Wyłączny dystrybutor Bellini w Polsce
Obróbka wysokoobrotowa HSM– wyzwania i jak ograniczyć mgłę olejową na hali
Obróbka wysokoobrotowa HSM daje krótszy czas skrawania, lepszą jakość powierzchni i mniejsze siły działające na narzędzie. Ale wraz z prędkością rośnie problem, który nie zostaje w kabinie jednej maszyny, tylko rozchodzi się po całej hali: mgła olejowa. Ten artykuł krótko tłumaczy, skąd bierze się aerozol chłodziwa przy wysokich obrotach wrzeciona i co realnie może ją zmniejszyć.
Dlaczego obróbka wysokoobrotowa HSM jest wymagająca?? W obróbce szybkościowej (HSM) narzędzie pracuje przy bardzo wysokich prędkościach skrawania, często przy wrzecionie 10 000 obr/min i więcej, a chłodziwo bywa podawane pod wysokim ciśnieniem. Wysokie obroty, ciśnienie i temperatura na styku razem rozbijają ciecz na drobny aerozol. Nie da się tego całkiem wyłączyć ale można zdecydować, z czego ta mgła będzie się składać.
Najważniejsze wyzwania w skrócie
Większość wyzwań obróbki wysokoobrotowej HSM rozgrywa się wewnątrz maszyny, i dodatkowo zależy od narzędzia oraz parametrów. Wyjątkiem jest mgła olejowa, ponieważ jej skutki wychodzą poza obrabiarkę i obciążają cały zakład oraz ludzi.
| Wyzwanie | Skąd się bierze |
|---|---|
| Ciepło w strefie skrawania | Wysoka prędkość skrawania i duża ilość usuwanego materiału w krótkim czasie. |
| Zużycie narzędzi | Temperatura, drgania, narost (BUE), słabe chłodzenie strefy skrawania. |
| Jakość powierzchni i drgania | Sztywność mocowania, dobór parametrów, stabilność podawania chłodziwa. |
| Mgła olejowa i aerozol chłodziwa | Wysokie obroty wrzeciona, chłodzenie wysokociśnieniowe (HPC), odparowanie cieczy na gorącym styku. |
Skąd bierze się mgła olejowa przy wysokich obrotach
Mgła olejowa to drobne cząstki cieczy (od ok. 0,1 do ponad 10 µm) unoszące się w powietrzu. Im drobniejsze, tym dłużej wiszą i głębiej wnikają do dróg oddechowych. W obróbce wysokoobrotowej powstają kilkoma mechanizmami naraz:
- Atomizacja odśrodkowa na wrzecionie — wirujące narzędzie i detal rozrzucają ciecz i rozbijają ją na krople. Prędkość wrzeciona to najistotniejszy pojedynczy czynnik emisji aerozolu.
- Atomizacja ciśnieniowa (HPC) — chłodziwo podawane pod ciśnieniem od kilkunastu do kilkuset barów rozbija się o wirujące elementy.
- Odparowanie termiczne i kondensacja — na gorącym styku ciecz odparowuje, po czym kondensuje jako najdrobniejszy, submikronowy dym olejowy.
- Mechaniczne rozbijanie cieczy — zawirowania i ewakuacja wióra dodatkowo rozpylają chłodziwo.
💡 W skrócie: obróbka wysokoobrotowa to niemal idealny „generator aerozolu”. Nie da się go całkowicie wyłączyć ale można zdecydować, z czego ta mgła będzie się składać.
Dlaczego to poważny problem
Zdrowie (BHP): wdychany aerozol wiąże się z podrażnieniami dróg oddechowych, astmą zawodową i zmianami skórnymi. W Polsce NDS dla mgły olejów mineralnych wysokorafinowanych (frakcja wdychalna) wynosi 5 mg/m³ (przepis formalnie wyłącza ciecze obróbkowe).
Maszyny i koszty: osiadająca mgła tworzy tłusty film na prowadnicach, szybach i elektronice (korozja, awarie sterowania, utrata widoczności). Do tego śliska posadzka, ryzyko pożarowe, drogie filtry i przestoje.
⚠️ Uwaga: kluczowa jest tu frakcja olejowa aerozolu. To ona jest lepka, osiada trwałym filmem, niesie zapach i podlega normie NDS. Aerozol z samej wody jest mniej trwały i nie zostawia tłustego osadu. To decyduje, gdzie realnie zaatakować problem.
Chłodziwo bez oleju — najlepsze rozwiązanie
Zakład ma trzy sposoby walki z mgłą: skład chłodziwa (przyczyna), odciąg i filtracja (skutek) oraz parametry i podawanie cieczy (wsparcie). Filtracja i parametry działają na to, co już się uniosło. Jedyna opcja uderzającą mgłę u źródła to skład cieczy, a udowodniono, że wraz ze wzrostem udziału oleju w emulsji rośnie masa i rozmiar wytwarzanego aerozolu.
Wniosek jest prosty: ciecz, która w ogóle nie zawiera oleju mineralnego, ma największą szansę na usunięcie problemu. Przy wysokich obrotach może wciąż powstać pewien aerozol wodny, ale jest on nieporównanie mniej trwały, nie osiada tłustym filmem i nie tworzy klasycznej „mgły olejowej” w rozumieniu normy. Przechodząc na chłodziwo bez oleju, eliminujemy najgorszą, olejową część aerozolu u źródła, to najtańszy ruch przed dokupieniem kolejnego filtra.
Rozwiązanie: chłodziwo bez oleju od marki Bellini
Kliknij nazwę produktu, aby rozwinąć opis. Po kartę techniczną napisz do nas.
Torma Biochem PL — syntetyczne chłodziwo bez oleju mineralnego
Torma Biochem PL to w pełni syntetyczna, wodorozcieńczalna ciecz oparta na polimerach rozpuszczalnych w wodzie. Nie zawiera oleju mineralnego ani estrów roślinnych, tworzy przezroczysty roztwór roboczy, czyli dokładnie ten typ cieczy, który daje największą szansę na ograniczenie mgły olejowej w obróbce wysokoobrotowej.
- Brak oleju mineralnego — brak najbardziej problematycznej, lepkiej i regulowanej frakcji aerozolu.
- Niska skłonność do pienienia i dobre właściwości demulgujące, stabilne przy intensywnym napowietrzaniu typowym dla HSM.
- Wysoka siła smarna mimo braku oleju (silnie polarna baza + dodatki EP) — do tytanu, stali, materiałów żelaznych i stopów aluminium, także o niskiej zawartości krzemu.
- Czysta praca i widoczność — przezroczysty roztwór, silne właściwości myjące, odporność na osady i nagary.
- Przyjazny profil BHP — bez boru, bez donorów formaldehydu, bez amin drugorzędowych; łagodny zapach, wysoka odporność mikrobiologiczna.
- Potwierdzona jakość — aprobata lotnicza BAC 5008 (rew. V), zgodność z tytanem, a we wdrożeniu wzrost trwałości narzędzi o ok. 25%.
Zalecane stężenie robocze: 5–7% (procesy ciężko obciążone 10–15%), najlepiej na wodzie demineralizowanej lub o twardości poniżej 20°F.
Zapytaj o ten produkt ▾
Podsumowanie artykułu o obróbce wysokoobrotowej HSM
- Wysokie obroty + ciśnienie + temperatura skutecznie rozbijają ciecz na mgłę. W obróbce wysokoobrotowej HSM to niemal idealny generator aerozolu.
- Najgroźniejsza jest frakcja olejowa: lepka, trwała, objęta normą NDS, obciążająca drogi oddechowe i maszyny.
- Chłodziwo bez oleju, jak Torma Biochem PL, daje największą szansę na ograniczenie mgły u źródła, zachowując smarność potrzebną do HSM, tytanu i aluminium.
Nie masz pewności, czy Twój problem z mgłą wynika z chłodziwa, czy z parametrów i odciągu? Zapraszamy do bezpłatnej konsultacji.
Powiązane poradniki: Jak dobrać chłodziwo do obróbki CNC · Chłodziwo do aluminium – najczęstsze problemy
Najczęściej zadawane pytania dotyczące obróbki wysokoobrotowej HSM (FAQ)
Czy wysokie obroty wrzeciona naprawdę zwiększają mgłę olejową?
Tak, i to znacząco, dlatego że prędkość obrotowa wrzeciona to najistotniejszy pojedynczy czynnik emisji aerozolu. Wirujące narzędzie i detal rozbijają ciecz na coraz drobniejsze krople.
Czy chłodziwo bez oleju całkowicie usuwa mgłę?
Nie każdą, ponieważ dalej może powstać mgła wodna. Eliminuje jednak najgorszą, olejową frakcję u źródła: lepką, osadzającą film i podlegającą normie NDS. Dlatego daje największą szansę na realne rozwiązanie problemu.
Jaki jest dopuszczalny poziom mgły olejowej (NDS) w Polsce?
Dla mgły olejów mineralnych wysokorafinowanych (frakcja wdychalna) NDS wynosi 5 mg/m³. Zalecenia medycyny pracy są ostrzejsze: NIOSH 0,5 mg/m³, a co więcej ACGIH proponowała nawet 0,2 mg/m³.
Filtr mgły czy zmiana chłodziwa — od czego zacząć?
Najpierw zaatakuj przyczynę, czyli skład cieczy, dlatego że to najtańsza zmiana i działa u źródła. Odciąg i filtracja pozostają potrzebne jako druga warstwa, ale dodatkowo ich koszt rośnie wraz z ilością olejowej mgły. Zmiana na chłodziwo bez oleju często pozwala odciążyć istniejącą filtrację.
Źródła
- NIOSH, Criteria for a Recommended Standard: Occupational Exposure to Metalworking Fluids, publikacja nr 98-102 (1998) — cdc.gov/niosh/docs/98-102.
- Rozporządzenie Ministra Rodziny, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 12 czerwca 2018 r. w sprawie NDS i NDN (Dz.U. 2018 poz. 1286) — isap.sejm.gov.pl.
- Park D. i in., The Occupational Exposure Limit for Fluid Aerosol Generated in Metalworking Operations (przegląd norm, m.in. propozycja i wycofanie TLV ACGIH) — PMC / NCBI.