I molti aspetti della lubrorefrigerazione

Raffreddare e lubrificare non basta più: la lubrorefrigerazione è al cuore di ogni lavorazione per asportazione di truciolo, definendone la bontà.

Li chiamano fluidi da taglio perché, fin dalle prime lavorazioni per asportazione di materiale, è stato evidente come lubrificare e raffreddare favorisse il taglio. Ancora oggi sono fondamentali le caratteristiche lubrificanti e di raffreddamento del fluido, ma, col progredire degli studi sia della meccanica che della chimica, si sono andati delineando ed evidenziando altri ruoli legati al fluido da taglio, sempre più spesso definito lubrorefrigerante. Quindi massima attenzione sia alle caratteristiche proprie del fluido sia a tutto ciò che riguarda l’adduzione e la sua gestione, data l’incidenza su protezione della macchina utensile, uno degli investimenti più importanti in un’officina, attrezzature, prestazioni e qualità del processo.

Va detto che anche il concetto stesso di lubrorefrigerazione è in continua evoluzione, affian- cando alle performance i valori ecologici, sia dal punto di vista dell’ambiente che dell’attenzione alla salute degli operatori. L’evoluzione del concetto nasce dal costante interesse riguardo il problema “lubrorefrigerazione” che ha portato allo sviluppo di nuove formulazioni, nuovi sistemi di filtraggio e nuovi concetti di “gestione del fluido da taglio”, considerando il complesso sistema, con tutte le interazioni connesse, secondo schemi innovativi.

Da sottolineare la tendenza attuale ad intendere la macchina utensile come “sistema macchina utensile”, dunque coinvolgendo sia la macchina propriamente detta che tutto ciò che, lavorando in sinergia con la macchina, concorre alla produzione. Secondo questa visone, il coinvolgimento della lubrorefrigerazione è totale, dato che influisce pesantemente su tutti i desiderata della lavorazione per asportazione, oltre ad incidere sull’efficienza del processo produttivo. Pertanto lubrorefrigerazione oggi è un termine che lega il fluido all’impianto che deve far sì che il lubrorefrigerante svolga il suo lavoro, e lo svolga in maniera ottimale.

I concetti di fondo

Guardando alla storia delle lavorazioni per asportazione di materiale, fin dall’inizio è risultato evidente che, nella zona di taglio, la temperatura si alzava: era quindi necessario raffreddare. Inoltre si è sempre saputo come alcune “sostanze” siano in grado di facilitare i moti relativi, come, per l’appunto, è il taglio. Allora perché non unire il raffreddamento con la funzione lubrificante? Ed ecco la nascita del lubrorefrigerante. Una questione semplice? Tutt’altro. O almeno non lo è oggi, considerato il livello di conoscenze raggiunto, che ci dice come non basti “inondare” il pezzo in lavorazione con un fluido che raffreddi e lubrifichi. In effetti la questione “lubrorefrigerazione” è estremamente complessa, senza risposte univo- che sia perché moltissime sono le variabili in gioco, alcune delle quali difficilmente prevedibili, sia perché è la stessa lavorazione meccanica ad essere un’operazione molto complessa, che deve garantire il risultato finale, sia in termini di qualità che economia di processo.

Considerando il lubrorefrigerante, quali sono gli obiettivi primari, per garantire una lavorazione performante, che risponda alle esigenze di qualità ed efficienza? Senza chiaramente tralasciare l’aspetto legato ai costi di processo. Fondamentali sono il raffreddamento della zona di taglio, la riduzione di attrito e di usura, delle forze e delle energie in gioco, l’eliminazione dei trucioli dalla zona di lavoro e la protezione della superficie lavorata da possibili corrosioni; il prevalere dell’azione lubrificante su quella raffreddante (o viceversa) dipende dalle pratiche operative della specifica lavorazione.

L’efficacia del fluido da taglio dipende certamente dalla qualità (o “bontà”) dei costituenti ma sono altresì importanti, oltre alla modalità di applicazione, la temperatura e i parametri tecnologici, strettamente legati alla specifica lavorazione. Questo significa che, parlando di prodotti, questi devono evolversi, innovarsi, insieme alle tecnologie, quindi macchine utensili, utensili e pressioni di esercizio, ai materiali, come Inconel, compositi o superleghe, nel rispetto delle esigenze legate alla produttività, che oggi vedono in prima linea, oltre all’alta velocità, l’automazione e lavorazioni anche in non presidiato 24/7.

Va tenuto presenze che, in alcuni casi, la lubrorefrigerazione va studiata con particolare attenzione a causa di possibili effetti collaterali potenzialmente negativi, come nel caso di operazioni di taglio interrotto: l’azione refrigerante genera un alternarsi riscaldamento-raffreddamento sull’utensile, causando l’eventuale innesco cricche da fatica termica sull’utensile stesso. Anche l’azione sul truciolo, un altro player importante nelle lavorazioni per asportazione, deve sempre essere considerata dato che i fluidi da taglio, se da un lato possono facilitarne la segmentazione e l’evacuazione, dall’altro possono favorire l’arricciatura, con conseguente azioni negative sia sull’utensile, con una riduzione della vita utile, a causa della concentrazione di calore e sforzi sulla punta, sia sul- la qualità superficiale del pezzo.

Un ulteriore aspetto da considerare con attenzione è legato a eventuali problemi di natura biologica, ambientale e di salubrità, dovuta ai costituenti del fluido da taglio. Da un lato c’è la tutela dell’ambiente di lavoro e della salute degli addetti, oggetto di normativa nazionale e internazionale, dall’altro c’è la questione del riciclo e dello smaltimento sia dei fanghi che dei fluidi esausti, con un costo, anche ragguardevole, che va ad incidere sul costo globale di processo. Proprio queste problematiche hanno portato allo studio e sviluppo delle lavorazioni a secco che, per quanto vedano temperature molto alte e usura veloce, grazie ai rivestimenti di ultima generazione, garantiscono una durata dell’utensile accettabile. In realtà le lavorazioni a secco, dopo un primo momento di forte diffusione, stanno subendo una battuta d’arresto, sia per i risultati finali della lavorazione che per lo sviluppo di sistemi evoluti di gestione del fluido da taglio.

 

 

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