Tipos de refrigerantes CNC: ¿Cuál elegir?

Cuando se utiliza una máquina CNC, el calor es siempre un problema. Para superarlo, necesita el refrigerante CNC adecuado. Pero con tantos tipos disponibles, ¿cómo elegir el mejor para su aplicación?

En esta guía, le explicaremos qué es el refrigerante CNC, por qué es importante y los distintos tipos de refrigerantes CNC que puede utilizar.

¿Qué es el refrigerante CNC?

El refrigerante CNC es un líquido que se utiliza en el mecanizado para reducir el calor y la fricción. La fricción entre la herramienta de corte y el material crea altas temperaturas, que pueden dañar las herramientas y reducir la precisión.

También ayuda a eliminar las virutas de la zona de corte y evita el desgaste de la herramienta. El refrigerante adecuado puede mejorar el acabado superficial, prolongar la vida útil de la herramienta y mantener la eficiencia de la máquina.

La importancia del refrigerante para el mecanizado CNC

Utilizar el refrigerante CNC adecuado es importante para lo siguiente:

• Evita el sobrecalentamiento y mantiene las propiedades del material.
• Reduce la fricción entre la herramienta y la pieza de trabajo.
• Elimina las virutas metálicas, evitando que se dañe la herramienta.
• Protege las piezas de la máquina y las piezas de trabajo de la oxidación.
• Garantiza cortes limpios y precisos

¿Cómo funciona el sistema de refrigeración?

Cuando su máquina CNC está en funcionamiento, el refrigerante fluye por la zona de corte para mantener la herramienta y la pieza de trabajo frías y lubricadas. Al mismo tiempo, arrastra las virutas y los residuos.

Después, el refrigerante usado se acumula en un colector situado en la parte inferior de la máquina.

A partir de ahí, una bomba lo mueve a través de un sistema de filtración que elimina las virutas de metal, el aceite usado y otros contaminantes antes de enviarlo de nuevo a la zona de corte a través de boquillas o de un sistema de husillo pasante para ser utilizado de nuevo.

Existen dos tipos principales de sistemas de refrigeración: un sistema para una sola máquina y un sistema central de refrigeración.

Un sistema de una sola máquina es más pequeño y sólo sirve para una máquina. Estos sistemas no siempre tienen una filtración avanzada, por lo que se ensucian más rápido y necesitan un mantenimiento más frecuente.

Un sistema central de refrigeración suministra refrigerante a varias máquinas y suele tener mejor filtración y separación de aceite, por lo que es más eficaz para operaciones de mayor envergadura.

Independientemente del sistema que utilice, la limpieza periódica y la filtración adecuada son importantes para mantener la eficacia del refrigerante y el buen funcionamiento de la máquina.

Tipos de refrigerantes para mecanizado CNC

Existen varios tipos de refrigerantes CNC, cada uno con ventajas diferentes. Analicémoslos con más detalle a continuación.

Aceites hidrosolubles

Los aceites hidrosolubles son una mezcla de aceite y agua, que suele contener aceite 5-10%. Son los refrigerantes CNC más utilizados porque proporcionan tanto refrigeración como lubricación.

Pros:

• Ofrecen una buena lubricación, reduciendo el desgaste de la herramienta.
• Estos refrigerantes ayudan a prevenir la oxidación de las superficies metálicas.
• Funcionan bien para muchos materiales y operaciones de mecanizado diferentes.

Contras:

• Las bacterias pueden crecer con el tiempo, causando malos olores y la descomposición del refrigerante.
• Es necesario un mantenimiento regular para evitar la contaminación y prolongar la vida útil del refrigerante.

Refrigerantes sintéticos

Los refrigerantes sintéticos no contienen aceite y están fabricados con compuestos químicos diseñados para ofrecer la máxima refrigeración. Son ideales para el mecanizado a alta velocidad y funcionan bien con materiales como el aluminio y el acero inoxidable.

Pros:

• Proporcionan una excelente refrigeración, reduciendo la acumulación de calor durante el corte.
• Los refrigerantes sintéticos duran más y resisten la proliferación de bacterias.
• Dejan menos residuos, manteniendo las máquinas y las piezas de trabajo más limpias.

Contras:

• No lubrican tan bien como los refrigerantes a base de aceite.
• Algunos refrigerantes sintéticos pueden provocar irritaciones cutáneas si no se manipulan adecuadamente.

Refrigerantes semisintéticos

Los refrigerantes semisintéticos son una mezcla de productos químicos sintéticos y una pequeña cantidad de aceite. Ofrecen un equilibrio entre refrigeración, lubricación y limpieza.

Pros:

• Funcionan bien tanto para aplicaciones de mecanizado ligero como pesado.
• Estos refrigerantes resisten mejor el crecimiento bacteriano que los aceites hidrosolubles.
• Proporcionan mejor lubricación que los sintéticos puros.

Contras:

• El agua dura puede causar depósitos de escoria, reduciendo la eficacia del refrigerante.
• Tienden a hacer más espuma que otros refrigerantes, lo que puede afectar a la lubricación.

Aceites rectos o refrigerante Neat

Los aceites puros, también llamados refrigerantes puros, son 100% a base de aceite y no se mezclan con agua. Se utilizan principalmente para el mecanizado pesado y el corte de materiales duros.

Pros:

• Proporcionan la mejor lubricación, reduciendo la fricción y el desgaste de la herramienta.
• Estos refrigerantes ayudan a conseguir un acabado superficial liso.
• Funcionan bien para cortes profundos y mecanizado a baja velocidad.

Contras:

• No enfrían tan eficazmente como los refrigerantes a base de agua.
• Los aceites puros pueden producir humo, por lo que es necesaria una ventilación adecuada.

Refrigerantes de niebla

Los refrigerantes de nebulización utilizan una fina pulverización de lubricante o una pequeña cantidad de refrigerante mezclado con aire. Suelen utilizarse en el mecanizado de alta velocidad, donde se necesita una cantidad mínima de refrigerante.

Pros:

• Reducen el desperdicio de refrigerante y el desorden.
• Los refrigerantes nebulizados son ideales para el mecanizado ligero.
• Reducen los costes de refrigerante y son más respetuosos con el medio ambiente.

Contras:

• No proporcionan suficiente refrigeración para cortes pesados.
• Menos lubricación significa que las herramientas pueden desgastarse más rápidamente.

Diversos suministros de refrigerante en máquinas CNC

Las distintas máquinas CNC utilizan diferentes métodos de suministro de refrigerante en función del material, la velocidad de corte y la precisión requerida.

Elegir el sistema de suministro de refrigerante adecuado es importante porque demasiado refrigerante puede malgastar recursos, mientras que una presión incorrecta puede dañar la pieza o las herramientas de corte.

Estos son algunos de los métodos habituales de suministro de refrigerante utilizados en Máquinas CNC:

Sistema de refrigeración por nebulización

El sistema de refrigeración por nebulización utiliza baja presión para suministrar refrigerante en forma de fina niebla. Este método funciona mejor cuando el calor y la eliminación de virutas no son preocupaciones importantes.

Al no existir una fuerza de alta presión, la refrigeración por nebulización no añade tensión adicional a la herramienta ni a la pieza de trabajo. Suele utilizarse para el mecanizado ligero o cuando una pequeña cantidad de lubricante es suficiente para realizar el trabajo.

Sistema de refrigeración por aire

La refrigeración por aire no proporciona lubricación, pero ayuda a reducir el calor y a eliminar las virutas de la zona de corte. Al no utilizar aceite ni refrigerante a base de agua, es menos eficaz que otros métodos.

Sin embargo, la refrigeración por aire es útil cuando se mecanizan materiales delicados que pueden resultar dañados por el refrigerante líquido. También es una buena opción para los plásticos, que pueden dilatarse o contraerse al exponerse a cambios bruscos de temperatura.

Sistema de lubricación por cantidad mínima (MQL)

Muchos talleres de CNC utilizan el sistema MQL para mejorar la eficacia, reducir los residuos y disminuir los costes. Este método suministra solo la cantidad necesaria de refrigerante en forma de fina niebla o aerosol.

El MQL es una opción respetuosa con el medio ambiente porque minimiza el uso de refrigerante a la vez que proporciona suficiente lubricación para las operaciones de corte.

Se suele utilizar para el mecanizado a alta velocidad y aplicaciones en las que no se necesita un exceso de refrigerante.

Sistema de refrigeración de alta presión

Un sistema de refrigeración de alta presión utiliza una presión superior a 1000 psi para inyectar refrigerante directamente en la zona de corte. Este método es muy eficaz para eliminar virutas y refrigerar cavidades profundas.

Suele utilizarse en taladrado CNC y otras operaciones de corte profundo. Sin embargo, la alta presión puede dañar las herramientas de pequeño diámetro, por lo que es importante utilizarla solo cuando sea necesario.

Este sistema suele estar conectado a un depósito de refrigerante integrado o a un suministro externo de refrigerante.

Cuadro de concentración de refrigerante para máquinas

Para obtener los mejores resultados, es necesario utilizar la concentración de refrigerante adecuada para el proceso de mecanizado y el tipo de metal.

Cada máquina y cada refrigerante tienen diferentes recomendaciones del fabricante, pero he aquí una pauta general para las operaciones de mecanizado habituales:

Factores a tener en cuenta al elegir un refrigerante CNC

A la hora de elegir el refrigerante CNC adecuado, debe tener en cuenta el material, la velocidad de mecanizado y cómo afecta el fluido al medio ambiente. Para saber más sobre estos factores, ¡siga leyendo!

Compatibilidad de materiales

Los distintos materiales necesitan distintos refrigerantes para funcionar correctamente. Los metales duros, como el acero de alta resistencia, generan mucho calor, por lo que se necesitan refrigerantes a base de aceite para mantenerlos fríos y lubricados. A veces se necesitan aditivos para evitar el sobrecalentamiento o el riesgo de incendio.

Los metales más blandos, como el aluminio, el cobre y el latón, funcionan mejor con refrigerantes a base de agua. Pero tenga cuidado: algunos líquidos contienen cloro o azufre, que pueden manchar estos metales. Además, los distintos materiales producen virutas de distinto tamaño. El acero produce virutas más grandes que las aleaciones de cobre, por lo que es más fácil de limpiar.

Tipo de operación de mecanizado

Las operaciones a alta velocidad, como el fresado y el rectificado, generan mucho calor. Se necesitan refrigerantes sintéticos porque son los que mejor enfrían la pieza.

Las operaciones más lentas, como el tallado de engranajes y el roscado, necesitan más lubricación que refrigeración. Los refrigerantes a base de aceite funcionan mejor en estos procesos. Siempre debe considerar si es más importante la refrigeración o la lubricación en función del material y el tipo de mecanizado.

Consideraciones medioambientales y sanitarias

Los refrigerantes pueden afectar tanto a los trabajadores como al medio ambiente. Algunos refrigerantes generan humo o provocan reacciones alérgicas, por lo que resulta incómodo o incluso inseguro trabajar cerca de ellos. Otros dejan un residuo pegajoso difícil de limpiar y que puede contaminar el espacio de trabajo.

Para mantener su espacio de trabajo seguro y limpio, elija refrigerantes que sean eficaces y respetuosos con el medio ambiente. El refrigerante adecuado le ayuda a trabajar de forma eficiente, protege a los trabajadores y mantiene el medio ambiente libre de sustancias nocivas.

Fluidos de corte a base de agua frente a refrigerantes CNC de alta presión

Ambos a base de agua fluidos de corte y los refrigerantes CNC de alta presión se utilizan habitualmente en el mecanizado CNC, pero funcionan de forma diferente.

Los fluidos de corte a base de agua son excelentes para eliminar el calor y reducir la fricción. También son más ecológicos y rentables que los refrigerantes de alta presión.

Sin embargo, las herramientas de corte al agua pueden provocar la proliferación de bacterias con el tiempo y pueden causar corrosión en determinados metales si no se mantienen adecuadamente.

Por otro lado, los refrigerantes CNC de alta presión están diseñados para mejorar la velocidad de corte, prolongar la vida útil de la herramienta y proporcionar un mejor control de la viruta. Estos sistemas utilizan presiones superiores a 1000 psi, por eso son ideales para operaciones de taladrado profundo y roscado.

Aunque los refrigerantes CNC de alta presión aumentan significativamente la productividad, también conllevan costes más elevados y requieren un mantenimiento regular. El manejo de un sistema de refrigeración de alta presión también requiere habilidad para garantizar un uso seguro y eficiente.

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Conclusión

Elegir el refrigerante CNC adecuado ayuda a mantener la máquina fría, protege las herramientas y facilita el corte. Puede utilizar refrigerante a base de agua, sintético o de alta presión; sin embargo, debe tener en cuenta el material, la velocidad de mecanizado y cómo afecta al medio ambiente y a su seguridad.

Una limpieza regular y una buena filtración harán que su refrigerante dure más y que su máquina siga funcionando bien.

Preguntas frecuentes

¿Puedo utilizar el mismo refrigerante para distintos materiales?

No siempre. Los distintos materiales necesitan distintos refrigerantes para funcionar mejor. Si utiliza el refrigerante incorrecto, sus herramientas pueden desgastarse más rápidamente o sus piezas pueden no salir bien. Compruebe siempre qué es lo mejor para el material que está mecanizando.

¿Con qué frecuencia debo sustituir o mantener los refrigerantes CNC?

Debe revisar el refrigerante con regularidad para que siga funcionando bien. Esté atento a cambios de color, malos olores o suciedad en el refrigerante. La mayoría de los refrigerantes a base de agua duran entre 6 y 12 meses, pero esto depende de la frecuencia con que los utilice. Comprobar el pH y la concentración del refrigerante puede ayudarle a saber cuándo debe cambiarlo.

¿Existen alternativas ecológicas a los refrigerantes CNC tradicionales?

Sí. Algunos refrigerantes son mejores para el medio ambiente, como el dióxido de carbono supercrítico (scCO₂) y los refrigerantes a base de alcohol. Reducen los residuos y no dejan restos. Solo tienes que asegurarte de que funcionan con tu máquina.