Perfect product met het juiste koelmiddel
Welke invloed heeft vloeibaar gereedschap op verspanende eigenschappen, gereedschapstandtijd en oppervlaktekwaliteit? Onder de titel ‘Verspanen: Criteria voor een perfect product’ hebben acht leden van het Mikrocentrum hun krachten gebundeld om antwoord te krijgen op deze vraag. Ze hebben testen gedaan bij Teclab om de invloed van koelvloeistoffen bij moeilijk verspaanbare materialen aan te tonen. De resultaten hiervan worden gepresenteerd tijdens Verspanen 2020 op 24 januari in het techniekHuys in Veldhoven.
De testen zijn uitgevoerd op de freesmachine bij het Teclab in Eindhoven door dezelfde frezer. De volgende materialen zijn hierin meegenomen: Inconel 718, aluminiumlegering 5083 en 7075, titanium grade 5 en zuurstofvrij koper. Deze materialen worden onder andere gebruikt in de hightechindustrie. Alle partners in het project willen de invloed aantonen van vloeibaar gereedschap op onder andere de verspanende eigenschappen, gereedschapstandtijd, oppervlaktekwaliteit en reinheidsklasse (grade 2). En in latere onderzoeken ook op vervolgprocessen zoals coaten en anodiseren.
Om tot kwalitatieve resultaten te komen zijn bij iedere test onder dezelfde omstandigheden dezelfde materialen en een nieuwe frees gebruikt. Tussen de verschillende emulsies door is  de machine uitgebreid schoongemaakt door een externe firma. De werkstukken zijn getest op kwaliteitsverschillen zoals oppervlaktekwaliteit volgens de laatste technologie van Mitutoyo. Maar ook is onderzocht of de duurzaamheid voldoet aan de laatste REACH-regel- en wetgeving, dus vrij van boorzuur en formaldehyde(donoren) van de koelvloeistoffen. Daarnaast is door Innovar gekeken wat de invloed is op de reiniging, het uitstoken en de RGA-meting.
Precisietoevoer van emulsie
Buiten het juiste koelmiddel is ook de juiste koelmiddeltoevoer van belang. Niet een grote hoeveelheid maar de juiste hoeveelheid pér proces is van belang, evenals de juiste snelheid. Door gebruik te maken van onder andere 3D-geprinte koelnozzles kan het koelmiddel precies in de contactzone worden gebracht, daar waar de koeling, spoeling én smering nodig is. Grote laminaire volumestromen geven een slechte koeling. Met de INNOZL technologie komt het koelmiddel in de vorm van microdruppels in de zone waar wordt verspaand. Vele kleine druppels hebben namelijk een grotere koelende capaciteit dan een grote volumestroom. De toekomst van verspanen is gebaat bij een groene aanpak, niet de grote hoeveelheid maar de juiste hoeveelheid is belangrijk. Kleinere pompen en koel- en filterinstallaties zijn het resultaat. Deze geven een significante reductie in koelmiddel gerelateerde bedrijfskosten.
Vingerafdruk van emulsie
Koelsmeermiddelen hebben een behoorlijke invloed op het verspaningsproces. Dus is het noodzakelijk inzicht te krijgen in de actuele toestand van het bad om problemen met standtijden en nauwkeurigheden te voorkomen. De samenstelling van de emulsie is als ‘vingerafdruk’ te meten en te vergelijken met die van het oorspronkelijke verse bad (wanneer een bewerking optimaal gebeurt). De meetmethode van 2-S, gebaseerd op infraroodspectometrie, meet de concentratie van de afzonderlijke bestanddelen. Belangrijker is echter om te weten of de verhouding tussen de verschillende bestanddelen nog goed is. Daartoe wordt de concentratie van de bestanddelen gemeten, waaronder olie, emulgatoren en esters. Als het smerend bestanddeel (de esters) in het bad kleiner wordt, zien we dat direct terug in de verhoudingen. Door wekelijks een nieuwe meting te doen en deze te vergelijken met het uitgangspunt, krijg je snel inzicht in de kwaliteit van het bad en kun je ingrijpen voordat de verandering invloed heeft op het verspaningsproces.
Benieuwd naar de resultaten?
Kom op 24 januari 2017 naar de themamiddag in het techniekHuys in Veldhoven. U kunt zich op www.verspanen2020.nl aanmelden voor deze activiteit van het Mikrocentrum en Teclab. Partners in het project zijn: 2-S/Petrofer, Alumeco, CNC Consult, De Ridder THO, Innovar, Metel, Mitutoyo, Seco Tools en Van den Akker Fluidservices.
De toekomst van verspanen
De presentatie van de testresultaten over de koelmiddelen zijn een onderdeel van de tweede editie van Verspanen 2020. Opnieuw zal tijdens dit evenement (congres en expo) de toekomst van verspanen onder de loep worden genomen.
Nieuw dit jaar zijn onder meer een Verspanen-Café en diverse thematafels. Hier worden vragen besproken als: Zal het in 2020 mogelijk zijn om enkelstuks te produceren tegen een prijs die nu alleen nog voor massaproductie mogelijk is? Is het hebben van een visie en doelstelling voor 2020 een garantie tot succes?
Een keur aan sprekers zal de ingrediënten aanbieden die noodzakelijk zijn voor een gezonde toekomst, ondersteund door concrete stappen die voor verspaners van belang zijn om hun doelstellingen waar te kunnen maken. Een centrale rol is daarbij weggelegd voor de Schijf van 5: Machine, Gereedschap, Opspanning, Programmering en Koelsmeermiddelen – criteria voor een perfect product.
