Che cos'è la lavorazione CNC criogenica?

La lavorazione CNC criogenica utilizza l'azoto liquido per raffreddare gli oggetti, invece dei fluidi a base di olio. In questo modo, l'area di taglio si raffredda molto rapidamente e gli utensili rimangono affilati più a lungo. Gli studi dimostrano che L'usura degli utensili diminuisce di 67%. Anche i costi di lavorazione diminuiscono di 26,2%.

I ricercatori hanno scoperto che Il raffreddamento ad azoto liquido fa durare di più gli utensili. Inoltre, offre superfici più lisce e consuma meno energia. MXY offre soluzioni che aiutano a tagliare i materiali duri in modo più veloce e migliore.

Punti chiave

• Lavorazione criogenica CNC utilizza l'azoto liquido per raffreddare rapidamente gli utensili. Questo aiuta gli utensili a durare più a lungo e rende le superfici più lisce.
• Questo metodo riduce il calore e l'attrito. Consente alle fabbriche di tagliare il metallo più velocemente e di lavorare più rapidamente.
• Il raffreddamento criogenico può ridurre l'usura degli utensili fino a 70%. Ciò consente di risparmiare sui nuovi utensili e di ottenere pezzi migliori.
• Il processo è migliore per l'ambiente. Non utilizza refrigeranti a base di olio, consuma meno energia e produce meno rifiuti.
• L'installazione di sistemi criogenici costa di più. Per utilizzarli in modo sicuro e corretto, occorrono attrezzature e formazione speciali.
• Non tutti i materiali agiscono allo stesso modo. Sono necessari dei test per trovare le impostazioni migliori per ogni metallo.
• Gli operatori devono continuare a imparare a usare i liquidi criogenici in modo sicuro. Devono anche sapere come utilizzare i controlli avanzati della macchina.
• Molte industrie utilizzano la lavorazione criogenica. Le aziende del settore aerospaziale, automobilistico e medico la utilizzano per ottenere pezzi resistenti e precisi.

Come funziona

Raffreddamento con azoto liquido

Lavorazione criogenica CNC utilizza l'azoto liquido (LN2) invece dei refrigeranti a base di olio. L'LN2 raffredda l'area di taglio molto rapidamente e la mantiene fredda. Questo metodo sostituisce i normali fluidi e aiuta a controllare il calore. I ricercatori hanno scoperto che il raffreddamento con LN2 può usura dell'utensile e forze di taglio dimezzate quando lavora con leghe resistenti come il Ti-6Al-4V. L'LN2 produce anche meno attrito tra l'utensile e il pezzo. Ciò significa che gli utensili durano più a lungo e le superfici sono più lisce.

Canali interni degli utensili

Molte nuove macchine inviano l'LN2 direttamente al bordo di taglio attraverso canali interni all'utensile. Questo design raffredda il punto più caldo del processo. Mettendo l'LN2 dove è necessario, il sistema rimuove meglio il calore. Le soluzioni MXY sfruttano questa idea per aiutare le persone a tagliare materiali duri più velocemente e con meno danni agli utensili.

Suggerimento: I canali interni dell'utensile consentono un raffreddamento molto preciso. Questo è molto importante quando si lavora con leghe avanzate o acciai temprati.

Assorbimento di calore

L'LN2 assorbe il calore dalla zona di taglio trasformandosi da liquido a gas. Questo cambiamento allontana l'energia dall'utensile e dal pezzo. La potenza di raffreddamento dipende da alcuni fattori:

• La velocità del flusso di LN2
• La distanza dell'ugello dall'area di taglio
• La quantità di liquido rispetto a quella di gas nell'azoto

A La quantità di liquido più alta si raffredda meglio e aiuta a fermare il surriscaldamento. Gli studi dimostrano che l'LN2 può temperature di taglio più basse da 16% a 37%a seconda del materiale. Questo calo di calore aiuta a impedire che le parti cambino forma e a mantenere l'utensile affilato.

Processo di lavorazione criogenica CNC

Le fasi della lavorazione criogenica CNC sono:

1. La macchina invia LN2 attraverso canali o ugelli alla zona di taglio.
2. L'LN2 raffredda l'utensile e il pezzo, riducendo il calore e l'attrito.
3. Il sistema controlla il flusso di LN2 per mantenere la temperatura costante e fermare lo shock termico.
4. L'operatore osserva il processo per assicurarsi che sia sicuro e che funzioni bene.

I test dimostrano che questo processo può far durare gli strumenti Dal 40% al 200% più lungo rispetto ai modi normali, soprattutto alle alte velocità. Anche il raffreddamento con LN2 rende le superfici più lisce e dimensioni più precise. I ricercatori hanno riscontrato forze di taglio inferiori, forme migliori del truciolo e minore potenza utilizzata durante la lavorazione criogenica. Ma l'utilizzo di LN2 sul pezzo per troppo tempo può talvolta renderlo più difficile, quindi la maggior parte dei buoni risultati si ottiene raffreddando l'utensile.

MXY dispone di sistemi avanzati che inviano automaticamente LN2 e controllano le impostazioni importanti. Queste soluzioni aiutano gli utenti a ottenere gli stessi buoni risultati e a far durare gli utensili più a lungo, anche con materiali duri.

Nota: Un buon flusso di LN2 e il punto giusto dell'ugello sono molto importanti per ottenere i migliori risultati nella lavorazione criogenica CNC.

Benefici

Elaborazione più rapida

Lavorazione criogenica CNC consente alle macchine di tagliare il metallo molto più velocemente. Il processo utilizza azoto liquido a -321°F per raffreddare rapidamente il tagliente. Questo raffreddamento rapido consente agli operai di utilizzare velocità e avanzamenti più elevati. Le macchine possono asportare più metallo in meno tempo. Aziende come 5ME e Okuma America hanno dimostrato che la lavorazione criogenica aumenta la produttività. Gli operatori non devono fermarsi per cambiare il refrigerante o per la pulizia. In questo modo il processo si svolge senza intoppi. Velocità più elevate e meno fermate significano che ogni giorno vengono completati più pezzi.

Suggerimento: L'elaborazione più rapida aiuta le fabbriche a completare gli ordini in tempo e a gestire i lavori di grandi dimensioni.

Estensione della vita dell'utensile

La lavorazione CNC criogenica aiuta gli utensili a durare molto più a lungo. Il freddo dell'azoto liquido riduce il calore e l'attrito sul tagliente. Meno calore significa che l'utensile non si consuma così rapidamente. Molti studi dimostrano grandi guadagni nella durata degli utensili. Il La tabella seguente mostra i risultati di diversi ricercatori:

Lockheed Martin ha visto un 52% velocità di lavorazione più elevata su un pezzo in titanio, utilizzando la lavorazione criogenica. In un altro caso, le velocità di taglio per il cobalto-cromo sono passate da 100-125 sfm a 550-700 sfm. Questi risultati dimostrano che gli utensili rimangono affilati più a lungo e possono gestire lavori più difficili. Il processo funziona bene anche con materiali fragili come la ceramica di allumina. Mantenendo gli utensili più freddi, la lavorazione criogenica evita i danni e fa risparmiare sui nuovi utensili.

Qualità della superficie

La lavorazione CNC criogenica conferisce ai pezzi una finitura più liscia. Il freddo mantiene fredda l'area di taglio, il che aiuta a controllare la forma e le dimensioni del pezzo. I test dimostrano che i metodi criogenici riducono la rugosità superficiale più dei processi a secco. Il La tabella seguente confronta i risultati:

La lavorazione criogenica mantiene una temperatura bassa, in modo che i pezzi non si espandano o cambino forma. Questo controllo aiuta a rispettare i severi limiti dimensionali, soprattutto nel settore aerospaziale. Le temperature più basse significano anche meno stress sul pezzo, quindi la superficie rimane liscia e forte. Gli operatori vedono una minore usura degli utensili e una migliore efficienza, rendendo questo processo una scelta intelligente per pezzi di alta qualità.

Impatto ambientale

La lavorazione criogenica è migliore per l'ambiente in molti modi. Le fabbriche utilizzano azoto liquido o anidride carbonica per raffreddare gli oggetti. Non hanno più bisogno di refrigeranti a base di olio. I refrigeranti a base di olio possono danneggiare lo strato di ozono. Inoltre, producono rifiuti che possono inquinare l'acqua e il suolo. Rinunciando a questi fluidi, le aziende rendono più sicure le persone e la natura.

• Le configurazioni criogeniche non producono alcuno scarto di lubrificante. La lavorazione tradizionale utilizza fluidi da taglio che si trasformano in rifiuti pericolosi.
• Il processo produce meno emissioni tossiche. L'assenza di refrigeranti a base di olio significa assenza di fumi o fuoriuscite.
• La durata degli utensili migliora da 15% a oltre 300% per molti acciai. Una maggiore durata degli utensili significa meno utensili che finiscono nelle discariche.
• Le forze di taglio si riducono di circa 18% a 43%. Forze inferiori significano che le macchine consumano meno energia.
• La temperatura nell'area di taglio scende da 30% a oltre 50%. In questo modo si evitano i danni termici e si mantiene l'aria più pulita.
• I tassi di rimozione del materiale aumentano di circa 23%. I lavoratori terminano i lavori più velocemente e risparmiano più energia.
• Il consumo di energia si riduce di circa 320 watt durante la lavorazione. Usare meno energia significa ridurre l'impronta di carbonio.

🌱 Nota: La lavorazione criogenica è una scelta più pulita ed ecologica. Aiuta le fabbriche a rispettare le severe norme ambientali e rende i lavoratori più sicuri.

Gli studi dimostrano che questi cambiamenti rendono la lavorazione criogenica migliore per il pianeta. Le fabbriche che utilizzano questo metodo contribuiscono a ridurre l'inquinamento e a risparmiare risorse.

Svantaggi

Costo

Lavorazione criogenica costa di più all'inizio rispetto alla lavorazione normale. Le aziende devono acquistare attrezzature speciali per questo processo. Hanno bisogno di cose come linee di alimentazione con guaina a vuoto e sistemi di raffreddamento passanti per gli utensili. Queste parti contribuiscono a portare l'azoto liquido all'avanguardia. Le macchine necessitano anche di controlli avanzati per gestire il flusso di azoto. Questo rende il primo investimento molto più elevato rispetto ai refrigeranti a base di olio.

Il La tabella seguente mostra quanto possono costare in più i sistemi criogenici ogni anno.:

La tabella e il grafico mostrano che il funzionamento dei sistemi criogenici costa molto di più. La maggior parte del costo aggiuntivo deriva dall'acquisto di azoto liquido o anidride carbonica. Questi prezzi elevati rendono difficile per le piccole officine utilizzare la lavorazione criogenica. Anche se gli utensili durano di più e si utilizza meno olio, il costo del refrigerante è ancora un grosso problema.

💡 Nota: I sistemi criogenici consentono di risparmiare sullo smaltimento del refrigerante e sulla sostituzione degli utensili, ma il prezzo elevato dell'azoto liquido spesso annulla questi risparmi.

Complessità del sistema

Gli impianti di lavorazione criogenici sono più difficili da usare rispetto a quelli normali. Hanno bisogno di parti speciali per gestire liquidi molto freddi. Queste includono tubi isolati, valvole avanzate e ugelli per il refrigerante. Le macchine utilizzano anche sensori e controlli per mantenere la temperatura costante.

Uno studio ha elencato alcuni modi in cui questi sistemi sono più complessi:

Gli operatori devono imparare nuovi controlli e mantenere il sistema sicuro. Le parti e i controlli in più rendono più difficili le riparazioni e la manutenzione. Se qualcosa si rompe, la riparazione può richiedere più tempo rispetto a un normale sistema di raffreddamento.

⚠️ Suggerimento: Le officine devono prevedere una formazione supplementare e possibili tempi di inattività quando passano ai sistemi criogenici.

Limiti del materiale

Non tutti i materiali funzionano bene con la lavorazione criogenica. Alcuni metalli, come le leghe di alluminio con particelle di dimensioni nanometriche, hanno risultati contrastanti. Per esempio, Al 8011 con particelle di SiC di dimensioni nanometriche ottiene grani più duri e fini dopo la lavorazione criogenica. Ma la superficie può diventare più ruvida rispetto ad altri metodi di raffreddamento. L'usura dell'utensile cambia anche in base alla velocità di taglio e al tipo di refrigerante. A volte, l'olio di canola riduce l'usura degli utensili meglio del raffreddamento criogenico a determinate velocità.

Materiali aerospaziali come Ti-6Al-4V sono stati anche testati. Gli studi hanno rilevato che il raffreddamento criogenico può raddoppiare la durata degli utensili e migliorare la rimozione del materiale. Tuttavia, a volte l'usura degli utensili aumenta rapidamente, quindi il processo deve essere controllato con attenzione. Il riscaldamento e il raffreddamento rapidi possono modificare la struttura del metallo, rendendolo più duro o più fragile.

📌 Nota: Ogni materiale reagisce in modo diverso al raffreddamento criogenico. I negozi devono testare i loro materiali per trovare le impostazioni migliori ed evitare risultati indesiderati.

Esigenze di formazione

Gli operatori hanno bisogno di una formazione speciale di utilizzare sistemi di lavorazione criogenici. Questi sistemi utilizzano liquidi molto freddi e controlli avanzati. I lavoratori devono apprendere nuove competenze per utilizzarli in modo sicuro.

Molte aziende vogliono che gli operatori conoscano diverse cose. Cercano persone che comprendano il funzionamento degli strumenti e dei controlli. Gli operatori devono conoscere i processi del gas. Devono anche conoscere alcune nozioni di base sull'elettricità e sull'elettronica. È importante conoscere l'hardware, perché queste macchine hanno molte parti mobili e sensori.

🛠️ Suggerimento: Gli operatori devono esercitarsi a leggere e comprendere diversi disegni. Questi includono gli schemi degli strumenti, delle tubature, elettrici ed elettronici. Questo li aiuta a risolvere i problemi più velocemente.

La maggior parte dei posti di lavoro prevede che gli operatori completino una formazione prima di lavorare da soli. La formazione insegna come utilizzare le macchine e maneggiare l'azoto liquido. Inoltre, tratta le regole di sicurezza. I lavoratori devono dimostrare di essere in grado di fare buone scelte e di lavorare da soli. Molte aziende richiedono un diploma di scuola superiore o un GED. Alcune preferiscono persone con un diploma tecnico, corsi universitari o formazione militare. Anche gli apprendistati professionali aiutano i lavoratori a prepararsi per questi lavori.

Gli operatori devono avere forti competenze matematiche e informatiche. Utilizzano i computer per controllare le macchine e verificare i dati. La matematica li aiuta a misurare i pezzi e a impostare il processo. La formazione spesso permette di fare pratica con questi strumenti.

L'orario di lavoro può includere notti, weekend e giorni festivi. Gli operatori devono essere pronti a lavorare in orari diversi. È importante essere affidabili e capaci di adattarsi. Alcune aziende chiamano il turno di notte "turno del gufo". I lavoratori devono completare la formazione prima di lavorare in questi turni.

📚 Nota: Gli operatori devono continuare a imparare cose nuove. Devono conoscere le ultime regole di sicurezza e gli aggiornamenti delle macchine.

La formazione non termina dopo le prime lezioni. Gli operatori devono continuare a imparare man mano che le macchine e i processi cambiano. Seguono ogni giorno regole di sicurezza e di lavoro rigorose. Le aziende possono organizzare altri corsi o esercitazioni pratiche per aiutare i lavoratori a rimanere aggiornati.

Un normale programma di allenamento potrebbe includere:

• Misure di sicurezza per la manipolazione di liquidi criogenici
• Come far funzionare e riparare la macchina
• Come leggere i disegni e i diagrammi tecnici
• Competenze informatiche e matematiche per il controllo dei processi
• Cosa fare in caso di emergenza
• Apprendimento continuo e aggiornamento delle competenze

Una buona formazione mantiene i lavoratori al sicuro e aiuta le macchine a funzionare bene. Le aziende che formano i lavoratori hanno meno incidenti e risultati migliori.

Sicurezza

Protocolli per gli operatori

Gli operatori corrono rischi particolari quando utilizzano gas criogenici come l'azoto, l'elio, l'argon e l'anidride carbonica. Questi gas possono ridurre l'ossigeno nell'aria. Se non c'è abbastanza ossigeno, le persone possono soffocare. Il freddo di questi liquidi può congelare la pelle e causare congelamenti. Quando il liquido si trasforma in gas, cresce rapidamente e può riempire una stanza. Questo può eliminare l'ossigeno senza preavviso. Gli operatori devono seguire rigorose regole di sicurezza per rimanere al sicuro.

1. Legga sempre le norme di sicurezza prima di iniziare o dopo le modifiche. 2. Indossi DPI come occhiali di sicurezza, schermi facciali, guanti isolati, maniche lunghe, pantaloni lunghi e scarpe robuste. 3. Utilizzi solo contenitori e tubi realizzati per liquidi molto freddi. 4. Muova i fluidi criogenici lentamente e li tenga sotto il suo petto per evitare schizzi. 5. Lavori dove l'aria si muove bene o utilizzi dei monitor di ossigeno per controllare l'aria. 6. Si assicuri che tutti i sistemi siano dotati di valvole di scarico della pressione. 7. Non chiuda mai ermeticamente i contenitori di azoto liquido. 8. Sapere cosa fare in caso di fuoriuscita o se qualcuno si fa male, compreso il primo soccorso per la pelle e gli occhi.

Gli operatori hanno bisogno di una formazione regolare. Devono imparare a usare i gas, a maneggiare le attrezzature e a seguire i piani di emergenza. Le aziende vogliono che gli operatori superino i corsi di sicurezza e continuino ad apprendere nuove competenze.

⚠️ Suggerimento: Prima di lavorare con i fluidi criogenici, cerchi sempre le perdite e indossi l'attrezzatura giusta.

Sicurezza delle apparecchiature

Le macchine utilizzate per il lavoro criogenico devono superare molti test per dimostrare la loro sicurezza. Le guarnizioni e le parti sono testate a freddo per vedere se rimangono forti e flessibili. I test chimici verificano se le guarnizioni sono in grado di resistere a sostanze chimiche aggressive. I test di pressione verificano che i componenti siano in grado di gestire le variazioni di pressione.

• I test d'impatto verificano se i materiali sono in grado di resistere ai colpi più duri senza rompersi.
• I test di scorrimento verificano se i materiali cambiano forma quando vengono spinti a lungo.
• I test non distruttivi utilizzano strumenti speciali per trovare crepe o problemi nascosti senza rompere il pezzo.
• I test criogenici assicurano che i materiali funzionino bene in luoghi molto freddi.

Tutte le macchine hanno bisogno di valvole di scarico della pressione e di allarmi. I lavoratori addestrati devono controllare e riparare spesso le attrezzature. Le aziende seguono le regole di gruppi come OSHA e ISO per assicurarsi che le macchine siano sicure.

Risposta alle emergenze

Se qualcosa va storto, agire rapidamente può salvare la vita. Gli operatori devono sapere cosa fare in caso di fuoriuscita, perdita o esposizione ai fluidi criogenici. Il piano deve includere:

• Abbandonare l'area se l'ossigeno cala o c'è una perdita.
• Prestare il primo soccorso in caso di congelamento o contatto con gli occhi. Riscaldare lentamente l'area e richiedere assistenza medica.
• Arresto delle macchine con pulsanti di emergenza.
• Chiamare i servizi di emergenza, se necessario.

Le aziende dovrebbero praticare delle esercitazioni, in modo che tutti sappiano cosa fare. I kit di emergenza con il pronto soccorso e i monitor per l'ossigeno devono essere facili da trovare. Cartelli e allarmi aiutano ad avvertire i lavoratori del pericolo.

🚨 Nota: Un'azione rapida e una buona formazione aiutano a fermare gli infortuni e a mantenere tutti al sicuro.

Implementazione

Fasi di impostazione

Per configurare un sistema di lavorazione CNC criogenico, i negozi seguono diverse fasi. Innanzitutto, scelgono una macchina CNC che funzioni con il sistema. Lo spazio di lavoro deve essere pronto e sicuro. Il team installa una fornitura di azoto liquido, di solito un Bombola di gas da 200 litri con una valvola di chiusura della pressione. Collegano i tubi isolati sotto vuoto alla macchina. I tubi flessibili aiutano a portare il refrigerante al portautensili. Molti portautensili hanno ugelli incorporati per il refrigerante. Ad esempio, il portautensili Kennametal DCLNL20X12 JETI ha due ugelli che puntano all'inserto di taglio.

Gli operatori devono utilizzare dispositivi di sicurezza come guanti, schermi facciali, grembiuli e scarpe speciali. L'officina ha bisogno di buoni monitor del flusso d'aria e dell'ossigeno per garantire la sicurezza di tutti. La formazione insegna come conservare e spostare l'azoto liquido in modo sicuro. Il team testa il sistema facendo passare il refrigerante attraverso gli ugelli e controllando le perdite. Impostano anche gli allarmi e le fasi di spegnimento di emergenza.

🛠️ Suggerimento: I negozi dovrebbero pianificare controlli regolari e assicurarsi che tutti i lavoratori ricevano una formazione prima di iniziare a lavorare.

Compatibilità della macchina

I sistemi criogenici di lavorazione CNC si adattano a molti tipi di macchine. I test dimostrano che i centri di lavoro verticali, i centri di tornitura e le macchine a 5 assi possono tutti utilizzare il raffreddamento criogenico. Ad esempio, il sistema criogenico MAG funziona sui centri verticali NBV 700 5X, sui centri di tornitura VDM 1000 e sulle macchine a 5 assi HERMLE. Questi sistemi funzionano anche con bracci robotici e macchine senza impianto idraulico.

Aziende come DMG MORI, OPS-INGERSOLL e HERMLE hanno provato le loro macchine con configurazioni criogeniche. I risultati mostrano che gli utensili durano il doppio, gli avanzamenti aumentano e la produttività può aumentare di 30%. Le officine utilizzano questi sistemi per tagliare titanio aerospaziale, Inconel, alberi temprati e parti di turbine eoliche. Poiché funzionano così tante macchine e materiali, la lavorazione criogenica è una scelta flessibile.

Transizione e reversibilità

Le officine che passano dalla lavorazione CNC normale a quella criogenica spesso iniziano con un progetto di prova. I laboratori di ricerca come il Università del Kentucky ha scoperto che il raffreddamento criogenico aiuta gli strumenti a durare più a lungo e a ottenere superfici più lisce. Ad esempio, Yang e il suo team hanno reso più resistenti gli impianti dell'anca utilizzando metodi criogenici. Kumar e Jawahir hanno scoperto che è più facile lavorare i compositi ibridi.

Il cambiamento comprende l'aggiunta di parti criogeniche alle macchine e la formazione dei lavoratori. Le officine potrebbero dover cambiare le impostazioni di taglio e provare diversi punti degli ugelli. Se vogliono tornare indietro, possono rimuovere le parti criogeniche e rimettere le vecchie linee di raffreddamento.

🔄 Nota: MXY aiuta i negozi ad aggiungere o rimuovere i sistemi criogenici e forma i lavoratori per facilitare il cambiamento.

Applicazioni

Materiali adatti

La lavorazione criogenica CNC funziona meglio sui metalli tenaci e resistenti al calore. Molti negozi la utilizzano per acciai temprati come l'AISI 4340 e leghe come il titanio e l'Inconel. Questi metalli sono difficili da tagliare con i metodi normali. Si surriscaldano velocemente e consumano rapidamente gli utensili. Il raffreddamento criogenico mantiene fredda l'area di taglio. Questo aiuta a controllare il calore e rallenta l'usura degli utensili.

Anche i metalli in polvere si comportano bene con questo processo. Il freddo aiuta a mantenere la loro struttura forte durante il taglio. Gli acciai per utensili devono essere duri e resistenti. Dopo il trattamento criogenico, resistono meglio all'usura. Questo metodo rende anche molte leghe più forti. Le aiuta a durare più a lungo nei lavori più duri.

Suggerimento: I negozi dovrebbero testare ogni materiale prima della produzione completa. Alcuni metalli agiscono in modo diverso quando sono molto freddi.

Casi d'uso del settore

Molte industrie utilizzano la lavorazione CNC criogenica per ottenere pezzi forti e precisi. Questo processo è ottimo per le aziende che hanno bisogno di materiali resistenti e di dimensioni precise. Alcune industrie principali sono:

• Automotive
• Aerospaziale
• Spazio
• Difesa
• Macchinari industriali
• Generazione di energia
• Energia
• Semiconduttore
• Medico
• Utensili e stampi

Queste industrie hanno bisogno di pezzi che resistano alle sollecitazioni e all'usura. Il trattamento criogenico rende i metalli più duri e resistenti. Ad esempio, le aziende aerospaziali lo utilizzano per realizzare parti di aerei in titanio. I produttori di dispositivi medici lo usano per modellare l'acciaio inossidabile per gli impianti. Le centrali elettriche lo usano per realizzare le pale delle turbine con leghe speciali.

Il trattamento criogenico sottopone i metalli a temperature molto fredde, a partire dal Da -190 °C a -230 °C. Questa fase rende i metalli più duri e li aiuta a durare più a lungo. Gli studi dimostrano che acciai come l'AISI 4340 diventano più forti dopo questo trattamento. Molte aziende utilizzano la lavorazione criogenica per realizzare pezzi migliori e più duraturi.

Casi di studio

I risultati del mondo reale dimostrano che la lavorazione criogenica funziona bene. In uno studio, gli ingegneri hanno utilizzato il raffreddamento criogenico sulla lega A390 con utensili in acciaio ad alta velocità. La durata dell'utensile ha ottenuto oltre 1000% migliore. Il processo ha facilitato la gestione dei trucioli e ha aumentato la produttività. Questi risultati si sono verificati nella tornitura, nella fresatura, nella rettifica e nella foratura.

Le fabbriche aerospaziali hanno visto superfici più lisce e dimensioni più strette sui pezzi in titanio e Inconel. Le aziende del settore medicale hanno avuto meno cambi di utensili e una migliore qualità dei pezzi per gli strumenti chirurgici. MXY ha aiutato molti negozi ad aggiornare i loro sistemi. Le loro soluzioni consentono agli utenti di tagliare materiali duri più velocemente e con meno danni agli utensili.

🏆 Nota: Molte industrie utilizzano oggi la lavorazione criogenica per pezzi che devono essere forti, precisi e durare a lungo.

La lavorazione CNC criogenica raffredda l'area di taglio con azoto liquido o CO2. Questo aiuta gli utensili a durare più a lungo e rende le superfici più lisce, soprattutto sui metalli duri. Molti test dimostrano che funziona meglio dei refrigeranti a base di olio. Chi utilizza questo metodo produce meno rifiuti e ha aree di lavoro più sicure. Ma costa di più e la messa a punto è più difficile. Non tutti i materiali reagiscono allo stesso modo. I negozi possono chiedere aiuto a MXY o consultare le guide tecniche per saperne di più.

• L'area di taglio diventa più fredda, quindi gli utensili durano più a lungo.
• Le superfici possono essere molto lisce, anche fino a 0.712.
• A volte, le forze di taglio diventano più elevate.
• Gli scienziati devono studiare meglio la fresatura e la foratura.

FAQ

Qual è il vantaggio principale della lavorazione CNC criogenica?

Lavorazione criogenica CNC mantiene gli utensili molto più freschi. Questo fa sì che gli utensili durino più a lungo e che i pezzi siano più lisci. Le fabbriche possono tagliare i metalli duri più velocemente e spendere meno per nuovi utensili.

L'azoto liquido è sicuro da usare nella lavorazione?

L'azoto liquido è sicuro se i lavoratori seguono tutte le misure di sicurezza. Gli operatori devono indossare guanti, schermi facciali e abiti speciali. Una buona formazione e l'attrezzatura giusta aiutano a prevenire gli incidenti.

Qualsiasi macchina CNC può utilizzare il raffreddamento criogenico?

Non tutte le macchine CNC possono utilizzare il raffreddamento criogenico. Alcune macchine necessitano prima di parti aggiuntive o di aggiornamenti. I negozi dovrebbero chiedere al costruttore della macchina o a un esperto di criogenia prima di iniziare.

Quali sono i materiali che beneficiano maggiormente della lavorazione criogenica?

I metalli duri come il titanio, l'Inconel e gli acciai temprati sono quelli che ricevono più aiuto. Questi metalli si surriscaldano velocemente e consumano rapidamente gli utensili. Il raffreddamento criogenico li mantiene più freddi e favorisce il taglio.

La lavorazione criogenica costa di più rispetto ai metodi tradizionali?

La lavorazione criogenica costa di più all'inizio. Le officine devono acquistare attrezzature speciali e azoto liquido. Con il tempo, la maggiore durata degli utensili e la riduzione degli scarti possono aiutare a bilanciare il costo più elevato.

In che modo la lavorazione criogenica aiuta l'ambiente?

La lavorazione criogenica non utilizza refrigeranti a base di olio. Ciò significa meno rifiuti chimici e meno fumi nocivi. Le fabbriche che utilizzano questo metodo contribuiscono a mantenere più puliti l'aria, l'acqua e il suolo.

Di quale formazione hanno bisogno gli operatori per la lavorazione CNC criogenica?

Gli operatori hanno bisogno di una formazione speciale per questo lavoro. Imparano a maneggiare l'azoto liquido, a usare i dispositivi di sicurezza e a far funzionare le macchine. Le esercitazioni regolari e i corsi di sicurezza aiutano tutti a tenersi pronti.

I negozi possono tornare ai normali sistemi di raffreddamento?

I negozi possono tornare indietro se necessario. Tolgono le parti criogeniche e rimettono le vecchie linee del refrigerante. Alcuni negozi provano entrambi i modi per vedere quale funziona meglio.