos de corte sempre desempenharam um papel fundamental na prevenção de danos relacionados ao calor e na garantia do bom funcionamento de processos de fabricação complexos. O desempenho térmico, reológico e tribológico dos fluidos de corte é essencial para otimizar a estabilidade e a produtividade do processo. Saiba como os instrumentos da NETZSCH podem ajudar aqui.
Atualmente, os fluidos para usinagem (MWFs) são essenciais para as modernas operações de usinagem. Eles prolongam a vida útil da ferramenta, melhoram o acabamento da superfície, aumentam a eficiência do processo e facilitam o gerenciamento térmico eficaz.
À medida que os processos de fabricação se tornam mais exigentes, especialmente em ambientes de alta velocidade e precisão, é essencial compreender o desempenho térmico, reológico e tribológico dos fluidos de corte para otimizar a estabilidade e a produtividade do processo.
Um estudo recente, publicado na revista Lubricants (MDPI), oferece uma avaliação comparativa de óleos de corte e MWFs à base de água em condições simuladas de usinagem. O objetivo do estudo foi fornecer percepções práticas sobre a formulação de fluidos, o desempenho da lubrificação e a dissipação de calor durante aplicações de corte de metais.
Caracterização de vários parâmetros com NETZSCH Soluções de análise térmica e reologia
O estudo envolveu doze fluidos de usinagem comercialmente relevantes, avaliados por meio de instrumentação de alta precisão pela NETZSCH-Gerätebau GmbH.
Esses testes foram projetados para simular com precisão as tensões normalmente experimentadas nas operações de usinagem do mundo real, como cisalhamento, pressão de contato e carga térmica, permitindo assim uma avaliação completa das características de cada fluido.
As medições reológicas foram realizadas com o reômetro rotacionalNETZSCH Kinexus Pro+.
Os resultados mostraram um claro contraste: Os fluidos de corte à base de água apresentaram comportamento de afinamento por cisalhamento, com viscosidade decrescente à medida que a taxa de cisalhamento aumentava. Essas características os tornam adequados para operações dinâmicas e de alta velocidade, em que é necessária a adaptabilidade a condições variáveis. Em contrapartida, os óleos de corte mantiveram um perfil mais newtoniano, oferecendo viscosidade estável sob condições variáveis de cisalhamento, o que é vantajoso em processos de estado estável ou em aplicações de acabamento fino.
O desempenho tribológico dos MWFs foi avaliado usando uma tribo-célula montada na mesma plataforma Kinexus. Os resultados comprovaram que os óleos de corte apresentaram melhor desempenho de lubrificação em condições de filme misto e total, especialmente em temperaturas elevadas. Entretanto, os fluidos à base de água demonstraram características de atrito mais estáveis em uma faixa mais ampla de velocidades e pressões de contato, indicando sua versatilidade em configurações de usinagem variáveis.
A medição do coeficiente de atrito (COF) forneceu mais informações: os óleos de corte apresentaram maior redução do COF em condições de alta temperatura e alta carga, enquanto os refrigerantes à base de água mantiveram um COF mais consistente, sugerindo um desempenho confiável em diversos ambientes de usinagem.
O comportamento térmico dos MWFs foi analisado por meio de vários instrumentos NETZSCH.
Usando o DSC 204 F1 Phoenix® , os pesquisadores identificaram capacidades de calor específicas e transições de fase, incluindo uma mudança distinta de sólido para líquido em torno de 0°C em fluidos à base de água.
Isso é particularmente relevante em aplicações que envolvem armazenamento em baixa temperatura ou criogenia.
O analisador termogravimétrico TG 209 F1 Libra® confirmou que os óleos de corte resistem melhor à degradação térmica do que as formulações à base de água, decompondo-se em temperaturas mais altas - uma vantagem em ciclos de usinagem longos ou em zonas de alta temperatura.
Por fim, a Difusividade térmicaA difusividade térmica (a com a unidade mm2/s) é uma propriedade específica do material para caracterizar a condução de calor instável. Esse valor descreve a rapidez com que um material reage a uma mudança de temperatura.difusividade térmica e a Condutividade térmicaA condutividade térmica (λ com a unidade W/(m-K)) descreve o transporte de energia - na forma de calor - por um corpo de massa como resultado de um gradiente de temperatura (veja a fig. 1). De acordo com a segunda lei da termodinâmica, o calor sempre flui na direção da temperatura mais baixa.condutividade térmica foram medidas com o LFA 467 HyperFlash®, mostrando que os MWFs à base de água superam os óleos de corte em ambas as métricas. Manter o controle da temperatura do processo e evitar danos às ferramentas e às peças relacionados ao calor exige essa capacidade superior de transferência de calor.
Colaboração entre instituições
O estudo foi o resultado de uma estreita colaboração entre a NETZSCH-Gerätebau GmbH e a Universidade Leibniz de Hannover.
Os coautores da NETZSCH contribuíram com conhecimentos técnicos especializados em análise térmica e caracterização reológica, apoiando o desenvolvimento de uma metodologia robusta e de uma estrutura de interpretação de dados. A sinergia entre a pesquisa acadêmica e a instrumentação industrial facilitou uma comparação abrangente das propriedades do refrigerante e das estratégias de lubrificação para usinagem de metais.
Este estudo oferece um valioso conjunto de dados e uma referência de metodologia para profissionais envolvidos na seleção de fluidos para usinagem, desenvolvimento de refrigerante ou simulação de processos de corte.
Para explorar os métodos, dados e resultados completos, consulte o artigo completo, que está disponível em acesso aberto:
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- Sessões às 9:00 e às 16:00 (CET - Horário da Europa Central)
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