Ještě v nedávné době nebyly systémy vysokotlakého chlazení příliš
účinné. Chladicí agregát bylo možné jednoduše buď zapnout nebo
vypnout a za provozu dával stále stejný objem a tlak bez ohledu na
použitý nástroj i aplikaci. Poněvadž ale vysokotlaký systém musí
být nastaven podle největšího nástroje, který se na CNC stroji aktuálně
používá, fixní průtok bývá zpravidla příliš velký nebo malý, což
vede k přehřívání, vzniku páry, degradaci chladicí kapaliny a krátké
životnosti filtrů. Ještě horší je, že tyto starší systémy často jedou
naprázdno během výměny nástrojů, kdy veškerá kapalina odchází
přímo do odpadu. Nejběžnější systémy dodávají 30 litrů za minutu
při tlaku 70 barů. Pokud se například na stroji používá 8mm
vrták, přes který reálně proteče pouze 12 l/min, zbývajících 18
litrů musí být odvedeno přes mechanický tlakový ventil pryč ze
systému. U tohoto typu chladicího agregátu je k čerpání 30 l/min
potřebný 5kW motor, rovněž filtry musí přefiltrovat vždy celých 30
litrů a přitom v 60 % objemu, který odtéká bez využití, zůstává
velké množství tepla. Je to podobné jako v případě auta, které by
jelo vždy pouze rychlostí 80 km/h a řidič by udržoval tuto rychlost
neustále sešlápnutým brzdovým pedálem.
ŘEŠENÍ – UDĚLAT Z CHLAZENÍ CNC
NÁSTROJ
Systémy vybavené automatickou regulací
průtoku firmy ChipBlaster dodávají
pouze množství kapaliny nutné k udržení
plného tlaku. Čidlo zpětného tlaku a mikroprocesor
automaticky stanoví správný
objem, který vysokotlaké čerpadlo přivádí
do místa řezu. Počítač umožňuje
plnou kontrolu nad tlakem: tlak lze naprogramovat
na řídicím panelu obráběcího
stroje pomocí M-funkcí, nebo na řídicím
panelu chladicí jednotky. Obsluha může
zvolit libovolnou hodnotu tlaku z intervalu,
který je dán pro konkrétní jednotku.
Pokud mohou například nástrojem protéct
pouze 4 litry za minutu, pak ChipBlaster
bude čerpat a filtrovat pouze 4 l/min bez
jakýchkoliv ztrát. Kombinace programovatelných
tlaků a automatické regulace
objemu podstatně zvyšuje životnost filtrů
i čerpadla.
VYPLÝTVANÁ ENERGIE SE PŘEMĚNÍ
NA TEPLO
Veškerá vyplýtvaná energie se přemění
na teplo. Každé zvyšování teploty způsobuje
nepřesnosti při obrábění, rozpínání
obráběného materiálu, rozpínání jednotlivých
prvků vřetene, problémy s vyrovnáváním
apod. – to vše je v silném rozporu
se stále se zpřísňujícími požadavky
na přesnost upínání. Standardním řešením
je instalace chladničky, která dokáže toto
teplo odstraňovat. Avšak zatímco chladnička
odstraňuje teplo, sama spotřebovává
dokonce ještě více energie, čímž se dále
zhoršuje efektivnost starších konstrukčních
řešení.
ZVÝŠENÍ ŽIVOTNOSTI FILTRU SNÍŽENÍM
PRŮTOKU
Je-li množství čerpané chladicí kapaliny
nižší, pak se dá předpokládat i mnohem
delší životnost filtru. Poněvadž objem,
který musí pumpa čerpat, je menší, průtok
skrze filtr v l/m2 je rovněž nižší, a tím se
výrazně snižuje rychlost zanesení filtru.
Ještě dnes se setkáváme s tím, že konstruktéři
raději akceptují špatnou filtraci
(více mikronů), aby prodloužili životnost
filtru, což má velmi nežádoucí účinky jak
na stroj, tak i na přesnost nástrojů. Cena
samotné filtrační jednotky je přitom mnohem
méně podstatná než délka vedlejších
časů, které jsou způsobeny výměnou filtrů
a výrazně sníženou přesností obráběcího
stroje.
FILTRACE A TOLERANCE
Spolu se snižující se tolerancí přesnosti
obrábění je současně požadována lepší
filtrace chladicí kapaliny. Podle nezávislých
výzkumů by měly být při třískovém
obrábění odstraněny z kapaliny všechny
částice větší než 10 % z nejnižší uvedené
toleranční hodnoty. Snížení množství
filtrované kapaliny umožňuje jemnější
filtraci. Tyto další náklady lze těžko
vyčíslit obecně, poněvadž jsou spojeny
se všemi procesy, které vedou k odchylce
křivky opotřebení od normálního rozdělení
náhodně se objevujících poškození.
ChipBlaster filtruje standardně do pěti
mikronů a na vyžádání do 1 mikronu za
zvláštní příplatek. U starších systémů se
většinou nesetkáme s filtrací lepší než 20
až 50 mikronů, což zkracuje životnost
nástrojů a snižuje spolehlivost celého
procesu.
DEGRADACE CHLADICÍ KAPALINY
U starších typů systémů, které čerpají
po celou dobu plný objem chladicí kapaliny,
je nutné řídit tlak regulátorem tlaku.
Regulátor tlaku brání vzniku přetlaku,
který by způsobil průchod velkého
množství kapaliny malým otvorem. Při
průchodu tlakovým ventilem se dostává
kapalina do styku se dvěma povrchy, na
kterých dochází k jejímu ohřevu. Kromě
toho je v těchto místech vystavena
působení silné třecí síly, která je tak
účinná, že dokáže štěpit řetězce molekul
chladicí kapaliny na kratší a kratší
segmenty. To znamená pochopitelně její
degradaci – změnu fyzikálně-chemických
vlastností.
ZÁVĚR
Je nutné zdůraznit, že současná konstrukce
chladicích jednotek ChipBlaster řeší nejlepším
možným způsobem problém potřeby
šetření zdrojů při současném plnění své
primární funkce – tj. chlazení. Starší, mnoha
výrobci obráběcích strojů stále používaná
vysokotlaká zařízení, jsou z hlediska
využívání zdrojů vysoce neefektivní. Ztráty
energie mají navíc implicitně negativní vliv
na přesnost stroje i na všechny mechanické
komponenty samotného stroje.
Systémy ChipBlaster vybavené patentovanou
automatickou regulací průtoku,
které pořídíte za srovnatelnou cenu jakou
je pořizovací cena starších typů u evropských
i zámořských konkurenčních firem,
tyto ztráty výrazně snižují za současného
zisku na kvalitě ve všech předpokládaných
směrech.
Více informací o produktech Chip-
Blaster získáte prostřednictvím společnosti
technology-support s.r.o. Praha,
www.t-support.cz, +420 235 355 377. .
GREGORY S. ANTOUN
ANDREA CEJNAROVÁ