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가공 팁

  • 가공 팁 2019/06/06 UP
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가공 팁 26부
수용성 쿨런트 사용 방법 2부
- 자동화 라인에서 효과적인 쿨런트 사용 팁 -

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  • Automation
  • Coolant

오늘날, 생산 효율성을 높이고 인건비를 낮추면서 품질을 일정하게 유지하기 위해 자동 작업물 교환기나 전송 유닛을 사용한 생산 공정 자동화를 통해 24시간 운영으로 이동하는 공장 소유자가 증가하고 있습니다.
하지만 야간의 무인운전에 주의해야 할 점이 하나 있습니다. 바로 칩에 의한 화재입니다.
이러한 위험을 방지하기 위해 자동화 라인에 유성 쿨런트 대신 수용성 쿨런트를 사용하는 것이 좋습니다.
하지만 수용성 쿨런트에는 기름과 물을 합성하기 위한 계면활성제는 물론 투과율, 윤활, 방식 특성을 얻기 위한 수많은 첨가제와 날끝 보호 코팅이 포함되어 있습니다. 불균형한 첨가제 비례는 쿨런트 성능을 저하시킬 수 있으며 이로 인해 절삭 성능 저하와 쿨런트 부패가 발생하며 지속적으로 가공 품질 향상에 부정적인 영향이 발생합니다.

또한 쿨런트는 공작기계, 절삭공구 및 툴링과 함께 가공 품질에 중대한 영향을 미칩니다. 따라서 자동화 라인에 쿨런트를 사용할 때 성능이 일정하게 유지되는지, 즉 "변경점"이 생성되지 않는지가 중요합니다.
이 기사에서는 자동화 라인에 수용성 쿨런트를 사용하기 위한 핵심 사항 4가지를 설명합니다.

1. 필요한만큼 재보충

탱크 내 쿨런트 양은 칩에 부착되는 쿨런트와 증발에 의해 가공 시간에 비례하여 감소하므로 이를 토대로 필요한만큼 쿨런트를 공급해야 합니다.
자동화 라인의 경우 희석비가 낮은 쿨런트(즉, 저농도 쿨런트)를 한 번에 조금만 공급해야 합니다. 이렇게 하면 쿨런트 농도와 성분이 안정화될 수 있으며 이를 통해 일정한 성능, 안정적인 마무리 표면 및 치수 정확도가 보장되고 쿨런트 수명이 연장됩니다.
탱크 내 잔여 쿨런트는 증발에 의해 수분이 상실되므로 농도와 첨가제 비율이 불균형해집니다. 따라서 지정된 농도의 쿨런트를 공급하면 전체 농도가 증가합니다.
쿨런트를 공급하려면 전자 제어 메커니즘 대신 플로트와 같은 기계 제어 메커니즘을 사용하여 쿨런트 레벨을 규제하면 됩니다. 예를 들어 희석된 쿨런트용 탱크를 준비하고 파이프를 사용하여 탱크를 각 기계의 기존 쿨런트 탱크에 연결합니다. 그런 다음 플로트 밸브를 탱크의 수면에 넣습니다. 밸브는 쿨런트 레벨에 따라 자동으로 열리거나 닫혀 쿨런트가 자동으로 탱크에 재보충됩니다.
또한 파이프 내 압력이 저하되는 경우 유체를 전송하는 공기 작동 다이어프램 펌프를 사용하면 효과적으로 쿨런트를 공급할 수 있습니다.
쿨런트 농도에 대해서는 먼저 1% 농도 쿨런트를 사용한 후 기계 측의 쿨런트 농도 변화에 따라 점차적으로 농도를 증가하는 것이 좋습니다.

2. 교체 방법

수용성 쿨런트의 권장 교체 주기는 6개월입니다. 교체하려면 탱크 내 모든 쿨런트를 드레인합니다. 하지만 폐기하지 마십시오.
쿨런트를 드레인하고 탱크를 청소한 후 금속 가루와 기타 오일 오염물질을 제거하기 위해 백 필터나 유사한 제품을 사용하여 드레인된 쿨런트를 여과합니다. 쿨런트 절반만 탱크로 반환하고 여과된 쿨런트와 동일한 농도의 새 쿨런트를 공급합니다.
한 번에 모든 쿨런트를 교체하면 쿨런트 PH가 증가하여 작업물이 변색될 수 있습니다. 이러한 경우 펌프를 장시간 공회전하여 PH를 안정화해야 합니다. 따라서 한 번에 쿨런트 전체를 교체하는 것은 성능에 큰 영향을 미칩니다. 결국 가공(마무리 표면) 품질과 치수 정확도도 영향을 받을 수 있습니다.
쿨런트 교체에서 중요한 점 중 하나는 성능 저하를 방지하기 위해 여과된 기존 쿨런트와 새 쿨런트를 절반씩 혼합하는 것입니다. 모든 쿨런트를 교환할 때 탱크를 청소하면 쿨런트 악화를 방지하고 교체 주기를 최소화할 수 있습니다.

3. 여과

칩을 분쇄하는 가공에서도 가루 칩이 생성됩니다. 따라서 가공 지점을 통과한 쿨런트에는 미세한 칩과 금속 가루가 포함됩니다. 쿨런트를 여과하지 않고 탱크로 반환하면 금속 이온과 유성 첨가제가 금속 가루에 묻어 쿨런트 성능이 저하됩니다.
성능 저하를 방지하려면 쿨런트를 탱크에 반환하기 전에 종이나 천 필터를 사용하여 칩과 금속 가루를 여과해야 합니다. 반복해서 사용할 수 있는 입구 매트와 같은 세척 가능한 천 필터가 있습니다. 원심 여과 장치도 사용할 수 있습니다. 하지만 알루미늄과 같이 비중이 낮은 금속을 여과하는 데는 적합하지 않습니다.
필터나 오일 스키머가 장착된 산업용 진공 청소기로 불순물을 일정하게 제거하는 것도 쿨런트 성능을 안정화하고 쿨런트 수명을 연장하는 데 효과적입니다.

[천 필터를 사용한 여과 예시]

(탱크 내 지저분한 유체 분석 결과(여과 전): 평균 32 μm)

(탱크 내 깨끗한 유체 분석 결과(여과 후): 평균 2 μm)

4. 성분분석

성분분석은 그다지 기술적이 아닙니다. 다음 그림에서는 디지털 카메라로 촬영한 수용성 쿨런트의 물질을 보여줍니다. 보시다시피 수용성 쿨런트의 입자는 작습니다. 반면 거품 입자(윤활유 및 금속 분진과 같은 액체 표면의 더러운 물질)은 상대적으로 큽니다. 쿨런트 성분을 주기적으로 관찰, 좀 더 구체적으로 말하면 거품 비율을 확인하면 쿨런트 분해 정도를 확인할 수 있습니다.

[작업물, 오일 및 거품에 부착된 물질 비교]

샘플 수집:

깨끗한 탱크의 오일 스키머 레이어를 분리하여 샘플을 수집했습니다.

확인 방법:

액체에서 관찰된 흰색 물질은 현미경(100배 대물 렌즈 장착)에서 관찰되며 사진은 디지털 카메라로 촬영되었습니다. 액체는 희석되지 않았습니다.

결과:

크기가 1 µm 이하인 쿨런트 입자에서 오일을 함유한 5~30 μm 구체 거품이 핵심 물질로 관찰되었습니다.

이 기사에서 설명하는 자동화 라인에서 수용성 쿨런트 사용 방법 외에도 DMG MORI는 수십 년 동안 칩 처리에서 쌓은 쿨런트 관리 노하우를 제공할 수 있습니다. 쿨런트 관리에 대한 문제나 질문이 있으면 언제든지 당사에 문의하십시오.

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