Refrixeración abundante vs MQL para fresado de petizos en titánio

Ligas de titanio mala condutividade térmica (6,7 W/m·K para Ti-6Al-4V) e a reactividade química presentan retos únicos no mecanizado de peteiros fresado operacións . Aínda que a refrigeración por inundación foi o estándar na industria para a disipación do calor, as crecentes preocupacións ambientais e as presións de custo impulsaron o interese por alternativas MQL . Os recentes avances no deseño de bicos e nos lubricantes biodegradables (por exemplo, formulacións base en ésteres) renovaron o debate sobre a viabilidade . Este estudo aborda a lacra coñecida mediante unha comparación sistemática dos dous métodos en condicións industriais relevantes, centrándose especialmente na mecánica de corte e nos efectos metalúrxicos posteriores ao mecanizado.

Metodoloxía

1. Deseño experimental

Un deseño factorial completo (matriz 3×3) probou as estratexias de refrigeración (inundación, MQL, híbrida) fronte aos parámetros de corte. O sistema MQL proporcionou 50 mL/h de lubricante atomizado (Accu-Lube LB-12) a través dun bico de 0,5 mm a unha presión de 6 bar.

2. Adquisición de Datos

• Forzas de corte: dinamómetro Kistler 9257B

• Desgaste da ferramenta: microscopio dixital Keyence VHX-7000 (normas ISO 3685)

• Datos térmicos: cámara IR FLIR A655sc (precisión ±2°C)

Resultados e análise

1. Dinámica das Forzas de Corte

O MQL presentou forzas resultantes medias máis baixas (Fxy = 210 N fronte a 265 N con inundación) debido aos coeficientes de fricción reducidos. O análisise no dominio da frecuencia revelou amplitudes de vibración 25-30% máis pequenas no MQL.

2. Comparación da Vida Útil das Ferramentas

As curvas de progresión do desgaste lateral mostraron que o MQL estendeu a vida útil da ferramenta ata 148 minutos fronte aos 112 minutos (inundación) antes de acadar VBmax = 0,3 mm. O análisise EDS detectou un 60% menos de adhesión de titanio nas ferramentas usadas con MQL.

Debate

O desempeño superior de MQL aliñábase con modelos tribolóxicos que suxiren a penetración de microgotas nas interfaces ferramenta-lasa. Con todo, problemas de evacuación de lasa en petos profundos (relación de aspecto >5:1) aumentaron temporalmente as forzas nun 15%, indicando limitacións específicas do escenario. Os adoptantes industriais deberían valorar estes resultados en relación cos custos da infraestrutura de reciclaxe do fluído de corte.

Conclusión

MQL demostra vantaxes claras no fresado de petos en titánio en canto á durabilidade da ferramenta (un 32% de mellora) e ao rematado superficial. Traballo futuro debería explorar a aplicación pulsada de MQL para xeometrías de alta relación de aspecto e lubricantes con aditivos nano.