Cara Mengekalkan Bendalir Pemotong CNC Aluminium untuk Hayat Alat Lebih Lama dan Swarf yang Lebih Bersih

 PFT, Shenzhen

Mengekalkan keadaan cecair pemotong CNC aluminium yang optimum secara langsung memberi kesan kepada kehausan alat dan kualiti swarf. Kajian ini menilai protokol pengurusan bendalir melalui ujian pemesinan terkawal dan analisis bendalir. Keputusan menunjukkan bahawa pemantauan pH yang konsisten (julat sasaran 8.5-9.2), mengekalkan kepekatan antara 7-9% menggunakan refraktometri, dan melaksanakan penapisan dwi-peringkat (40µm diikuti dengan 10µm) memanjangkan hayat alat dengan purata 28% dan mengurangkan kelekatan swarf sebanyak 73% berbanding cecair yang tidak terurus. Penyingkiran minyak tramp biasa (>95% penyingkiran setiap minggu) menghalang pertumbuhan bakteria dan ketidakstabilan emulsi. Pengurusan bendalir yang berkesan mengurangkan kos perkakas dan masa henti mesin.

1. Pengenalan

Pemesinan CNC aluminium memerlukan ketepatan dan kecekapan. Cecair pemotong adalah penting untuk penyejukan, pelinciran, dan pemindahan cip. Walau bagaimanapun, degradasi bendalir - disebabkan oleh pencemaran, pertumbuhan bakteria, hanyut kepekatan, dan pengumpulan minyak gelandangan - mempercepatkan haus alatan dan menjejaskan penyingkiran swarf, yang membawa kepada peningkatan kos dan masa henti. Menjelang 2025, mengoptimumkan penyelenggaraan bendalir kekal sebagai cabaran operasi utama. Kajian ini mengukur kesan protokol penyelenggaraan khusus pada umur panjang alat dan ciri-ciri swarf dalam pengeluaran CNC aluminium volum tinggi.

2. Kaedah

2.1. Reka Bentuk Eksperimen & Sumber Data
Ujian pemesinan terkawal telah dijalankan selama 12 minggu pada 5 kilang CNC yang serupa (Haas VF-2) memproses aluminium 6061-T6. Cecair pemotong separa sintetik (Jenama X) telah digunakan di semua mesin. Satu mesin berfungsi sebagai kawalan dengan penyelenggaraan standard dan reaktif (cecair berubah hanya apabila kelihatan terdegradasi). Empat yang lain melaksanakan protokol berstruktur:

• Kepekatan:Diukur setiap hari menggunakan refraktometer digital (Atago PAL-1), dilaraskan kepada 8% ±1% dengan air pekat atau DI.

• pH:Dipantau setiap hari menggunakan meter pH yang ditentukur (Hanna HI98103), dikekalkan antara 8.5-9.2 menggunakan bahan tambahan yang diluluskan pengilang.

• Penapisan:Penapisan dwi peringkat: Penapis beg 40µm diikuti dengan penapis kartrij 10µm. Penapis ditukar berdasarkan perbezaan tekanan (≥ 5 psi peningkatan).

• Penyingkiran Minyak Tramp:Tali pinggang skimmer dikendalikan secara berterusan; permukaan bendalir diperiksa setiap hari, kecekapan skimmer disahkan setiap minggu (>95% sasaran penyingkiran).

• Cecair Mekap:Hanya cecair pracampuran (pada kepekatan 8%) digunakan untuk tambah nilai.

2.2. Pengumpulan Data & Alat

• Pakai Alat:Haus flank (VBmax) diukur pada tepi pemotong utama kilang hujung 3-seruling karbida (Ø12mm) menggunakan mikroskop pembuat alatan (Mitutoyo TM-505) selepas setiap 25 bahagian. Alat diganti pada VBmax = 0.3mm.

• Analisis Swarf:Swarf dikumpul selepas setiap kumpulan. “Kemelekatan” dinilai pada skala 1 (mengalir bebas, kering) hingga 5 (bergumpal, berminyak) oleh 3 operator bebas. Purata markah direkodkan. Pengagihan saiz cip dianalisis secara berkala.

• Keadaan Bendalir:Sampel cecair mingguan dianalisis oleh makmal bebas untuk kiraan bakteria (CFU/mL), kandungan minyak tramp (%) dan pengesahan kepekatan/pH.

• Masa Henti Mesin:Dirakam untuk perubahan alat, kesesakan berkaitan swarf, dan aktiviti penyelenggaraan bendalir.

3. Keputusan & Analisis

3.1. Lanjutan Hayat Alat
Alat yang beroperasi di bawah protokol penyelenggaraan berstruktur secara konsisten mencapai kiraan bahagian yang lebih tinggi sebelum memerlukan penggantian. Purata hayat alat meningkat sebanyak 28% (daripada 175 bahagian/alat dalam kawalan kepada 224 bahagian/alat di bawah protokol). Rajah 1 menggambarkan perbandingan haus rusuk progresif.

3.2. Peningkatan Kualiti Swarf
Penarafan kelekatan swarf menunjukkan penurunan dramatik di bawah protokol terurus, dengan purata 1.8 berbanding 4.1 untuk kawalan (pengurangan 73%). Cecair terurus menghasilkan cip yang lebih kering dan berbutir (Rajah 2), meningkatkan pemindahan dengan ketara dan mengurangkan kesesakan mesin. Masa henti berkaitan isu swarf menurun sebanyak 65%.

3.3. Kestabilan Bendalir
Analisis makmal mengesahkan keberkesanan protokol:

• Kiraan bakteria kekal di bawah 10³ CFU/mL dalam sistem terurus, manakala kawalan melebihi 10⁶ CFU/mL pada minggu ke-6.

• Kandungan minyak tramp purata <0.5% dalam cecair terurus berbanding >3% dalam kawalan.

• Kepekatan dan pH kekal stabil dalam julat sasaran untuk cecair terurus, manakala kawalan menunjukkan hanyut yang ketara (kepekatan menurun kepada 5%, pH jatuh kepada 7.8).

*Jadual 1: Penunjuk Prestasi Utama – Cecair Terurus lwn. Kawalan*

4. Perbincangan

4.1. Mekanisme Memacu Keputusan
Penambahbaikan berpunca secara langsung daripada tindakan penyelenggaraan:

• Kepekatan & pH Stabil:Memastikan pelinciran yang konsisten dan perencatan kakisan, secara langsung mengurangkan haus kasar dan kimia pada alatan. pH yang stabil menghalang pecahan pengemulsi, mengekalkan integriti bendalir dan menghalang "pemasam" yang meningkatkan lekatan swarf.

• Penapisan Berkesan:Penyingkiran zarah logam halus (swarf fines) mengurangkan haus kasar pada alatan dan bahan kerja. Cecair yang lebih bersih juga mengalir dengan lebih berkesan untuk penyejukan dan pencucian cip.

• Kawalan Minyak Tramp:Minyak tramp (dari pelincir cara, cecair hidraulik) mengganggu emulsi, mengurangkan kecekapan penyejukan dan menyediakan sumber makanan untuk bakteria. Penyingkirannya adalah penting untuk mencegah ketengikan dan mengekalkan kestabilan bendalir, menyumbang dengan ketara kepada swarf yang lebih bersih.

• Penindasan bakteria:Mengekalkan kepekatan, pH dan membuang bakteria kelaparan minyak tramp, menghalang asid dan lendir yang dihasilkannya yang merendahkan prestasi bendalir, menghakis alatan dan menyebabkan bau busuk/sikat melekit.

4.2. Had & Implikasi Praktikal
Kajian ini memberi tumpuan kepada cecair tertentu (separa sintetik) dan aloi aluminium (6061-T6) di bawah keadaan pengeluaran terkawal tetapi realistik. Keputusan mungkin berbeza sedikit dengan parameter cecair, aloi atau pemesinan yang berbeza (cth, pemesinan berkelajuan sangat tinggi). Walau bagaimanapun, prinsip teras kawalan kepekatan, pemantauan pH, penapisan, dan penyingkiran minyak tramp boleh digunakan secara universal.

• Kos Pelaksanaan:Memerlukan pelaburan dalam alat pemantauan (refractometer, pH meter), sistem penapisan dan skimmer.

• Buruh:Memerlukan pemeriksaan dan pelarasan harian yang berdisiplin oleh pengendali.

• ROI:Peningkatan 28% dalam hayat alat yang ditunjukkan dan 65% pengurangan dalam masa henti berkaitan swarf memberikan pulangan pelaburan yang jelas, mengimbangi kos program penyelenggaraan dan peralatan pengurusan bendalir. Kekerapan pelupusan cecair yang dikurangkan (disebabkan hayat bah yang lebih lama) merupakan penjimatan tambahan.

5. Kesimpulan

Mengekalkan cecair pemotong CNC aluminium bukan pilihan untuk prestasi optimum; ia adalah amalan operasi yang kritikal. Kajian ini menunjukkan bahawa protokol berstruktur yang memfokuskan pada kepekatan harian dan pemantauan pH (sasaran: 7-9%, pH 8.5-9.2), penapisan dwi peringkat (40µm + 10µm), dan penyingkiran minyak gelandangan yang agresif (>95%) memberikan faedah yang ketara dan boleh diukur:

1. Jangka Hayat Alat:Purata peningkatan sebanyak 28%, secara langsung mengurangkan kos perkakas.

2. Swarf yang lebih bersih:Pengurangan 73% dalam kelekatan, meningkatkan pemindahan cip secara drastik dan mengurangkan kesesakan mesin/masa henti (pengurangan 65%).

3. Cecair Stabil:Menyekat pertumbuhan bakteria dan mengekalkan integriti emulsi.

Kilang harus mengutamakan pelaksanaan program pengurusan cecair yang berdisiplin. Penyelidikan masa depan boleh meneroka kesan pakej aditif khusus di bawah protokol ini atau penyepaduan sistem pemantauan cecair masa nyata automatik.