Tipos de refrigerantes para CNC: ¿cuál elegir?

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

En esta guía explicaremos qué es el refrigerante CNC, por qué es importante y los diferentes 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 genera temperaturas elevadas, que pueden dañar las herramientas y reducir la precisión.

También ayuda a evacuar las virutas de la zona de corte y previene el desgaste de la herramienta. El refrigerante adecuado puede mejorar el acabado superficial, prolongar la vida útil de la herramienta y mantener su máquina funcionando de forma eficiente.

La importancia del refrigerante en el mecanizado CNC

Utilizar el refrigerante CNC adecuado es importante por lo siguiente:

• Evita el sobrecalentamiento y mantiene las propiedades del material.
• Reduce la fricción entre la herramienta y la pieza de trabajo.
• Arrastra las virutas metálicas y evita daños en 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 refrigerante?

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

Después, el refrigerante usado se recoge en un depósito situado en la parte inferior de la máquina.

Desde allí, una bomba lo hace pasar por un sistema de filtración que elimina las virutas metálicas, el aceite extraño y otros contaminantes antes de devolverlo a la zona de corte a través de boquillas o de un sistema de refrigeración por el husillo para volver a utilizarlo.

Existen dos tipos principales de sistemas de refrigeración: el sistema de una sola máquina y el sistema central de refrigerante.

Un sistema de una sola máquina es más pequeño y solo da servicio a una máquina. Estos sistemas no siempre cuentan con filtración avanzada, por lo que se ensucian más rápido y requieren un mantenimiento más frecuente.

Un sistema central de refrigerante suministra refrigerante a varias máquinas y normalmente dispone de mejor filtración y separación de aceite, por lo que es más eficiente para operaciones de mayor escala.

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

Tipos de refrigerantes para mecanizado CNC

Existen varios tipos de refrigerantes CNC, cada uno con ventajas diferentes. Los analizamos a continuación.

Aceites solubles en agua

Los aceites solubles en agua son una mezcla de aceite y agua, que normalmente contiene entre un 5 y un 10 % de aceite. Son los refrigerantes CNC más utilizados porque proporcionan tanto refrigeración como lubricación.

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

• Con el tiempo pueden proliferar bacterias, lo que provoca malos olores y la degradación del refrigerante.
• Se requiere un mantenimiento periódico para prevenir 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 de alta velocidad y funcionan bien con materiales como el aluminio y el acero inoxidable.

• Proporcionan una refrigeración excelente, lo que reduce la acumulación de calor durante el corte.
• Los refrigerantes sintéticos duran más y resisten el crecimiento bacteriano.
• Dejan menos residuos, lo que mantiene más limpias las máquinas y las piezas de trabajo.

• No lubrican tan bien como los refrigerantes a base de aceite.
• Algunos refrigerantes sintéticos pueden causar irritación cutánea si no se manipulan correctamente.

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.

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

• El agua dura puede provocar depósitos de residuos, lo que reduce la eficacia del refrigerante.
• Tienden a formar más espuma que otros refrigerantes, lo que puede afectar a la lubricación.

Aceites puros o refrigerante puro

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

• Ofrecen la mejor lubricación, reduciendo la fricción y el desgaste de las herramientas.
• Estos refrigerantes ayudan a lograr un acabado superficial uniforme.
• Funcionan bien en cortes profundos y mecanizado a baja velocidad.

• No refrigeran con tanta eficacia como los refrigerantes a base de agua.
• Los aceites puros pueden generar humo, por lo que se necesita una ventilación adecuada

Refrigerantes en niebla

Los refrigerantes en niebla utilizan una fina pulverización de lubricante o una pequeña cantidad de refrigerante mezclada con aire. Se suelen emplear en mecanizado de alta velocidad, donde se necesita un mínimo de refrigerante.

• Reducen el desperdicio de refrigerante y la suciedad.
• Los refrigerantes en niebla son ideales para mecanizado ligero.
• Reducen los costes de refrigerante y son más respetuosos con el medio ambiente.

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

Diversos sistemas de suministro de refrigerante en máquinas CNC

Distintas máquinas CNC utilizan diferentes métodos de suministro de refrigerante según el material, la velocidad de corte y la precisión requerida.

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

A continuación se presentan algunos de los métodos de suministro de refrigerante más habituales en las máquinas CNC:

Sistema de refrigeración por niebla

El sistema de refrigeración por niebla utiliza baja presión para suministrar el refrigerante en forma de niebla fina. Este método funciona mejor cuando la evacuación del calor y de las virutas no son factores críticos.

Como no hay fuerza de alta presión, la refrigeración por niebla no añade tensión adicional a la herramienta ni a la pieza. Se suele emplear para mecanizado ligero o cuando basta una pequeña cantidad de lubricación para realizar el trabajo.

Sistema de refrigeración por aire

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

Sin embargo, la refrigeración por aire resulta útil al mecanizar materiales delicados que podrían dañarse con refrigerante líquido. También es una buena opción para plásticos, que pueden expandirse o contraerse al exponerse a cambios bruscos de temperatura.

Sistema de lubricación de cantidad mínima (MQL)

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

MQL es una opción respetuosa con el medio ambiente porque minimiza el uso de refrigerante y, al mismo tiempo, proporciona lubricación suficiente para las operaciones de corte.

Se utiliza habitualmente en mecanizado de alta velocidad y en aplicaciones donde no se necesita refrigerante en exceso.

Sistema de refrigerante de alta presión

Un sistema de refrigerante de alta presión utiliza presiones superiores a 1000 psi para proyectar el refrigerante directamente en la zona de corte. Este método es muy eficaz para la evacuación de virutas y la refrigeración de cavidades profundas.

Se suele emplear en taladrado CNC y otras operaciones de corte profundo. Sin embargo, la alta presión puede dañar 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.

Tabla de concentración de refrigerante para máquinas

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

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

Material	Fresado	Torneado	Taladrado	Roscado
Cobre	Aceite soluble	Aceite soluble	Aceite soluble	Aceite soluble
Aluminio	Aceite mineral o aceite soluble (con 96 % de agua)	Aceite mineral con aceite soluble (o) 10 % de grasa	Aceite soluble (con 70-90 % de agua)	Aceite mineral mezclado con 25 % de aceite base
Bronce	Aceite soluble	Aceite soluble	Aceite soluble	Aceite mineral con 30 % de manteca de cerdo
Acero de bajo carbono y acero para herramientas	Aceite soluble	75 % de mineral y 25 % de aceite de manteca de cerdo	Aceite soluble	Aceite mineral con 25 %-40 % de aceite de manteca de cerdo
Fundición maleable	Aceite soluble	Aceite soluble	Aceite soluble	Aceite soluble
Aceros aleados	90 % de aceite mineral con 10 % de aceite de manteca de cerdo	75 % de aceite mineral con 25 % de aceite base con azufre	Aceite soluble	70 % de aceite mineral con 30 % de manteca de cerdo
Latón	Aceite soluble (con un 96 % de contenido de agua)	Aceite mineral con un 10 % de grasa	Aceite soluble	Aceite mineral con un 10 % – 20 % de manteca de cerdo
Fundición	En seco	En seco	En seco	25 % de manteca de cerdo con 80 % de aceite mineral o en seco

Factores a considerar al elegir un refrigerante CNC

Al 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 con el material

Cada material necesita un refrigerante distinto para funcionar correctamente. Los metales duros, como el acero de alta resistencia a la tracción, generan mucho calor, por lo que necesita refrigerantes a base de aceite para mantenerlos fríos y lubricados. En ocasiones, puede necesitar aditivos para evitar el sobrecalentamiento o los riesgos 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 fluidos contienen cloro o azufre, que pueden manchar estos metales. Además, cada material produce virutas de metal de distinto tamaño. El acero genera virutas más grandes que las aleaciones de cobre, por lo que es más fácil de limpiar.

Tipo de operación de mecanizado

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

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 para estos procesos. Siempre debe considerar si la refrigeración o la lubricación es más importante según el material y el tipo de mecanizado.

Consideraciones ambientales y de salud

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 peligroso trabajar cerca de ellos. Otros dejan un residuo pegajoso difícil de limpiar 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 mecanizar 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

Tanto los fluidos de corte a base de agua como 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. Además, son más respetuosos con el medio ambiente y rentables en comparación con los refrigerantes de alta presión.

Sin embargo, las herramientas de corte a base de agua pueden favorecer el crecimiento bacteriano con el tiempo y pueden provocar corrosión en determinados metales si no se mantienen adecuadamente.

Los refrigerantes CNC de alta presión, por su parte, están diseñados para mejorar las velocidades de corte, prolongar la vida útil de la herramienta y ofrecer un mejor control de las virutas. Estos sistemas utilizan presiones superiores a 1000 psi, por lo que 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 periódico. Operar un sistema de refrigerante 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 sus 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.

La limpieza periódica y una buena filtración prolongarán la vida útil de su refrigerante y mantendrán su máquina en buen estado de funcionamiento.

Preguntas frecuentes

¿Puedo utilizar el mismo refrigerante para distintos materiales?

No siempre. Cada material necesita un refrigerante distinto para obtener los mejores resultados. Si utiliza el refrigerante equivocado, sus herramientas pueden desgastarse más rápido o sus piezas pueden no salir correctamente. Compruebe siempre qué funciona 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 correctamente. Esté atento a cambios de color, malos olores o suciedad en el refrigerante. La mayoría de los refrigerantes base agua duran entre 6 y 12 meses, pero esto depende de la frecuencia con que los utilice. Medir el pH y la concentración del refrigerante le ayuda a saber cuándo cambiarlo.

¿Existen alternativas ecológicas a los refrigerantes CNC tradicionales?

¡Sí! Algunos refrigerantes son más respetuosos con el medio ambiente, como el dióxido de carbono supercrítico (scCO₂) y los refrigerantes base alcohol. Reducen los residuos y no dejan restos. Solo asegúrese de que sean compatibles con su máquina.