금속 가공유, 기계 윤활유 및 냉각수의 미래

미래는 냉각수, 윤활유 및 금속 가공유에 어떤 영향을 미칠까요? 오늘날의 냉각수 환경과 미래의 혁신의 발전을 더 잘 이해하기 위해 업계 베테랑들과 이야기를 나눴습니다.

금속 가공 유체의 새로운 기능과 다음 기능은 무엇입니까? 몇 가지 필수 조건에 따라 다릅니다. 절단되는 재료는 무엇입니까? MWF가 사용되는 시점에 MWF를 관리하는 규정 및 현지화된 요구 사항은 무엇입니까? 그리고 냉각의 본질을 바꿀 수 있는 툴링 및 제조 전반의 혁신은 무엇입니까?

시장 관점에서 금속 가공 유체 시장은 2025년까지 전 세계적으로 150억 달러로 성장할 것으로 리서치 회사이자 컨설팅 회사인 Global Market Insights에 따르면 예상됩니다. 2016년 Markets and Markets Research는 MWF 시장이 연간 복합 성장률 3.2%로 2020년까지 97억 4천만 달러에 이를 것으로 추정했습니다.

강철 및 철과 같이 절단되는 많은 금속의 경우 물이나 기름(또는 둘 다)을 사용한 윤활이 칩 잔해를 제거하는 데 중요하며 첨가제는 금속이 변형되는 것을 방지하고 녹을 방지하는 데 도움이 됩니다. 이러한 유체는 냉각 표면 온도와 공구 수명을 유지하십시오. 그러나 MWF가 작용할 때마다 건강 및 안전 문제가 발생하므로 유체 제조업체는 성능을 최대화하고 낭비를 최소화하는 데 도움이 되도록 공식 및 화학 성분을 지속적으로 조정하고 재조정합니다. 고객은 냉각수를 재활용하여 비용을 절감할 수 있기를 원하며 이미 사용한 냉각수가 건강 문제를 일으키지 않고 가능한 한 오랫동안 섬프에 살기를 원합니다.

쉽지 않은 작업입니다. 전반적으로 가장 큰 건강 문제는 피부 자극입니다. 모든 제조업체가 이를 방지하기 위해 노력하지만 미스트 수집기와 같은 올바른 시스템과 장갑, 보안경 및 안면 마스크와 같은 보호 장비도 사용해야 합니다. 유체 제조기를 찾으십시오.

부품 제작 성능 요구 사항과 원하는 건전한 결과 간의 균형을 유지함으로써 혁신이 일어나고 있습니다. 이러한 요구 사항을 충족하는 것이 점점 더 쉬워지고 있지만 거기에 도달하기까지는 갈 길이 멀었습니다. 최소량의 윤활을 향한 움직임이 있습니다. 이것이 바로 그 소리입니다. 최소량의 화학 물질, 첨가제 및 유화제와 함께 최소량의 윤활제를 사용하십시오. 다른 화학 물질 기반 건강 문제에 대한 우려와 우려로 인해 많은 규제 기관과 전체 지역에서 특정 화학 물질의 사용을 완전히 금지하는 경우가 많습니다.

지평선 너머에는 아마도 쓸모없게 될 유체의 머나먼 웅성거리는 소리가 들릴 것입니다. 그 일이 일어나려면 아직 갈 길이 멀지만 인터뷰에 응한 기업들이 시장을 지켜보는 리서치 애널리스트와 마찬가지로 가능성을 인식하는 것으로 충분합니다.

MWF와 관련된 위험이 일부 규제 기관이 생각하는 만큼 위험합니까? 인터뷰에 응한 유체 제조업체는 건강 및 안전 문제에 크게 공감하지만 문제를 해결하기 위해 지나치게 노력한다는 점에는 동의합니다.

금속 가공 유체, 냉각제 및 기계 윤활유:우리의 과거, 현재 위치

기술이 기계가공 속도를 높이는 데 도움이 되고 부품을 더 빨리 만들어야 한다는 압박이 사라지면서 유레카 순간이 있었습니다. Milacron의 Cimcool Fluid Technology의 수석 제품 관리자인 Bruce Koehler는 말합니다. 그리고 스트레이트 오일은 타지만 물은 타지 않습니다.

Koehler는 "우리는 기름을 사용하는 것에서 물과 기름을 사용하거나 물만 사용하는 것으로 이동했습니다."라고 말합니다. 오늘날에는 예전보다 MWF가 덜 사용됩니다. “금속 가공 유체에 사용되는 화학 물질 목록은 안전 및 건강 문제에 따라 점점 더 짧아지고 있습니다. "

많은 제조업체가 50대의 기계에 서비스를 제공하는 10,000갤런 섬프 시스템에서 5대의 기계 셀 내에서 기계당 50갤런 섬프를 사용하도록 이동했습니다. 또한, 제형 및 화학 화합물은 원료 가용성 및 고객의 현지화 요구와 같은 문제에 따라 항상 변경됩니다.

Koehler는 "많은 화학 재편성이 일어나고 있으며 규정 및 현지 요구 사항으로 인해 즉시 조정할 수 있습니다."라고 말합니다. "제형의 관점에서 화학 물질이 공정의 부산물인 경우가 있습니다."

30년 전, 합성 유체는 그들이 남기는 공격적인 잔류물로 인해 나쁜 이름을 얻었습니다. 잔류물은 매우 끈적거리고 기계의 페인트와 기타 부품을 손상시킬 수 있었습니다. 더 이상 그렇지 않습니다. 전문가의 주장을 들어보십시오.

"저희는 지난 13년 동안 많은 반합성 유체를 개발하여 생물 안정성, 유제 안정성을 개선하고 집수조 수명과 성능을 개선하는 데 많은 도움이 되었습니다."라고 의 응용 엔지니어인 Brian Halstead가 말했습니다. 캐스트롤 인더스트리얼. "우리의 목표는 사용량을 줄이고 폐기물을 줄이며 건강과 안전을 개선하는 것입니다."

중압 및 고압 냉각수 시스템, 섬프, 스키머 및 여과 시스템과 같이 냉각수와 함께 사용되는 모든 보조 기술은 모두 MWF의 사용 및 유지 관리에 영향을 미쳤습니다.

Koehler는 "36년 전에 시작했을 때 유체가 탱크에서 나와 작업 영역으로 이동하는 스핀들에서 나오는 정상 압력이 최대 300psi였습니다. "이제 우리는 재료가 최대 1,200psi까지 작동하는 압력에 대해 이야기하고 있습니다. 이는 압력의 4배입니다."

냉각수 유지 관리 및 폐기에 대한 지침이 필요하십니까? "기계유 유지보수 및 냉각수 폐기를 최적화하기 위한 4가지 팁"을 읽으십시오.

점점 더 적은 양의 화학 첨가제가 사용됨에 따라 수질과 구성 성분이 냉각수의 성능과 화학적 성질에 있어 또 다른 핵심 요소가 되었습니다. "예를 들어 인디애나는 경수로 유명하지만 켄터키 주의 물은 연수입니다."라고 Koehler는 말합니다. 따라서 제조업체의 지역에서 사용할 수 있는 특정 물에 의해 도입될 수 있는 요소와 기계에서 일어나는 일을 변경하는 다양한 조건을 항상 다루고 있습니다. 제형은 물 공급에 따라 변경되어야 합니다.

그러나 냉각수에 첨가제, 유화제 및 윤활유 품질이 여전히 필요합니다. 자동차, 항공우주 및 의료 부품 가공 업계에서는 더 가벼운 무게에 더 강한 재료를 사용하는 추세입니다. 고온 합금 및 크롬은 더 빠르게 작동하고 가공 작업에서 열을 증가시킵니다. 작업에서 열을 제거하는 가장 좋은 방법은 윤활을 돕는 합성 유체를 사용하여 특히 더 단단한 재료에서 절단을 더 쉽게 할 수 있도록 하는 것입니다.

특히 항공우주 분야에서는 유분이 함유된 제품이 여전히 사용되고 있지만 90~95%의 물로 희석되고 있다. 업계는 6000 시리즈 알루미늄에서 티타늄으로 이동하고 있습니다. 이는 합성 유체와 더 잘 어울리는 경향이 있다고 Koehler는 말합니다.

Koehler는 "내가 합성 물질에 대해 좋아하는 것은 집수조 수명입니다. 박테리아가 잘 자라지 않습니다."라고 말합니다. “생물학적 관점에서 보면 오래 지속됩니다. 거품이 나지 않습니다. 그리고 시야가 깨끗하기 때문에 기계 작업자가 기계 도어를 닫고 시각적 방해 없이 절단부를 들여다보고 관찰할 수 있습니다.”

금속 가공액은 어디로 가고 있습니까?

냉각수 및 냉각수 시스템의 방향과 미래에 있어 중요한 요소는 재료와 그 응용 분야에 있습니다. 미래에 사용될 재료의 대부분은 제조업체가 알고 있는 만큼 유체 제조업체에게 반드시 알려진 것은 아닙니다. 하지만 그렇다고 해서 제조업체가 낭비 없는 제품 라인을 향한 혁신을 시도하는 것을 막을 수는 없습니다.

Halstead는 "우리는 수성 유체에 대해 부품을 세척하고 냉각수의 모든 요소를 ​​호환 가능하게 하여 섬프 유지 관리를 돕는 클리너인 이중 목적을 제공하는 '합동 화학'이라고 부르는 영역을 가지고 있습니다."라고 말합니다.

키커? 기름을 제거할 필요가 전혀 없습니다. 낭비는 시스템을 변경하러 갈 때만 있습니다. Castrol Industrial은 구형 유체 기술의 일부 제품 라인에서 제품 사용량이 약 40% 감소하고 있다고 주장합니다.

Koehler는 Milacron Cimcool이 면밀히 주시해 온 분야는 오늘날과 같이 미세한 고체 나노입자를 사용하여 수성 유체 대신 윤활에 사용할 수 있는 나노기술이라고 말했습니다. 여기에는 가능성이 있지만 작업자의 폐에 어떤 영향을 미칠 수 있는지에 대한 연구는 아직 충분하지 않으므로 여전히 관망하는 접근 방식이라고 Koehler는 인정합니다.

"우리는 또한 수성 냉각수의 습윤 특성을 개선하기 위해 노력하고 있습니다. 그래서 기계의 부품을 더 잘 떼어내고 잔류물을 덜 남기고 섬프의 수명을 향상시킵니다."라고 Halstead는 말합니다. "집중 안정성도 개선하고 있으므로 사용량을 줄이면 유지 및 안정화를 위해 농도가 필요하고 차이를 메우기 위해 고갈되지 않고 더 많이 사용할 필요가 없습니다."

그러나 궁극적으로 주요 유체 제조업체는 한 가지만 하려고 합니다. 전 세계적으로 사용할 수 있는 글로벌 제품 안정성을 만들고 고객의 요구에 맞게 현지화하는 것입니다. 그런 다음 도전 과제는 냉각수 테스트 및 최적화를 통해 축적된 지식을 바탕으로 현지 및 지역 법률 및 수질 조건을 고려하여 이러한 요구 사항에 맞춤화하는 데 도움이 되는 것입니다.

피할 수 없는 재료 이동을 파악하기 위해 주요 유체 기업은 공장에서 고객 파트너와 협력하고 현재의 머시닝 센터 실험실에서 가능한 한 실제 조건에 가까운 테스트를 수행합니다. 일부는 특허 출원 중인 재료에 대해 고객 및 잠재 고객과 직접 협력하여 새로운 냉각수 공식을 테스트하거나 새로운 금속 재료로 작업하고 효과가 있는 것을 실험합니다.

예를 들어 Castrol Industrial은 사우스 캐롤라이나주 그린빌에 있는 General Electric과 협력하여 유체 제조업체가 개발 중인 특허 출원 중인 항공우주 재료에 노출되어 있습니다. Castrol은 또한 여러 유체 응용 분야에서 Ford Motor Company 및 GM 및 Toyota와 같은 다른 자동차 제조업체와 협력하고 있습니다.

염소 및 DCHA 제거

염소, DCHA(또는 디시클로헥실아민) 및 붕소는 유체 제조업체에 의해 냉각제에서 제거됩니다. 염소는 종종 박테리아를 죽이는 데 사용되지만 폐와 피부에 위험할 수 있습니다. "2차 아민"인 DCHA는 pH 안정제로 사용되지만 최근 연구에 따르면 피부를 통해 위험한 노출이 발생할 수 있습니다. 따라서 많은 2차 아민이 냉각수 공식에서 제거되고 있다고 유체 제조업체는 말합니다. 1차 아민만 사용하면 제품에 화학 물질이 덜 함유되어 피부 자극 및 기타 건강 문제를 일으킬 가능성이 줄어듭니다.

무붕소 냉각수로의 전환

왜요? 특정 수준의 붕소는 잔류물을 축적하고 부품, 스핀들, 컨베이어 및 절삭 공구에 달라붙어 공구 수명을 저하시킬 수 있기 때문에 공구 수명 성능을 저하시킬 수 있다고 Halstead는 말합니다. Castrol Industrial은 금속 절삭 공구 및 코팅을 사용하여 실험실에서 CNC 기계를 테스트하여 이를 발견했습니다. 부식 방지 화학 물질인 붕소는 도움이 되지만 농도가 높을수록 위험할 수 있으며 이는 회사의 최우선 과제입니다.

Halstead는 붕소 속성에는 좋고 나쁨이 있다고 말합니다. "붕소는 pH 완충 및 안정화 효과가 있으며 종종 긍정적으로 여겨지는 녹 방지 또는 'RP'가 있습니다." 그러나 냉각수 폐기물이 섬프에 점점 더 오래 머무르는 낮은 수준에서도 시간이 지남에 따라 집중될 것이므로 일부 회사에서는 이를 완전히 제거하기를 원합니다.

건식 가공 및 적층 제조의 역할

냉각수를 사용할 필요가 없는 건식 가공 기술과 적층 제조 공정의 등장으로 MWF 사업은 툴링 제조업체를 포함하여 장기적으로 잠재적인 경쟁에 직면하고 있습니다. 또한 환경 및 건강 문제로 인해 많은 규제 기관에서 제조업체가 MQL이라고도 하는 최소 윤활유를 사용하도록 강요하고 있습니다.

Fuels &Lubes의 Aaron Stone은 다음과 같이 말합니다. 국제 . "고급 세라믹과 다이아몬드, 입방정 질화붕소 툴링의 등장으로 과도한 마모 없이 윤활이 제한되거나 전혀 없는 고온 가공이 가능해졌습니다."

업계의 궁극적인 방향에 관계없이 유체 제조업체는 한 가지에 동의합니다. 유체의 농도는 5~10%로 사용되어야 한다는 것입니다.

Koehler는 "은퇴할 때도 시작할 때와 마찬가지일 것입니다."라고 말합니다. “모든 사람들은 항상 많을수록 좋다고 생각하거나 돈을 절약하고 적게 사용하고 싶어합니다… 또는 거품. 이것이 이 사업에서 일관된 것입니다.”

그의 조언? 깨끗한 상태로 유지하고 필요한 곳에 농도를 유지하면 성공적인 금속 가공액 작업을 할 수 있습니다.

어떤 금속 가공 유체를 사용합니까? 이 제품의 미래는 어디로 향하고 있습니까? 생각을 공유하세요.