極低温冷却により、摩耗と工具寿命が短縮されます

とりわけ、大型航空機のブームはそれらをひっくり返しています 物質界 um：突然、チタン、ニッケルベースの合金、高強度鋼、炭素繊維プラスチック（CFRP）はすべて、大規模かつ高い生産性で機械加工する必要があります。 生産における従来の冷却潤滑剤の概念は、ここで物理的な限界に達することがよくあります。 新しい冷却コンセプトは 極低温冷却、ISFで ドルトムント工科大学 研究中です。 

極低温冷却は、1950年代に米国に存在していたため、それ自体はまったく新しいものではありません。 COによる最初の冷却の試み₂。 1990年代後半に、コロンビア大学で、窒素冷却に関する2003の産業会社による主要な研究プロジェクトがありました。 インスティテュート・フォー・マシニング・プロダクション（ISF）は、XNUMX年に高合金鋼で始まり、近年、チタンやニッケルベースの合金などの特殊な材料を加工する際の極低温冷却に集中的に取り組んできました。

チタン合金を加工する際の極低温冷却

極低温冷却は、 チタン合金切削材料の点で非常に限られていること。 それはここで見つけることができます ツール セラミックとCBNで作られた刃先は短時間で摩耗するため、硬質金属のみを使用してください。 硬質金属工具でチタンを加工する際の生産性を高めるために、適合した冷却プロセスが必要です。 ここでは、例えば、高圧冷却潤滑がそれ自体を証明しています。

新しい冷却プロセスでは、 工具寿命 または、切断速度を上げて、機械加工の生産性を高めます。 これは確かに非常に動機付けの要因です。たとえば、CFRPのシェアが拡大しているため、チタンの使用がますます増えている急速に成長している航空業界ではそうです。

さまざまな冷却コンセプトの調査

インクルード ISF 氾濫、高圧、COで実験を行った₂スノージェット冷却、および極低温技術と最小量の潤滑の組み合わせ。 高温域用のニッケル基合金であるインコネル718では、純粋なCO₂-潤滑不足を冷却すると、ひどい摩耗につながります。 最小量潤滑（MQL）（準乾式機械加工）との組み合わせにより、側面とノッチの摩耗が減少します。

オフィスとホームオフィスの人間工学に基づいたコンピュータワークステーション

ただし、成功は、 フィードの種類、最小供給量の圧力と耐寒性MQLオイルの正しい選択。 設計にはまだアクションの必要性があります。 極低温冷却ではCOのみに焦点を当てています₂、ツールの冷却の種類によって異なります。

死 内部ツール冷却冷却孔の導入により技術的に非常に複雑な、は、供給全体でほぼ-200℃の温度で窒素が存在するため、窒素でのみ実現できます。 冷却媒体がノズルを介して外部から供給される場合、窒素とCOの両方₂ 適切。 新興CO₂ 温度は摂氏マイナス82度で窒素よりも低くなりますが、CO₂ ノズルが現れるまで液体状態です。

冷却技術の新しいトレンド

ちなみに、極低温冷却は 誇大広告ではなく本当のトレンド：一方で、航空業界はより効率的なプロセスを明確に必要としている一方で、研究の観点から、生産性を向上させる方法としての極低温技術の本質的な利点を証明しました。 関心はそこにあります：これは、すでに極低温冷却を備えた機械を購入し、技術をテストしている業界の大手サプライヤーであるPremium AerotecGmbHによって証明されています。

極低温冷却の経済性はそれに依存します CO₂消費 から。 二酸化炭素消費のコストを削減するために、私たちはすでに消費を削減するための研究を実施しました。 COが大幅に削減されることを示しました₂ 質量流量 毎分2,7から0,6キログラムまで正確に加工でき、同様に良好な結果が得られます。 COのさらなる最適化と削減₂-消費、生産性の大幅な向上により、極低温冷却が効果を上げると想定できます。

ツールと機械への適応

極低温用 スノージェット冷却 変更されたツールが必要です。 ノズルがCOに接続されている高圧冷却用のツールを使用できます₂-スノージェットは、距離、形状、直径、場合によっては位置の観点から調整できます。 工作機械では、COの気密および耐圧供給₂-砲塔を通過し、スピ​​ンドルを粉砕するときにスノージェット。

添加剤製造に基づくラビング時の最適冷却

ただし、周囲の温度が非常に低い窒素冷却とは対照的に マイナス200℃ 機械を設計するときに熱補償について心配する必要はありません。 COで₂-全体として、冷却は非常に簡単です。機械のタンクと耐圧ラインが必要です。 このタイプの極低温冷却は、後付けも比較的簡単です。そのため、初期の経験を積むことを望む機械製造業者にも適しています。 全体のプロセスは窒素でより複雑です。

ちなみに、高圧冷却に比べてチタン合金の摩耗も大幅に低減できることをテストで示しました。 加えて 効果的な冷却 作用点とエッジゾーンへの影響を低減するための酸素の置換。