novembre 20, 2023
Cos’è il lubrorefrigeranteTrattandosi di una guida sulla lubrorefrigerazione, non può mancare una spiegazione su cos’è il lubrorefrigerante.
Si tratta di un fluido funzionale a lubrificare e raffreddare gli utensili da taglio impiegati nelle lavorazioni meccaniche, nonché ad asportare il truciolo prodotto da queste ultime.
Lubrificare il contatto utensile-pezzo è fondamentale per ridurre l’attrito, il conseguente calore che si sviluppa e l’usura.
Raffreddare la zona di lavorazione, esposta ad elevato calore a causa dell’attrito generato all’interfaccia utensile-pezzo, è fondamentale per prevenire i fenomeni di grippaggio.
L’olio lubrificante può essere:
· Minerale.
· Vegetale.
· Di sintesi.
E può essere:
· Miscibile in acqua (in questo caso si tratta di emulsioni o soluzioni).
· Non miscibile.
Riguardo alla composizione del lubrorefrigerante, essa può variare in funzione del materiale del componente da lavorare e di quello dell’utensile.
Comunque, in linea di massima, la formulazione è:
· 50% di olio lubrificante.
· Additivi specifici per il materiale.
· Una piccola parte di acqua.
La scelta del lubrorefrigerante più adatto va ponderata sulla base della specificità dell’applicazione.
In particolare, bisogna tener conto di fattori come:
· Tipologia di lavorazione meccanica da effettuare.
· Resistenza meccanica dell’utensile da impiegare.
· Pressione dell’utensile contro il pezzo da lavorare.
· Velocità di taglio da attuare.
· Calore generato per attrito.
· Macchina utensile da utilizzare per la lavorazione.
Importanza della lubrorefrigerazione
La lubrorefrigerazione riveste un’importanza di gran rilievo nel mondo della meccanica di precisione.
I concetti di lubrificare e raffreddare durante il processo produttivo sono noti già da molto tempo, ma più recentemente sono stati avviati veri e propri studi per comprenderne i meccanismi e i fattori d’influenza.
Ciò in quanto la lubrorefrigerazione ricopre un ruolo decisivo nella riuscita del processo produttivo di un manufatto.
Essa infatti concorre alla massima efficienza di processo, impattando su:
· Vita e performance di utensili e macchine utensili.
· Adeguata evacuazione di trucioli.
· Qualità del componente meccanico finito.
Per questi motivi la lubrorefrigerazione dev’essere ben compresa, oculata, precisa e mirata.
Inoltre, affinché sia davvero funzionale all’ottenimento della massima qualità, deve garantire la pulizia.
Vi sono infatti alcune sostanze che possono ostacolare quest’ultima, come inquinanti, vernici, oli estranei, pulviscoli metallici, batteri all’interno del lubrificante ecc.
Il livello di pulizia del lubrorefrigerante dipende dalla modalità, o meglio intensità, di filtrazione del fluido.
Essa può essere:
· Sui valori di 0.08÷0.1 µm, per cui si parla di nanofiltrazione.
· Al di sotto di 5÷7 µm, per cui si parla di microfiltrazione.
· Sui valori inferiori a 10 µm, per cui si parla di filtrazione fina.
Lubrorefrigerazione in base ai materiali
Affinché la lubrorefrigerazione sia ottimale, va considerata specificatamente in base ai materiali da lavorare.
Infatti ciascuno ha le sue proprietà fisiche, chimiche e meccaniche, che vanno trattate in maniera differente e appropriata.
Prendiamo ad esempio alcuni materiali come:
· Alluminio.
Tutte le leghe di alluminio si sposano bene sia con la lubrorefrigerazione che con la lavorazione a secco.
Chiaramente per una scelta ottimale bisogna considerare lo specifico tipo di lega.
Solitamente sono consigliate emulsioni con buona capacità detergente, funzionale ad evitare la macchiatura (le leghe di alluminio possono essere facilmente macchiate dagli oli).
Al termine della lavorazione, il pezzo dev’essere lavato con un detergente adeguato, così da garantire massima pulizia.
E’ importante che il fluido da taglio sia pulito e filtrato, e che sia utilizzato sulla punta dell’utensile come anche sul pezzo, così da evitare shock termici.
Dunque sommariamente è consigliabile un lubrorefrigerante con elevata untuosità e al contempo buone proprietà detergenti.
· Titanio.
Il titanio esige una lubrorefrigerazione costante, abbondante e ad alta pressione (quest’ultima allunga significativamente la durata dell’utensile).
Infatti il raffreddamento è fondamentale per questo materiale, in quanto la scarsa conducibilità termica sfavorisce la dissipazione di calore e dunque conduce ad un aumento di temperatura.
Dunque il lubrorefrigerante ottimale per il titanio e le sue leghe deve garantire elevata lubricità che, assieme al potere refrigerante fornito dalla massa del fluido nella zona di taglio, deve consentire la massima asportazione del calore di lavorazione.
Ciò serve ad evitare fenomeni di grippaggio e rottura.
· Superleghe.
Nella lavorazione delle superleghe la scelta del fluido refrigerante adeguato è davvero fondamentale: quando non è idoneo si creano problemi nella finitura e nella rugosità superficiale.
È consigliabile impiegare lubrorefrigeranti emulsionabili, grazie alla loro più forte capacità di abbattere il calore (le superleghe tendono a generarne molto).
Inoltre gli emulsionabili permettono anche di usare pressioni in macchina decisamente importanti, cosa che sarebbe praticamente impossibile con olio intero.
Dato che si tende a lavorare in condizioni estreme di pressione, diventa molto importante anche l’utilizzo dei corretti additivi EP.
Va anche detto, a titolo indicativo, che si usano lubrorefrigeranti miscibili con concentrazione:
· 5-8% per le leghe.
· 6-8% EP (Extreme Pressure) per l'acciaio.
· 8-12% EP quando rivestono ruoli significativi nell'asportazione del truciolo dagli ingranaggi.
· 3-5% miscibili per i lavori di rettifica.
Lubrorefrigerazione e sostenibilità
Un’ultima questione da affrontare riguarda la lubrorefrigerazione e le sue implicazioni per la sostenibilità ambientale, per quanto riguarda produzione, smaltimento e riutilizzo.
La Normativa Europea denominata REACh, in vigore dal 2007, fornisce indicazioni ben precise sulla scelta e sull’impiego dei lubrorefrigeranti.
Inoltre vi è la “Candidate List”: una lista di sostanze estremamente preoccupanti che l’Agenzia Europea delle sostanze chimiche (ECHA) ha l’obbligo di monitorare e aggiornare.
Emerge l’importanza che tutti i lubrorefrigeranti siano privi delle sostanze contenute nella lista, come Boro e Donatori di Formaldeide.
Queste normative e la maggiore attenzione alle tecnologie “green” hanno favorito l’introduzione e la produzione di fluidi lubrorefrigeranti (sia miscibili in acqua che non miscibili) a base di esteri sintetici.
Questi comportano molti vantaggi, come:
· La formulazione a partire da basi rinnovabili (vegetali, animali selezionate e trasformate) invece che da basi esauribili (oli minerali da basi petrolifere e petrolchimiche).
· L’offerta di un profilo igienico-sanitario decisamente migliorato rispetto ai prodotti tradizionali di natura minerale.
· La garanzia, da un punto di vista tecnico-produttivo, di eccellenti performance di lubrificazione, grazie alla polarità delle molecole di estere (alcool grasso + acido grasso) che assicurano un'ottimale distribuzione del film lubrificante sulla superficie del pezzo in lavorazione.
Officine Meccaniche Marcucci si distingue per l’attenzione a tutti i fattori suddetti e per la conoscenza approfondita dell’impiego del lubrorefrigerante.
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