Lubrorefrigerazione: gioie o dolori?

Indispensabile in molte lavorazioni meccaniche, la lubrorefrigerazione può essere un vero grattacapo se non vengono fatte le scelte giuste.

Pressione di contatto, velocità, temperatura… forse le variabili più importanti quando si parla di lavorazioni meccaniche. Attrito, usura, vibrazioni, scarsa qualità del manufatto, danni a macchina utensile e device, solo alcuni dei problemi in ricaduta: chi o cosa può essere di aiuto? Certamente la lubrorefrigerazione, cui spetta un ruolo primario, sia per quanto riguarda la scelta del fluido che per i sistemi di gestione del fluido stesso: una “questione” complessa, dai mille aspetti, ognuno dei quali non è da sottovalutare.

Dunque, la lubrorefrigerazione è un problema? O, meglio, un problema nel problema (quello di rendere efficiente e di qualità il processo produttivo)? Forse, ma solo se non viene affrontato. Non esiste una soluzione univoca, la “migliore”, tanto per usare un superlativo assoluto, ma va ricercata caso per caso, in funzione delle specifiche necessità, affidandosi a seri professionisti, sia per un supporto nelle scelte che per la assistenza e la gestione.

Proporre sistemi per la lubrorefrigerazione significa avere competenza in più ambiti perché si deve parlare di macchine utensili e di utensili, di materiali, di truciolo… e non solo di fluidi. Oggi la lavorazione è intesa in senso lato: non più il mero processo che asporta materiale. In tutto ciò, va tenuto presente che la macchina utensile è forse l’investimento più importante che una realtà manifatturiera fa e… quindi deve rendere! E per rendere deve lavorare al meglio delle proprie possibilità, per garantire una resa economica tangibile e, possibilmente, rapida.

Perché oggi è riconosciuta una importanza strategica ai sistemi di lubrorefrigerazione? Per rispondere, vale la pena ricordare che lubrorefrigerante e tipo di lavorazione sono strettamente legati, e il legame è rappresentato proprio dalle funzioni principali che ha il fluido da taglio:

• la lubrificazione della zona di taglio;

• il controllo della deriva termica.

Se queste funzioni possono sembrare elementari e di facile comprensione, in realtà sono il cuore perché da esse dipendono l’efficacia dell’azione lubrorefrigerante e, come conseguenza, l’efficienza del processo produttivo. Cioè risolvere i problemi legati a pressione di contatto, velocità, temperatura…

La funzione lubrificante entra in gioco quando si parla di riduzione degli attriti: il fluido deve possedere una buona capacità lubrificante ed un forte legame emulsivo con l’acqua di miscela, oltre che una buona stabilità, anche in caso di alte percentuali di olio (15÷18%) e lavorazioni in alta pressione, evitando che la molecola si spezzi, impoverendo l’emulsione.

Il controllo della deriva termica significa raffreddare, asportando il calore che si genera durante il taglio. Naturalmente il tutto deve avvenire in maniera controllata. Una condizione abbastanza comune è che la temperatura del fluido aumenti progressivamente durante la lavorazione, fino a trovarsi a raggiungere valori di 40÷50 °C e oltre. Questo innalzamento di temperatura è una condizione sfavorevole in quanto comporta una forte evaporazione, che cambia la percentuale emulsiva predefinita, un aumento dell’instabilità del legame emulsivo, legata all’aumento automatico della percentuale, e un aumento della proliferazione batterica nelle vasche, accelerata dall’innalzamento di temperatura, con possibili conseguenze disastrose sulla stabilità del prodotto emulsivo, possibili formazioni di funghi…

In sintesi: il fluido cambia le proprie caratteristiche, talvolta in maniera prevedibile, nella maggior parte dei casi no. La necessità di controllare la deriva termica va proprio nella direzione della stabilità, anche dal punto di vista della temperatura, del binomio macchina utensile-pezzo: una alterazione può degradare la lavorazione, a scapito dell’efficienza e dell’economia di processo. L’obiettivo finale è quello di far convergere la situazione reale verso quella ideale, proposta dai costruttori di macchine utensili e di utensili, in particolare nell’era in cui ci si sta orientando verso lavorazioni in alta pressione e/o ad alta velocità.

Oltre alle questioni legate all’utilizzo, va ricordato che la natura stessa dei fluidi lubrorefrigeranti, in quanto prodotti chimici, li sottopone a severe normative, sia per quanto riguarda i costituenti che per l’impiego che per lo smaltimento degli esausti.

Considerando l’importanza dell’argomento, dalla scelta del corretto fluido e del tipo di impianto, per arrivare all’assistenza e agli esausti, i contributi di alcuni autorevoli player del settore possono testimoniare la complessità delle problematiche e le possibili soluzioni.

Proporre sistemi per la lubrorefrigerazione significa avere competenza in più ambiti.

Bellini: «Ci prendiamo cura di te»

«Due generazioni, anzi tre, considerando che nasciamo nel 1943 come realtà imprenditoriale per la commercializzazione di benzine e gasoli per autotrazione ma anche per il riscaldamento e l’illuminazione. Negli anni ’70 la svolta con la fondazione di Petroli Bellini, nata appositamente per la produzione e commercializzazione di oli lubrificanti. Oggi Bellini che si occupa di tecnologia della lubrificazione a 360 gradi». Così Alberto Bellini, fondatore di Bellini SpA, casa impegnata nell’offrire un vantaggio economico al mondo industriale attraverso la fornitura di oli lubrificanti e fluidi industriali: l’innovazione tecnologica, l’assistenza, la flessibilità e la trasparenza sono i fattori strategici, chiave del successo riconosciuto dal mercato.

«Quando nel 1996 ottenemmo da Certichim (ora Certiquality, ndr) la Certificazione ISO 9001 n. 527 (oggi la numerazione è oltre 30000), fummo tra le prime aziende in Italia a dotarsi di questo allora “nuovo” strumento di gestione – prosegue Bellini. La soddisfazione del cliente era l’obiettivo, dichiarato, condiviso e messo in pratica, di tutta l’organizzazione e, fin dalle origini, principio base del nostro lavoro: la certificazione andava in quella direzione. Già da tempo, tuttavia, mi ero reso conto che tutto lo sforzo mio e di tutti i miei collaboratori poteva essere vanificato da due situazioni: la scarsa competenza degli addetti alle vendite nel saper individuare le esigenze tecniche, spesso non espresse, dei potenziali clienti e la limitata conoscenza dei clienti stessi riguardo al corretto utilizzo di un prodotto. Possono sembrare banalità, ma queste sono situazioni reali che possono decretare un successo o un clamoroso insuccesso nella vendita. Dunque, era necessario che il team commerciale fosse supportato da personale tecnico adeguatamente preparato e aggiornato, in modo da avere tempestive indicazioni e suggerimenti. Da qui la nascita del Servizio Assistenza Tecnica, grazie al quale ci sforziamo di dare ai nostri clienti, o possibili tali, tutte le risposte più avanzate alle loro richieste, magari anche anticipandole».

Guidare nella scelta delle giuste soluzioni, significa aiutare le imprese a porsi le domande giuste per poi individuare la soluzione ottimale: ma quali possono essere queste domande? Certamente le variabili da considerare sono molte, e non c’è nulla di univoco, considerando che le consuetudini aziendali possono essere modificate ma non stravolte; tuttavia, le più comuni potrebbero essere:

• come migliorare la finitura superficiale di un manufatto ottenuto tramite un’operazione di stampaggio?

• come e in che misura è possibile ridurre l’usura dell’utensile e migliorare la qualità superficiale dei pezzi nelle lavorazioni meccaniche per asportazione?

• come risolvere un problema di macchiatura superficiale o di corrosione?

• come ridurre i consumi di un lubrorefrigerante, intero o emulsionabile che sia?

• come migliorare la qualità dell’ambiente di lavoro?

• quali i vantaggi di un sistema di filtrazione sulla qualità di un olio da taglio?

• è possibile migliorare l’efficienza dei filtri degli aspiratori?

«Sarebbe veramente difficile rispondere adeguatamente alle sollecitazioni delle attività manifatturiere se il Servizio Assistenza Tecnica Clienti non fosse affiancato da un laboratorio di Ricerca & Innovazione: in Bellini possiamo contare su un team tecnico con una alta qualificazione professionale, in continua formazione, e attrezzato con sistemi all’avanguardia, di ultima generazione – spiega il suo fondatore –. A noi non basta vendere un prodotto, ma vogliamo assicurarci che sia utilizzato nella maniera più efficiente possibile, a garanzia della soddisfazione piena dell’utilizzatore. In altre parole, utilizzando un’immagine sportiva, come nelle competizioni di Formula 1, noi abbiamo l’ambizione di essere il team dell’assistenza».

La famiglia Bellini, della Bellini SpA.

Reys: oltre l’alluminio

L’alluminio in tempi recenti trova sempre maggiore e più diffusa applicazione nel settore automotive: questo perché risponde adeguatamente all’esigenza di produrre veicoli più leggeri e rappresenta quindi la soluzione ideale per realizzare vetture che consumino minor combustibile, permettendo quindi di ridurre considerevolmente le emissioni di CO2.

I vantaggi del metallo leggero non sono legati soltanto alla salvaguardia dell’ambiente, bensì anche alle performance dell’auto: l’alta resistenza alla trazione e alla corrosione, nonché l’assoluta riciclabilità dello stesso, rappresentano infatti i principali fattori che ne hanno determinato la crescita nel settore dell’auto. Il risultato è che oggi è possibile realizzare non solo piccoli componenti ma addirittura l’intera struttura del veicolo in alluminio, ottenendo una notevole riduzione del peso ed un contemporaneo incremento delle performance tecniche dell’automobile. Non è un caso che alcuni dei maggiori produttori mondiali stiano realizzando modelli di punta totalmente in alluminio.

Lubrorefrigerante e tipo di lavorazione sono strettamente legati.

«Reys è legata da consolidati rapporti di partnership con alcuni dei principali attori del settore automotive, motivo per cui, da tempo è allineata al trend del mercato, investendo costantemente nello sviluppo di prodotti dedicati alla lavorazione dell’alluminio e delle sue leghe – afferma Daniele Frigerio, R&D manager di Reys. Partendo dall’esperienza accumulata nel motorsport e nel settore aeronautico, ambiti in cui è frequente l’utilizzo di leghe speciali derivate dall’alluminio, e vengono spesso richieste elevate performance di lavorazione data la presenza di acciai legati e titanio, abbiamo messo a punto un olio emulsionabile totalmente sintetico, esente da oli e biocidi, il Biocut V-500. In questo percorso abbiamo dovuto vincere anche la sfida legata alla macchiatura che, su magnesio e alluminio è spesso un ostacolo per la riduzione dei tempi di lavorazione, Reys è riuscita ad abbattere l’incidenza di questa criticità».

Il pH bilanciato ed un pacchetto protettivo accuratamente sviluppato sono infatti in grado di prevenire i fenomeni di macchiatura sulle leghe più sensibili all’ossidazione, compreso il magnesio. Questo avviene anche in occasione di lavorazioni prolungate impedendo nel contempo la comparsa di corrosione sui materiali ferrosi. Il bilanciamento di additivi EP e AW, lavorano in maniera sinergica con la tecnologia di lubrificazione Reys, conosciuta come ActiveLub, permettendo l’esecuzione delle lavorazioni più gravose, pur garantendo un elevato grado di protezione verso gli utensili.

«Non va poi dimenticata l’assenza totale di biocidi all’interno del formulato, che rende il nostro olio estremamente sicuro per l’operatore, soprattutto nel settore prototipazione dove i manufatti devono essere continuamente manipolati nelle diverse fasi della lavorazione – prosegue Frigerio. Riteniamo che Biocut V-500, grazie alle nuove tecnologie formulative, abbia evidenziato una biostabilità eccellente, tale da ridurre sensibilmente il rischio di degrado e la conseguente comparsa di cattivi odori. Naturalmente è stato possibile raggiungere questo risultato grazie alla stretta collaborazione tra i product specialist e il laboratorio R&D: una sinergia consolidata e proficua che è da considerarsi punto di forza ed eccellente espressione del “sapere fare” di Reys, un nostro tratto distintivo riconosciuto non solo nel settore metalworking».

Daniele Frigerio, R&D manager di Reys SpA.

«Castrol: compralo e dimenticalo!». Come il refrigerante diventa un potente alleato del processo produttivo

Produrre efficacemente, in sicurezza e in maniera il più possibile ecocompatibile, sono tre esigenze primarie dell’officina meccanica che, se rispettate, possono portare ad un importante saving economico. «L’attenzione al contesto in cui operano le aziende di produzione, ha portato Castrol a sviluppare una nuova piattaforma tecnologica di lubrorefrigeranti emulsionabili denominata XBB, che abbiamo definito “buy it and forget it” (compralo e dimenticalo, ndr), perché questo è ciò che vorrebbe l’utilizzatore finale: scordarsi del “problema” lubrorefrigerante!», informa Lucio Pighin, Technical Engineering manager in Castrol.

Dunque, il punto di partenza è che il lubrorefrigerante non diventi un problema nel ciclo produttivo, lasciando gli addetti liberi di focalizzare la propria attenzione sulla produttività. La tecnologia XBB messa a punto da Castrol ha proprio questa ambizione, ed è stata sviluppata per ottenere emulsioni sempre stabili e difficilmente attaccabili da batteri, in totale assenza di boro, biocidi donatori di formaldeide o da qualsiasi tipologia di biocida alternativo.

La funzione lubrificante entra in gioco quando si parla di riduzione degli attriti.

«Si tratta di un progetto partito nel 2011 che ha portato già nel 2018 al consolidamento sul mercato di questa tecnologia che si è subito dimostrata estremamente valida», aggiunge Pighin.

Ma cosa vuol dire “Compralo e dimenticalo”? Quale è il grande vantaggio per l’utilizzatore dei refrigeranti Castrol XBB? «Notoriamente i refrigeranti emulsionabili necessitano di manutenzione sia nelle vasche singole che nei grossi impianti centralizzati – ha specificato Pighin. Manutenzione generalmente vuol dire aggiunte di biocidi qualora la flora batterica raggiunga quantità elevate, e successivamente additivi alcalinizzanti per incrementare il valore pH ed il potere antiruggine, solitamente conseguenze derivanti dall’elevata presenza di microrganismi. La tecnologia boro-formaldeide, pur avendo una ottima efficacia sulla crescita batterica, ha da sempre evidenziato delle “falle” dovute probabilmente alla volatilità della stessa formaldeide unitamente al fenomeno di “assuefazione“ dei batteri, da qui lo sviluppo spesso incontrollato e virulento dei microrganismi con conseguente necessità di aggiunte di biocidi e quant’altro. La tecnologia Castrol XBB, utilizzata alle ottimali concentrazioni, forma un ambiente in emulsione completamente ostile alla crescita batterica anche in condizioni di criticità. Le emulsioni XBB hanno dimostrato nel corso di questi anni di avere basse concentrazioni di rabbocco e di non necessitare di alcuna azione correttiva, o al limite solo sporadicamente a livello precauzionale. Ciò abbatte drasticamente i costi di manutenzione, gli additivi costano!, garantendo produttività costante e con un livello qualitativo elevato in un contesto di elevata sicurezza per gli operatori e per l’ambiente».

Oggi la lavorazione è intesa in senso lato.

Accanto a ciò, c’è l’importante segmento dei lavanti, cioè quei prodotti usati nel processo di lavaggio che avviene a valle delle lavorazioni per asportazione di truciolo. I bagni di lavaggio generalmente sono costituiti da lavanti alcalini solubili. Il lavaggio dei pezzi provenienti dal processo produttivo su macchina utensile che fa uso di fluidi da taglio avviene su lavatrici a più stadi dove il lavante, una volta saturo, deve essere smaltito. Chiaramente lo smaltimento del lavante saturo ha un costo che rappresenta un ulteriore tassello nell’economia di processo.

Lucio Pighin, Technical Engineering manager in Castrol.

«I nostri lavanti Techniclean XBC hanno una notevole affinità con le emulsioni XBB – conclude Pighin. Questo vuole dire che il bagno esausto di Techniclean XBC, che lavora a valle del processo produttivo eseguito con il fluido refrigerante Castrol XBB, anziché essere smaltito a fine vita può essere immesso direttamente all’interno dello stesso bagno refrigerante XBB in quanto molto affine. Si tratta di un interessante vantaggio operativo, che risponde alle esigenze di riduzione della quantità di acqua, costi di smaltimento e riduzione di volumi di fluido smaltito e, conseguentemente, di CO2».

di Daniela Tommasi

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