합성 절삭유로 CNC 절삭 효율 높이기: 더 빠른 속도와 높은 이송

CNC 가공 생산성을 쉽고 저렴하게 높이는 방법을 찾고 계십니까? 절삭유 교체만으로도 충분할 수 있습니다.

새롭거나 개선된 절삭 공구, 소프트웨어 패키지, 워크홀딩, 공작기계가 매일같이 나오고 있습니다. 모두 CNC 가공 작업을 더 효율적이고 비용 효과적으로 만들기 위해 설계되었습니다.

하지만 더 높은 생산성을 가로막는 한 가지 기본이자 종종 과소평가되는 퍼즐 조각, 바로 절삭유에 대해 생각해 보셨나요?

"많은 작업장이 공작기계와 다른 가공 기술은 업그레이드하면서 절삭유는 동시에 업그레이드할 생각을 못 합니다."라고 마스터 플루이드 솔루션즈(Master Fluid Solutions)의 글로벌 교육 디렉터 존 트리즈(John Treese)는 말합니다. "새 고성능 콜벳에 납 첨가 휘발유를 넣는 격입니다. 한동안은 달리겠지만, 결국 문제가 생기기 시작할 겁니다."

에스테르 등 화합물을 통한 윤활성의 중요성

이 중 주요 우려는 공구 수명 단축과 공작기계의 최대 잠재력 미실현입니다.

오늘날 프리미엄급 반합성 절삭유는 고윤활성 에스테르(ester)와 기타 화학 화합물로 이 두 문제를 해결합니다. 기존 절삭유에 있는 염소화 파라핀과 황 기반 극압(EP) 첨가제를 줄이거나 없앱니다.

트리즈에 따르면 에스테르는 에멀전 타입 절삭유 내 미세 오일 방울 주위에 촘촘한 경계층을 만들어 압력 하에서 방울이 분해될 가능성을 낮춥니다. 이 첨가제는 극성을 띠어 분자 수준에서 공작물에 달라붙습니다.

잔여물을 남길 만큼 끈적이지 않지만, 충분히 '끈적여' 공구가 윤활제를 밀어내기 어렵게 만듭니다.

결과는 최신 공작기계와 툴패스로 가능한 더 높은 절삭 속도와 이송률에서 광범위한 금속에 걸쳐 더 효율적인 가공을 위한 더 나은 윤활성입니다.

에스테르 기반 절삭유 사용은 다른 이점도 있습니다. 더 나은 윤활제라 절삭유를 만드는 농축액이 덜 필요합니다. 에스테르는 공작기계 섬프(sump)에 숨어 있는 박테리아의 '먹이'인 황을 줄여 악취를 줄이고 제품 수명을 늘립니다.

에스테르는 에멀전 내 물의 상대적 비율을 높여 절삭유의 가공점 냉각 능력을 향상시킵니다. 이는 알루미늄 고속 가공에 중요합니다. 고성능 반합성은 일반적으로 일반급이나 '구식' 절삭유보다 갤런당 비싸지만, 생산성 향상과 그로 인한 수익 효과를 고려하면 장기 비용은 훨씬 낮을 수 있습니다.

더 많은 혁신이 옵니다. "금속가공유, 기계 윤활유, 쿨런트의 미래"에서 진화를 읽어보세요.

더 깨끗한 절삭유 화학

마지막으로 황과 염소화 파라핀을 에스테르로 대체하는 건 환경에도, 공작기계 조작자에게도 더 좋습니다.

"지난 20여 년간 특히 염소화 파라핀이 EPA로부터 강한 조사를 받아, 우리는 선제적으로 더 안전하고 효과적인 대안, 그중 에스테르를 찾기로 했습니다."라고 캐스트롤(Castrol, BP America 사업부)의 엔지니어링 매니저 팀 스타이어스(Tim Stiers)는 말합니다. "이로써 몇 가지 중요한 보건·안전 우려를 해소했습니다."

캐스트롤 등도 여전히 황 기반 EP를 쓰지만, 이제는 황화 에스테르(sulfurized esters)라 색이 더 밝고, 사람 피부에 덜 자극적이며, 황 기반 오일보다 악취가 훨씬 적습니다. 프리미엄급 절삭유가 레거시 유체보다 방치에 훨씬 더 강하므로 더 오래 양호한 상태를 유지할 겁니다.

새로운 유체 화학에서도 최대 섬프 수명을 위해 최소한의 유지보수는 필요합니다.

"확실히 더 오래 가지만, 그게 절삭유 브랜드나 가격에 상관없이 무시해도 된다는 뜻은 아닙니다."라고 스타이어스는 말합니다. "진실은 우리가 트램 오일 스키밍 안 하고, 굴절계로 절삭유 농도 정기 체크 안 하고, 유체 제대로 안 섞고, 재활용도 안 하는 작업장을 너무 많이 방문한다는 겁니다. 그래서 우리는 조작자 교육과 제대로 된 쿨런트 유지보수 도구 제공을 큰 지지자로, 그들이 유체에서 온전한 가치를 얻도록 돕습니다."

쿨런트와 유체 재활용으로 비용 절감과 효율 증대하는 법도 있습니다. "MWF 재활용으로 기계 쿨런트 폐기 감소"에서 확인하세요.

지금 효율성: 고성능 유체와 HPC의 결합 필요성

스타이어스는 고성능 반합성 절삭유 채택의 또 다른 중요한 이유를 지적합니다: 고압 냉각수(HPC)입니다.

"레거시 유체로 HPC 써본 사람은 1,000 PSI 이상에서 거품이 잘 일어난다는 걸 알았을 겁니다."라고 그는 말합니다. "섬프가 충분히 커서 기포가 가라앉을 시간이면 문제가 안 될 수 있지만, 대부분 경우 우리는 반합성을 권장합니다. 소포 성질이 있고 이 높은 압력에서도 꽤 잘 작동하니까요."

마스터 플루이드 솔루션즈의 트리즈는 기계 절삭 속도와 관련해 다소 놀라운 권장사항도 제시했습니다.

"우리 고객 중 한 명이 구형 기술 절삭유를 반합성으로 교체했는데 공구 수명이 70%나 떨어졌습니다."라고 그는 말합니다. "당연히 화가 났죠. 현장에 가서 공구가 어떻게 망가지는지 봤습니다. 새 유체가 너무 윤활성이 좋아 절삭 영역에서 공구가 제대로 작동할 만큼 열이 발생하지 않았던 겁니다."

마스터 플루이드가 고객에게 절삭 속도를 2배로 올리라고 조언하기 전까진 이전 공구 수명을 회복 못 했습니다.

"실제로 공구 수명이 떨어지기 시작하기 전 3배까지 올릴 수 있었습니다."라고 그는 말합니다. "고객은 결과에 대만족했습니다. 올바른 절삭유를 쓰면 작업장이 얼마나 더 생산적일 수 있는지 보여주는 훌륭한 예입니다."

섬프에서 거품이 너무 자주 발생하나요? HPC 부족 탓일 수 있습니다. 금속가공 포럼에서 의견을 말하고 질문하세요.