合成切削液でCNC切削効率を向上：高速・高送りを実現

CNC機械加工の生産性を簡単かつ安価に高める方法をお探しですか？ 切削液の見直しだけで解決するかもしれません。

新しいまたは改良された切削工具、ソフトウェアパッケージ、ワークホールディング、工作機械が日々登場しているように見えます。それらはすべて、CNC機械加工をより効率的かつコスト効率よくするために設計されています。

しかし、より高い生産性を阻害している、機械加工パズルの中で最も基本的で、しばしば過小評価されている1つのピースについて考えたことはありますか？ 答えはあなたの切削液です。

「多くのショップが工作機械やその他の加工技術をアップグレードしますが、同時に切削液をアップグレードすることは考えません」と、マスターフルードソリューションズのグローバルトレーニングディレクター、ジョン・トリーズ氏。「新しい高性能コルベットにレギュラーガソリンを入れるようなものです——しばらくは走りますが、やがて問題が出始めます。」

エステル類などの化合物による潤滑性の重要性

これらの懸念の筆頭は、工具寿命の低下と工作機械のポテンシャルを最大限に引き出せないことです。

今日のプレミアムグレード準合成切削液は、高潤滑性エステル類とその他の化学化合物により、これら両方の問題に対抗します。これらは、従来の切削液に含まれる塩素化パラフィンと硫黄系極圧（EP）添加剤を減らす、あるいは排除します。

トリーズ氏によれば、エステル類はエマルジョン型切削液に含まれる微細な油滴の周りに密な境界層を形成し、圧力下での油滴破壊を防ぎます。これらの添加剤は極性を持つため、分子レベルでワークに吸着しやすくなります。

残留物を残すほどには吸着しませんが、十分に「グリップ」するため、工具が潤滑剤を押しのけるのを困難にします。

その結果、現代の工作機械と工具パスで利用可能なより高い切削速度と送り速度において、幅広い金属でより効率的な機械加工を実現する、優れた潤滑性が得られます。

エステルベース切削液の使用には他の利点もあります。より優れた潤滑剤であるため、切削液を作る濃縮液の使用量が少なくて済みます。エステル類は、工作機械タンク内に潜むバクテリアの「餌」となる硫黄を減らし、悪臭を抑え、製品寿命を延ばします。

エステル類はエマルジョン内の水の相対割合を増やし、切削液のワークゾーン冷却能力を高めます——これはアルミニウム高速加工で重要です。ハイパフォーマンス準合成液は、一般的なグレードや「旧来型」切削液よりガロンあたりのコストは高いですが、生産性向上とボトムラインへの影響を考慮すれば、長期コストははるかに低くなることが多いです。

さらなるイノベーションが来ます。その進化については「金属加工液、機械潤滑剤、クーラントの未来」をお読みください。

よりクリーンな切削液ケミストリー

最後に、硫黄と塩素化パラフィンをエステル類で置き換えることは、環境に優しい——そして機械オペレーターにとっても良いことです。

「過去20年ほどで、特に塩素化パラフィンはEPA（米国環境保護庁）から厳しい監視を受けてきました。そこで、エステル類を含むより安全で効果的な代替手段を積極的に探しました」と、BPアメリカ傘下のカストロール、エンジニアリングマネージャー、ティム・スターズ氏。「これにより、重大な健康と安全上の懸念のいくつかを解消しました。」

カストロール等は硫黄系EP添加剤をまだ使用していますが、これらは現在硫化エステルとなっており、色が薄く、人肌に優しく、従来の硫黄系オイルよりはるかに少ない不快臭しか出しません。プレミアムグレード切削液はレガシー液より放置に対してはるかに強靭なため、より長く良好な状態を保ちやすいです。

新しい液ケミストリーでも、最大タンク寿命を得るには最低限のメンテナンスが必要です。

「確かに長持ちしますが、どのブランドの切削液でも、いくら払っても、無視していいという意味ではありません」とスターズ氏。「現実には、トランプオイルをスキミングしない、屈折計で濃度を定期的にチェックしない、液を適切に混合しない、リサイクルしないショップをあまりにも多く訪問します。だからこそ、オペレーター教育と、適切なクーラントメンテナンスに必要なツールを提供し、液から最大の価値を引き出せるよう、私たちはオペレーター教育の大提唱者なのです。」

クーラントと液のリサイクルでコスト削減と効率向上を図る方法は「MWFリサイクルで機械クーラント廃棄を削減」をご覧ください。

今すぐ効率化：ハイパフォーマンス液との適合の必要性

スターズ氏は、ハイパフォーマンス準合成切削液を採用すべきもう1つの重要な理由を指摘します：高圧クーラント（HPC）です。

「レガシー液をHPCで使おうとした人は、1000 PSI以上で泡立ちやすい傾向があることを発見したはずです」と同氏。「タンクが十分大きく、気泡が沈殿する時間があれば問題ないかもしれませんが、ほとんどの場合、消泡性を備え、これらの高圧で良好に機能する準合成液を推奨します。」

マスターフルードソリューションズのトリーズ氏は、機械切削速度に関連する、やや驚きの推奨もしています。

「当社のお客様が、旧来技術の切削液を準合成液に替えたところ、工具寿命が70%低下しました」と同氏。「理解できるほど腹を立てられ、工具がどう故障するか現地確認しました。その結果、新しい液の潤滑性が高すぎて、切削ゾーンで工具が正常に働くのに十分な熱が発生しなくなっていたのです。」

マスターフルードが「切削速度を2倍にする」と助言するまで、顧客は以前の工具寿命を取り戻せませんでした。

「工具寿命が落ち始める前に、実は3倍まで伸ばせました」と同氏。「言うまでもなく、お客様は結果に大喜びでした。適切な切削液を使えば、ショップがどれだけ生産的になれるかの好例です。」

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