Was ist CNC-Kühlmittel?
CNC-Kühlmittel wird bei der Bearbeitung verwendet, um Cool Und schmieren sowohl das Schneidwerkzeug als auch das Werkstück.
Beim Schneiden von Metall erhitzt sich alles durch Reibung. Hohe Hitze kann Werkzeuge beschädigen und dazu führen, dass Teile verbrennen, sich verziehen oder eine schlechte Oberflächenbeschaffenheit aufweisen.
Kühlmittel können dabei helfen, die Wärme vom Werkzeug und Teil abzuleiten, sodass Sie gleichmäßige Schnitte und eine längere Werkzeuglebensdauer erzielen.
Es verringert die Reibung, wodurch der Verschleiß der Werkzeuge verringert wird und sie länger scharf bleiben.
Kühlmittel spült Späne und kleine Metallteile aus dem Schneidbereich und verhindert so, dass diese das Werkstück zerkratzen oder das Werkzeug blockieren. Einige Kühlmittel schützen Metall auch vor Rost und Korrosion.
Funktionsweise von CNC-Kühlmittel
CNC-Kühlmittel wird über Pumpen und Schläuche in den Schneidbereich geleitet. Es wird während der Bearbeitung auf das Werkzeug und das Material gesprüht, getropft oder geflutet.
Das Kühlmittel nimmt beim Kontakt Wärme auf und leitet diese beim Rückfluss in den Tank ab. Außerdem bildet das Kühlmittel einen dünnen Film zwischen Schneidwerkzeug und Werkstück.
Diese Schicht wirkt als Schmiermittel, sodass weniger direkter Kontakt und Reibung entstehen. Dies sorgt für einen sanfteren Schnitt und verlängert die Lebensdauer der Werkzeuge.
Verschiedene Maschinen verwenden Kühlmittel auf unterschiedliche Weise. Manche verwenden einen Nebel, der mit Luft und Flüssigkeit kühlt, während andere für schwere Arbeiten eine volle Flüssigkeitsflutung verwenden.
CNC-Kühlmittelterminologie
Wenn Sie mit CNC-Kühlmittel arbeiten, werden Sie auf mehrere gängige Begriffe stoßen:
- Konzentration — Die Mischung aus Kühlmittel und Wasser, normalerweise als Prozentsatz angegeben.
- Sumpf – Der Tank, der Ihr Kühlmittel enthält.
- Trampöl — Öl, das durch undichte Maschinen oder ölige Werkstücke in Ihr Kühlmittel gelangt.
- Emulsion – Eine Mischung aus Wasser und Öl, die häufig in wasserlöslichen Kühlmitteln vorkommt.
- pH — Der Säure- oder Alkalinitätsgrad des Kühlmittels beeinflusst seine Funktion und verhindert Rost.
Arten von CNC-Kühlmitteln
| Typ | Hauptverwendung | Hinweise |
|---|---|---|
| Lösliches Öl | Allgemeine Bearbeitung | Gut für die meisten Metalle |
| Synthetik | Hochgeschwindigkeitsschneiden | Kein Öl, weniger Rückstände |
| Halbsynthetisch | Mischung aus Öl und Synthetik | Ausgewogene Leistung |
| Reines Öl | Schweres Schneiden, niedrige Geschwindigkeit | Gute Schmierung, kein Wasser |
Lösliche Öle
Lösliche Öle werden durch Mischen von Öl mit Wasser hergestellt. Diese Kühlmittel werden oft als „Emulsionen“ bezeichnet, da sie beim Mischen eine milchige Flüssigkeit bilden.
Sie sind beliebt, weil sie sowohl Kühlung als auch Schmierung bieten. Sie können lösliche Öle für die Bearbeitung verschiedener Metalle wie Stahl oder Aluminium verwenden.
Sie verhindern Rost und reduzieren den Verschleiß Ihrer Schneidwerkzeuge. Diese Kühlmittel sind einfach zu verwenden, Sie müssen jedoch auf das Mischungsverhältnis achten, um Bakterien und Verderb zu vermeiden.
Vorteile:
- Gut für viele Metalle
- Gleicht Kühlung und Schmierung aus
- Hilft, Rost zu verhindern
Nachteile:
- Kann kaputtgehen, wenn keine Wartung erfolgt
- Muss regelmäßig überprüft werden
Synthetische Kühlmittel
Synthetische Kühlmittel enthalten kein Öl. Sie bestehen aus chemischen Mischungen, die sich vollständig in Wasser auflösen und eine klare oder farbige Lösung ergeben.
Kunststoffe bieten hervorragende Kühlung und halten Ihren Bearbeitungsbereich sauberer. Wenn Sie Nichteisenmetalle bearbeiten oder Teile makellos halten müssen, sind Kunststoffe eine gute Wahl.
Sie fördern das Bakterienwachstum nicht so stark wie lösliche Öle. Allerdings bieten sie bei schwierigen Aufgaben möglicherweise nicht so viel Schmierung.
Gemeinsame Merkmale:
- Hervorragende Kühlung
- Gut für Hochgeschwindigkeits- oder Hochdruckbearbeitung
- Geringer Wartungsaufwand
Nachteile:
- Nicht ideal für starke Schmierung
- Kann in einigen Systemen schäumen
Halbsynthetische Formulierungen
Teilsynthetische Kühlmittel schließen die Lücke zwischen löslichen Ölen und synthetischen Kühlmitteln. Sie enthalten eine Mischung aus Öl und synthetischen Chemikalien und bieten Ihnen die Vorteile beider Typen.
Die Flüssigkeit sieht meist durchscheinend oder trüb aus. Dieser Typ bietet eine ausgewogene Kombination aus Kühlung, Schmierung und Rostschutz.
Teilsynthetische Öle eignen sich sowohl für leichte als auch für mittlere Bearbeitungsarbeiten. Sie sind in der Regel langlebiger als lösliche Öle und verderben nicht so schnell.
Hauptpunkte:
- Gut für allgemeine Bearbeitungszwecke
- Geringerer Wartungsaufwand als lösliche Öle
- Ausgewogene Kühlung und Schmierung
Achten Sie auf:
- Manche benötigen häufigere Konzentrationskontrollen
- Funktioniert möglicherweise nicht gut für sehr schwere Schnitte
Reine Öle
Reine Öle lassen sich nicht mit Wasser mischen. Sie werden pur verwendet und aus Mineral- oder Pflanzenölen hergestellt, manchmal mit Zusatz von Additiven.
Diese Kühlmittel eignen sich am besten für Arbeiten, bei denen Schmierung wichtiger ist als Kühlung. Reine Öle werden hauptsächlich beim Schleifen oder bei langsamen Bearbeitungen verwendet.
Sie schützen Ihre Werkzeuge vor Verschleiß und sorgen für eine schöne Oberflächenbeschaffenheit. Allerdings können sie rauchen und riechen und erfordern aufgrund der Brandgefahr möglicherweise eine besondere Handhabung.
Schnelle Fakten:
- Ideal für Arbeiten unter extremem Druck
- Hervorragende Schmierung
- Kein Mischen erforderlich
Halten:
- Am wenigsten effektiv zum Kühlen
- Kann mehr Schmutz und Dämpfe verursachen
- Benötigt gute Belüftung
Auswahl des richtigen CNC-Kühlmittels
Materialverträglichkeit
Verschiedene Metalle und Kunststoffe reagieren unterschiedlich auf Kühlmittel. Bei der Bearbeitung von Edelstahl beispielsweise hilft ein Kühlmittelfluter, Überhitzung und Kaltverfestigung zu vermeiden.
Für Aluminium sollten Sie ein Kühlmittel verwenden, das keine Flecken oder Korrosion verursacht.
| Material | Kühlmittel benötigt | Warum? |
|---|---|---|
| Edelstahl | Flut, hohe Schmierfähigkeit | Hitze vermeiden, Verschleiß reduzieren |
| Aluminium | Hinterlässt keine Flecken, schaumarm | Korrosion vermeiden |
| Kunststoffe | Leichter Nebel, wenig Schmiermittel | Verhindert Schmelzen, minimaler Verbrauch |
Bearbeitungsanwendungen
Beim Gewindeschneiden ist die Verwendung eines Kühlmittels mit hoher Schmierfähigkeit wichtig, um ein Brechen oder Absplittern des Werkzeugs zu verhindern. Bei der Erzeugung großer Spanmengen ist die Verwendung von Kühlmitteln üblich, da sie die Späne vom Arbeitsbereich wegführt.
Für leichte Fräs- oder Endbearbeitungsarbeiten reicht möglicherweise ein Nebel- oder Sprühsystem aus, um die Arbeit sauberer zu halten. Einige CNC-Bearbeitungen, wie das Bohren tiefer Löcher, erfordern besondere Kühlung.
Umweltaspekte
Viele Kühlmittel enthalten Chemikalien, die bei unsachgemäßer Handhabung gefährlich sein können.
Achten Sie bei der Auswahl eines Kühlmittels auf solche mit weniger schädlichen Inhaltsstoffen oder solche, die biologisch abbaubar sind. Dies trägt dazu bei, Gesundheitsrisiken zu verringern und erleichtert die Entsorgung.
CNC-Kühlmittelzufuhrsysteme
Flutkühlsysteme
Kühlmittelflutsysteme pumpen einen stetigen Kühlmittelstrom auf den Schneidbereich. Dadurch werden Werkzeug und Werkstück gekühlt und Späne und Ablagerungen weggespült.
Normalerweise findet man diese Systeme in Fräs- und Drehmaschinen, die Metalle schneiden. Diese Systeme verwenden Düsen, um große Mengen Flüssigkeit dorthin zu leiten, wo der Schnitt stattfindet.
Dies sorgt nicht nur für eine gute Kühlung, sondern trägt auch dazu bei, das Werkzeug scharf zu halten und die Verbrennungsgefahr zu verringern.
Vorteile:
- Gut zum Kühlen und Reinigen
- Einfache Einrichtung und Wartung
- Geeignet für die meisten Schneidvorgänge
Nachteile:
- Verbraucht viel Kühlmittel
- Muss gereinigt und verschüttete Flüssigkeiten beseitigt werden
- Kann Spritzer verursachen
Nebelkühlsysteme
Nebelkühlsysteme sprühen einen feinen Kühlmittelnebel direkt auf Werkzeug und Werkstück. Dies sorgt für Kühlung und etwas Schmierung, ohne den Bereich wie bei Flutsystemen zu überfluten.
Nebelsysteme erzeugen mithilfe von Luft und Kühlmittel einen feinen Sprühnebel. Sie sind hilfreich bei leichter Bearbeitung, beim Bohren oder bei Arbeiten in engen Räumen.
Vorteile:
- Verbraucht weniger Kühlmittel als Flutung
- Weniger Schmutz und einfacheres Aufräumen
- Gut für kleinere Teile oder wenn keine vollständige Flutung erforderlich ist
Nachteile:
- Bei schweren Schnitten reicht die Kühlung möglicherweise nicht aus
- Feiner Nebel kann die Luftqualität beeinträchtigen, wenn er nicht entlüftet wird
- Benötigt noch Wartung für Düsen und Leitungen
Durchspindellieferung
Kühlmitteldurchlaufsysteme leiten das Kühlmittel direkt durch die Maschinenspindel und das Schneidwerkzeug. Das Kühlmittel tritt an der Werkzeugspitze aus und trifft zuerst auf die Schneide.
Mit diesem System können Sie Kühlmittel genau dort einsetzen, wo es benötigt wird, selbst in tiefen Bohrungen oder engen Bereichen. Es sorgt für hervorragende Kühlung und hilft, Späne aus tiefen Bohrungen zu entfernen.
Hauptmerkmale:
- Leitet Kühlmittel an schwer erreichbare Stellen
- Funktioniert gut beim Tieflochbohren und bei komplexen Schnitten
- Unterstützt höhere Schnittgeschwindigkeiten durch Verbesserung der Werkzeuglebensdauer
Herausforderungen:
- Höhere Kosten für Installation und Wartung
- Funktioniert nur mit Werkzeugen, die für die interne Kühlmittelzufuhr ausgelegt sind
Minimalmengenschmierung
Minimalmengenschmierungssysteme (MMS) verwenden eine sehr geringe Menge Schmiermittel, gemischt mit Luft, um die Reibung in der Schneidzone zu reduzieren. Im Gegensatz zu anderen Systemen zielt MMS darauf ab, so wenig Flüssigkeit wie möglich zu verwenden – gerade genug, um zu schmieren.
MMS-Systeme versprühen den Schmierstoff in winzigen Tropfen. Diese Methode eignet sich am besten für leichtere Schneidarbeiten, Nichteisenmetalle oder wenn Sie Kühlmittelverschwendung reduzieren möchten.
Vorteile:
- Verbraucht sehr wenig Kühlmittel
- Sauberere Arbeitsumgebung
- Weniger Abfall und einfachere Teilereinigung nach der Bearbeitung
Einschränkungen:
- Nicht ideal für schwere Schnitte oder hohe Hitze
- Möglicherweise ist für jede Maschine eine spezielle Einrichtung erforderlich
Sicherheit und Umweltauswirkungen
Sorgen Sie stets für eine gute Belüftung Ihres Arbeitsplatzes. Schutzausrüstung wie Handschuhe und Masken schützen Sie vor versehentlicher Ansteckung.
Nicht alle Kühlmittel sind gleich. Viele moderne CNC-Kühlmittel sind ungiftig und umweltfreundlich.
Einige enthalten jedoch immer noch Chemikalien, die sorgfältig gelagert und gehandhabt werden müssen. Lesen Sie immer die Etiketten und beachten Sie alle Sicherheitshinweise.
Wichtige Sicherheitstipps, die Sie befolgen sollten:
- Tragen Sie geeignete persönliche Schutzausrüstung
- Vermeiden Sie das Einatmen von Nebel oder Dämpfen
- Lagern Sie Kühlmittel fern von Hitze oder offenen Flammen
- Halten Sie Behälter verschlossen, wenn Sie sie nicht verwenden
Auch die Umweltauswirkungen von CNC-Kühlmitteln können unterschiedlich sein. Einige lassen sich leicht recyceln oder sicher entsorgen, während andere bei unsachgemäßer Handhabung Luft oder Wasser schädigen können.
| Kühlmitteltyp | Sicherheitsrisiko | Umweltauswirkungen |
|---|---|---|
| Auf Wasserbasis | Niedrig bis mittel | Generell sicherer |
| Auf Ölbasis | Kann entzündlich sein | Muss sorgfältig entsorgt werden |
| Synthetik | Variiert | Einige sind umweltfreundlich |
Häufig gestellte Fragen
Welches Kühlmittel wird für eine optimale Leistung der CNC-Maschine empfohlen?
Sie sollten ein Kühlmittel verwenden, das zu Ihrem Material und Ihrer Schneidaufgabe passt. Für die meisten Arbeiten eignet sich eine wasserbasierte Emulsion oder ein teilsynthetisches Kühlmittel gut.
Metallverarbeitende Betriebe empfehlen oft teilsynthetische Kühlmittel für eine optimale Kühlung und Werkzeugschutz. Lesen Sie vor der Auswahl eines Kühlmittels immer das Handbuch Ihrer Maschine.
Wie schneidet wasserbasiertes Kühlmittel im Vergleich zu anderen Arten für Bearbeitungsprozesse ab?
Kühlmittel auf Wasserbasis leiten Wärme gut ab und sind kostengünstig. Sie verringern das Risiko von Rauch und Feuer, da sie nicht so leicht brennen.
Wenn sie nicht kontrolliert werden, können sie jedoch Rost verursachen. Kühlmittel auf Ölbasis halten länger und bieten eine bessere Schmierung, können aber schwieriger zu reinigen sein und mehr kosten.
Aus welchen Hauptbestandteilen bestehen CNC-Kühlmittelformeln?
Die meisten CNC-Kühlmittel bestehen aus Wasser, Öl, Emulgatoren, Bioziden und Additiven. Das Wasser kühlt, während das Öl die Schmierung übernimmt.
Additive werden eingesetzt, um Rost, Bakterien und Schaumbildung zu bekämpfen. Einige Formeln enthalten zusätzliche Chemikalien, die für bestimmte Anwendungen oder Metalle geeignet sind.