Koel- en Smeermiddelen

Koel- en smeermiddelen voor metaalbewerking

Bij moderne metaalbewerking wordt veel aandacht besteed aan de keuze van machines, gereedschappen en verspaningsparameters. Toch wordt een van de belangrijkste factoren soms onderschat: het juiste koel- en smeermiddel.

Een koel- en smeermiddel doet veel meer dan alleen koelen. Het vermindert de wrijving tussen gereedschap en werkstuk, voert warmte af, beschermt tegen corrosie, spoelt spanen weg en draagt bij aan een langere levensduur van zowel het gereedschap als de machine.

De juiste keuze hangt af van verschillende factoren. Het type bewerking, het materiaal, de snijsnelheid, de belasting en zelfs de machine bepalen welk product het beste resultaat oplevert.

Waarom zijn koel- en smeermiddelen zo belangrijk?

Tijdens het verspanen ontstaan enorme krachten. Op het contactpunt tussen gereedschap en werkstuk kunnen temperaturen oplopen tot honderden graden Celsius.

Wanneer die warmte onvoldoende wordt afgevoerd, ontstaan verschillende problemen:

• snellere slijtage van het gereedschap
• slechtere oppervlaktekwaliteit
• maatafwijkingen
• verkleuring van het werkstuk
• hogere energieopname
• langere bewerkingstijden
• grotere kans op gereedschapsbreuk

Een goed gekozen koel- en smeermiddel helpt deze problemen voorkomen. Daarnaast zorgt een kwalitatief koel- en smeermiddel ervoor dat spanen sneller worden afgevoerd. Hierdoor blijft de snijzone schoon en wordt het risico kleiner dat spanen opnieuw tussen gereedschap en werkstuk terechtkomen.

Welke functies heeft een goed koel- en smeermiddel?

Een modern koel- en smeermiddel combineert meestal meerdere eigenschappen.

De belangrijkste functies zijn:

• koelen
• smeren
• beschermen tegen corrosie
• spanen afvoeren
• schuimvorming beperken
• bacteriegroei tegengaan
• de machine schoon houden
• de levensduur van het gereedschap verlengen

Niet elke toepassing vraagt dezelfde verhouding tussen koeling en smering. Daarom bestaan er verschillende soorten producten.

Emulsies: de meest veelzijdige oplossing

Een emulsie is nog altijd het meest gebruikte koel- en smeermiddel binnen de metaalbewerking. Het product bestaat uit een olieconcentraat dat wordt gemengd met water. Na het mengen ontstaat een melkachtige vloeistof waarin olie en water een stabiele emulsie vormen. Water zorgt voor een uitstekende warmteafvoer, terwijl de olie zorgt voor smering. Daardoor vormt een emulsie een uitstekende compromis tussen beide eigenschappen.

Emulsies worden veel gebruikt voor:

• CNC-frezen
• draaien
• boren
• tappen
• kotteren
• slijpen
• zaagmachines
• automatische bewerkingscentra

Afhankelijk van de toepassing wordt meestal gewerkt met een concentratie tussen 5 en 10 procent. Bij zware verspaning kan een hogere concentratie nodig zijn om voldoende smering te behouden.

Voordelen van emulsies

Een kwalitatieve emulsie biedt verschillende voordelen:

• uitstekende koeling
• goede smering
• langere gereedschapsstandtijd
• lagere bewerkingstemperaturen
• betere oppervlaktekwaliteit
• bescherming tegen corrosie
• geschikt voor uiteenlopende materialen

Daarom vormen emulsies voor veel bedrijven de standaardoplossing.

Mogelijke aandachtspunten bij emulsies

Omdat emulsies water bevatten, vragen ze ook onderhoud. Wanneer de concentratie te laag wordt of de machine onvoldoende wordt gereinigd, kunnen problemen ontstaan zoals:

• bacteriegroei
• schimmelvorming
• onaangename geur
• corrosie
• schuimvorming
• huidirritatie

Regelmatige controle voorkomt deze problemen vrijwel volledig.

Snijolie: maximale smering onder zware belasting

Waar emulsies vooral uitblinken in koeling, ligt de sterkte van snijolie bij smering. Snijolie wordt onverdund gebruikt en bevat geen water. Hierdoor vormt zich een sterke smeerfilm tussen gereedschap en werkstuk. Dat is vooral belangrijk wanneer de belasting zeer hoog is.

Typische toepassingen zijn:

• draadsnijden
• tappen
• diepboren
• tandwielfrezen
• brootsen
• zwaar draaien
• zware freesbewerkingen

Bij deze processen staat maximale smering centraal. De olie vermindert de wrijving waardoor gereedschappen langer meegaan en de oppervlaktekwaliteit verbetert.

Wanneer kies je beter geen snijolie?

Omdat olie minder goed koelt dan water, is snijolie minder geschikt voor toepassingen waarbij extreem veel warmte ontstaat.

Bij hogesnelheidsfrezen of intensieve CNC-bewerkingen wordt daarom meestal gekozen voor emulsies of synthetische koelmiddelen.

Volsynthetische koelmiddelen

Volsynthetische koelmiddelen bevatten geen minerale olie. Ze bestaan uit chemisch samengestelde bestanddelen die speciaal ontwikkeld zijn om een zeer hoog koelvermogen te combineren met een schone machineomgeving.

Ze worden vaak gebruikt voor:

• hoogtoerige CNC-machines
• slijpen
• precisieverspaning
• geautomatiseerde productie

Voordelen zijn onder andere:

• uitstekende warmteafvoer
• weinig residu
• heldere vloeistof
• eenvoudige filtratie
• minder afzettingen
• goede machinehygiëne

Doordat deze producten helder zijn, blijft het zicht op het werkstuk uitstekend tijdens de bewerking.

Microdoseersystemen (MQL)

Steeds meer bedrijven kiezen voor Minimal Quantity Lubrication, kortweg MQL. Bij dit systeem wordt slechts een uiterst kleine hoeveelheid olie gebruikt. Via perslucht wordt een fijne olienevel rechtstreeks op de snijzone aangebracht. Daardoor blijft het werkstuk vrijwel droog. In tegenstelling tot klassieke koelsystemen wordt nauwelijks vloeistof verbruikt.

Voordelen van MQL

Een microdoseersysteem biedt verschillende voordelen:

• zeer laag olieverbruik
• minder afval
• nauwelijks reiniging van onderdelen
• propere machines
• lagere operationele kosten
• milieuvriendelijker
• eenvoudig onderhoud

Voor bepaalde toepassingen levert MQL aanzienlijke besparingen op.

Typische toepassingen van MQL

Microdosering wordt vaak gebruikt voor:

• aluminiumbewerking
• plaatbewerking
• profielbewerking
• zagen
• lichte freesbewerkingen
• boren
• ponsen

Bij zware verspaning blijft een klassiek koelsysteem meestal noodzakelijk omdat daar aanzienlijk meer warmte wordt ontwikkeld.

De rol van viscositeit

Bij oliën is viscositeit een van de belangrijkste eigenschappen. Viscositeit bepaalt hoe gemakkelijk een olie stroomt. Een lage viscositeit betekent dat de olie dun is. Een hoge viscositeit betekent dat de olie dikker is. Dat lijkt eenvoudig, maar de juiste keuze heeft een grote invloed op de prestaties. Een te dunne olie kan onvoldoende smering geven. Een te dikke olie bereikt moeilijk de snijzone en kan warmte minder goed afvoeren.

Factoren die de juiste viscositeit bepalen

Onder meer deze factoren spelen een rol:

• type machine
• pompdruk
• toerental
• belasting
• materiaal
• gereedschap
• omgevingstemperatuur

Daarom bestaat er niet één universeel koel- en smeermiddel.

De juiste viscositeit verschilt van toepassing tot toepassing.

Koel- en smeermiddelen voor zaagmachines

Ook zagen stelt specifieke eisen. Tijdens het zagen ontstaat voortdurend wrijving tussen de tanden van het zaagblad en het materiaal.

Een goed koel- en smeermiddel zorgt voor:

• minder warmteontwikkeling
• langere levensduur van het zaagblad
• mooiere zaagsnede
• minder slijtage
• betere spaanafvoer

Afhankelijk van de machine wordt gekozen voor:

• emulsies
• MQL-systemen

Voor het zagen van volle materialen blijven emulsies nog steeds de eerste keuze. Bij het zagen van buizen en profielen wordt echter steeds vaker overgestapt naar micro-doseersystemen, en dat heeft verschillende voordelen. Zo loopt de emulsie niet in de profielen en belandt ze niet op de vloer, wat zorgt voor een nettere en veiliger werkplek. Daarnaast is er minder verbruik van koelsmeermiddel, wat kostenbesparend werkt. Tot slot vraagt het afkuisen van de buizen en profielen na het zagen ook minder werk.

Koel- en smeermiddelen voor CNC-frezen

Bij CNC-frezen zijn de omstandigheden volledig anders. Hoge toerentallen en grote materiaalafnames veroorzaken veel warmte. Hier is een goede warmteafvoer essentieel. Daarom worden meestal emulsies of synthetische koelmiddelen toegepast.

Belangrijke eigenschappen zijn:

• hoge koelcapaciteit
• lage schuimvorming
• goede smering
• corrosiebescherming
• lange standtijd
• compatibiliteit met filtersystemen

Koel- en smeermiddelen voor draaien

Tijdens het draaien spelen zowel koeling als smering een belangrijke rol. Voor algemene draaibewerkingen voldoet een hoogwaardige emulsie meestal uitstekend. Bij zware draaibewerkingen of moeilijk verspaanbare materialen kan een hogere concentratie of een specifieke snijolie betere resultaten opleveren.

Koel- en smeermiddelen voor slijpen

Slijpen vraagt vooral een maximale warmteafvoer. Omdat de contactoppervlakken klein zijn maar de temperaturen zeer hoog kunnen oplopen, worden vaak synthetische koelmiddelen toegepast. Deze voeren warmte snel af en houden slijpschijven schoon.

Metaalbewerkingsvloeistoffen vs materiaalsoort

aluminium

Aluminium vraagt bijzondere aandacht. Het materiaal heeft de neiging zich aan het gereedschap te hechten. Daarom moet het gekozen koel- en smeermiddel voldoende smering bieden zonder kleverige resten achter te laten. Voor veel aluminiumtoepassingen leveren emulsies of MQL-systemen uitstekende resultaten.

roestvast staal

Roestvast staal behoort tot de moeilijker verspaanbare materialen. Door de hoge warmteontwikkeling is een combinatie van goede smering en efficiënte koeling noodzakelijk. Daarom worden vaak hoogwaardige emulsies of speciale snijoliën gebruikt.

staal

Constructiestaal vormt voor de meeste koel- en smeermiddelen geen probleem.

De keuze hangt vooral af van:

• verspaningssnelheid
• belasting
• machine
• gewenste oppervlaktekwaliteit

Hier bieden emulsies vaak de beste balans tussen prestaties en kostprijs.

Onderhoud van koel- en smeermiddelen

Zelfs het beste koel- en smeermiddel vraagt onderhoud. Een slecht onderhouden emulsiebad verliest geleidelijk zijn eigenschappen. Daarom is regelmatige controle noodzakelijk.

Belangrijke aandachtspunten zijn:

• concentratie meten
• pH controleren
• olievervuiling verwijderen
• bacteriegroei opvolgen
• vloeistofniveau controleren

Met eenvoudige meetinstrumenten kan de concentratie snel worden gecontroleerd. Een correcte concentratie voorkomt zowel corrosie als overmatig verbruik.

Waarom machinehygiëne zo belangrijk is

Bij het vervangen van een koel- en smeermiddel wordt de machine vaak onderschat. Oude leidingen bevatten meestal bacteriën, biofilm en afzettingen. Wanneer een nieuw koel- en smeermiddel zonder reiniging wordt toegevoegd, raakt ook dit snel besmet. Daarom wordt eerst een systeemreiniger toegevoegd. Na een grondige circulatie wordt de machine volledig geleegd en gereinigd. Pas daarna wordt een nieuw koel- en smeermiddel aangemaakt. Deze werkwijze verlengt de levensduur van het koel- en smeermiddel aanzienlijk.

Veelvoorkomende problemen en hun oorzaak

Wanneer een koel- en smeermiddel niet optimaal presteert, ligt de oorzaak vaak niet bij het product zelf. Veel voorkomende problemen zijn:

Schuimvorming:

• verkeerde concentratie
• vervuiling
• luchtinslag
• ongeschikte pomp

Onaangename geur:

• bacteriegroei
• onvoldoende onderhoud
• vervuilde machine

Corrosie:

• te lage concentratie
• verkeerde productkeuze
• onvoldoende bescherming

Korte standtijd van gereedschap:

• verkeerde viscositeit
• onvoldoende smering
• verkeerde productkeuze

Regelmatige controle voorkomt de meeste van deze problemen.

Waarom kiezen voor kwalitatieve koel- en smeermiddelen?

Een kwalitatief koel- en smeermiddel lijkt op het eerste gezicht soms duurder. In de praktijk blijkt echter vaak het tegenovergestelde. De totale productiekost wordt beïnvloed door veel meer dan alleen de aankoopprijs.

Een kwalitatief product kan zorgen voor:

• langere gereedschapsstandtijd
• minder machine-uitval
• minder onderhoud
• hogere productiviteit
• betere oppervlaktekwaliteit
• minder afkeur
• langere levensduur van het koel- en smeermiddel
• lager totaalverbruik

Daardoor ligt de werkelijke kost per geproduceerd onderdeel vaak aanzienlijk lager.

Een oplossing voor vrijwel iedere toepassing

Het assortiment van NV Van Maele omvat oplossingen voor uiteenlopende toepassingen binnen de metaalbewerking. Denk aan emulsies, snijoliën, synthetische koelmiddelen, MQL-oliën, systeemreinigers en onderhoudsproducten. Zo kan voor vrijwel elke machine, elk materiaal en iedere bewerking een geschikt koel- en smeermiddel worden gekozen.

De juiste keuze begint steeds met een goede analyse van de toepassing. Factoren zoals machine, materiaal, verspaningssnelheid, belasting en gewenste oppervlaktekwaliteit bepalen samen welk koel- en smeermiddel de beste prestaties levert.

Heb je een geschikt koel- en smeermiddel nodig voor uw machine of wil je advies over welk koelmiddel of welke snijolie het best past bij uw toepassing? Neem vrijblijvend contact met ons op voor een voorstel op maat via sales@NVvanmaele.be.