Tipos de fluidos de corte CNC: qual escolher?

Quando opera uma máquina CNC, o calor é sempre um desafio. Para o superar, precisa do fluido de corte CNC adequado. Mas, com tantos tipos disponíveis, como escolher o melhor para a sua aplicação?

Neste guia, explicamos o que é o fluido de corte CNC, porque é importante e os diferentes tipos de fluidos de corte CNC que pode utilizar.

O que é o fluido de corte CNC?

O fluido de corte CNC é um líquido utilizado na usinagem para reduzir o calor e o atrito. O atrito entre a ferramenta de corte e o material gera temperaturas elevadas, que podem danificar as ferramentas e reduzir a precisão.

Também ajuda a remover as aparas da zona de corte e previne o desgaste da ferramenta. O fluido de corte adequado pode melhorar o acabamento superficial, prolongar a vida da ferramenta e manter a máquina a funcionar com eficiência.

A importância do fluido de corte na usinagem CNC

Utilizar o fluido de corte CNC adequado é importante para o seguinte:

• Previne o sobreaquecimento e preserva as propriedades do material.
• Reduz o atrito entre a ferramenta e a peça de trabalho.
• Remove as aparas de metal, evitando danos na ferramenta.
• Protege as peças da máquina e as peças de trabalho contra a ferrugem.
• Garante cortes limpos e precisos

Como funciona o sistema de fluido de corte?

Quando a máquina CNC está a funcionar, o fluido de corte circula sobre a zona de corte para manter a ferramenta e a peça de trabalho frias e lubrificadas. Ao mesmo tempo, arrasta as aparas e os detritos.

Depois disso, o fluido de corte usado acumula-se num reservatório na base da máquina.

A partir daí, uma bomba fá-lo passar por um sistema de filtragem que remove limalhas de metal, óleo residual e outros contaminantes antes de o enviar de volta à zona de corte através de bicos ou de um sistema através do fuso, para ser reutilizado.

Existem dois tipos principais de sistemas de refrigeração: o sistema de máquina única e o sistema central de fluido de corte.

Um sistema de máquina única é mais pequeno e serve apenas uma máquina. Estes sistemas nem sempre têm filtragem avançada, pelo que se sujam mais depressa e exigem manutenção mais frequente.

Um sistema central de fluido de corte abastece várias máquinas e normalmente tem melhor filtragem e separação de óleo, pelo que é mais eficiente para operações de maior dimensão.

Independentemente do sistema que utilizar, a limpeza regular e uma filtragem adequada são importantes para manter o fluido de corte eficaz e a máquina a funcionar sem problemas.

Tipos de fluidos de corte para usinagem CNC

Existem vários tipos de fluidos de corte CNC, cada um com benefícios diferentes. Vamos analisá-los em seguida.

Óleos solúveis em água

Os óleos solúveis em água são uma mistura de óleo e água, normalmente com 5 a 10% de óleo. São os fluidos de corte CNC mais utilizados, porque proporcionam simultaneamente refrigeração e lubrificação.

• Oferecem boa lubrificação, reduzindo o desgaste da ferramenta.
• Estes fluidos de corte ajudam a prevenir a ferrugem nas superfícies metálicas.
• Funcionam bem com muitos materiais e operações de usinagem diferentes.

• Com o tempo, podem desenvolver bactérias, causando maus odores e a degradação do fluido de corte.
• É necessária manutenção regular para prevenir a contaminação e prolongar a vida do fluido de corte.

Fluidos de corte sintéticos

Os fluidos de corte sintéticos não contêm óleo e são feitos de compostos químicos concebidos para maximizar a refrigeração. São ideais para usinagem de alta velocidade e funcionam bem com materiais como alumínio e aço inoxidável.

• Proporcionam excelente refrigeração, reduzindo a acumulação de calor durante o corte.
• Os fluidos de corte sintéticos duram mais tempo e resistem ao crescimento de bactérias.
• Deixam menos resíduos, mantendo as máquinas e as peças de trabalho mais limpas.

• Não lubrificam tão bem como os fluidos de corte à base de óleo.
• Alguns fluidos de corte sintéticos podem causar irritação cutânea se não forem manuseados corretamente.

Fluidos de corte semissintéticos

Os fluidos de corte semissintéticos são uma mistura de produtos químicos sintéticos e uma pequena quantidade de óleo. Oferecem um equilíbrio entre refrigeração, lubrificação e limpeza.

• Funcionam bem tanto em aplicações de usinagem ligeira como pesada.
• Estes fluidos de corte resistem melhor ao crescimento bacteriano do que os óleos solúveis em água.
• Proporcionam melhor lubrificação do que os sintéticos puros.

• A água dura pode causar depósitos de resíduos, reduzindo a eficácia do fluido de corte.
• Tendem a formar mais espuma do que outros refrigerantes, o que pode afetar a lubrificação.

Óleos puros ou refrigerante não diluído

Os óleos puros, também designados por refrigerantes não diluídos, são 100% à base de óleo e não se misturam com água. São utilizados principalmente em usinagem de alta exigência e no corte de materiais difíceis.

• Proporcionam a melhor lubrificação, reduzindo o atrito e o desgaste das ferramentas.
• Estes refrigerantes ajudam a obter um acabamento superficial uniforme.
• Funcionam bem em cortes profundos e usinagem a baixa velocidade.

• Não arrefecem de forma tão eficaz como os refrigerantes à base de água.
• Os óleos puros podem produzir fumo, pelo que é necessária uma ventilação adequada

Refrigerantes em névoa

Os refrigerantes em névoa utilizam uma pulverização fina de lubrificante ou uma pequena quantidade de refrigerante misturada com ar. São frequentemente utilizados em usinagem de alta velocidade, onde é necessária uma quantidade mínima de refrigerante.

• Reduzem o desperdício e a sujidade associados ao refrigerante.
• Os refrigerantes em névoa são ideais para usinagem ligeira.
• Reduzem os custos com refrigerante e são mais amigos do ambiente.

• Não proporcionam arrefecimento suficiente para cortes profundos.
• Menos lubrificação significa que as ferramentas podem desgastar-se mais rapidamente.

Diversos métodos de fornecimento de refrigerante em máquinas CNC

Diferentes máquinas CNC utilizam diferentes métodos de fornecimento de refrigerante, consoante o material, a velocidade de corte e a precisão exigida.

Escolher o sistema de fornecimento de refrigerante adequado é importante, porque demasiado refrigerante desperdiça recursos, enquanto a pressão errada pode danificar a peça ou as ferramentas de corte.

Seguem-se alguns dos métodos de fornecimento de refrigerante mais comuns utilizados em máquinas CNC:

Sistema de arrefecimento por névoa

O sistema de arrefecimento por névoa utiliza baixa pressão para fornecer o refrigerante sob a forma de névoa fina. Este método funciona melhor quando a remoção de calor e de aparas não é uma preocupação principal.

Como não há força de alta pressão, o arrefecimento por névoa não acrescenta tensão adicional à ferramenta nem à peça. É frequentemente utilizado em usinagem ligeira ou quando uma pequena quantidade de lubrificação é suficiente para realizar o trabalho.

Sistema de arrefecimento por ar

O arrefecimento por ar não proporciona lubrificação, mas ajuda a reduzir o calor e a remover as aparas da zona de corte. Como não utiliza óleo nem refrigerante à base de água, é menos eficaz do que outros métodos.

No entanto, o arrefecimento por ar é útil na usinagem de materiais delicados que podem ser danificados pelo refrigerante líquido. É também uma boa escolha para plásticos, que podem expandir ou contrair quando expostos a variações bruscas de temperatura.

Sistema de lubrificação de quantidade mínima (MQL)

Muitas oficinas CNC utilizam o sistema MQL para melhorar a eficiência, reduzir o desperdício e baixar os custos. Este método fornece apenas a quantidade necessária de refrigerante sob a forma de névoa fina ou aerossol.

O MQL é uma opção amiga do ambiente, porque minimiza o consumo de refrigerante e, ao mesmo tempo, proporciona lubrificação suficiente para as operações de corte.

É habitualmente utilizado em usinagem de alta velocidade e em aplicações onde não é necessário refrigerante em excesso.

Sistema de refrigerante de alta pressão

Um sistema de refrigerante de alta pressão utiliza pressões superiores a 1000 psi para projetar o refrigerante diretamente na zona de corte. Este método é altamente eficaz na remoção de aparas e no arrefecimento de cavidades profundas.

É frequentemente utilizado em furação CNC e noutras operações de corte profundo. No entanto, a alta pressão pode danificar ferramentas de pequeno diâmetro, pelo que é importante utilizá-la apenas quando necessário.

Este sistema está normalmente ligado a um depósito de refrigerante incorporado ou a um abastecimento externo de refrigerante.

Tabela de concentração de refrigerante de máquina

Para obter os melhores resultados, é necessário utilizar a concentração de refrigerante adequada ao seu processo de usinagem e ao tipo de metal.

Cada máquina e cada refrigerante têm recomendações diferentes do fabricante, mas segue-se uma orientação geral para as operações de usinagem mais comuns:

Material	Fresamento	Torneamento	Furação	Roscagem
Cobre	Óleo solúvel	Óleo solúvel	Óleo solúvel	Óleo solúvel
Alumínio	Óleo mineral ou óleo solúvel (com 96% de água)	Óleo mineral com óleo solúvel (ou) 10% de gordura	Óleo solúvel (com 70-90% de água)	Óleo mineral misturado com 25% de óleo base
Bronze	Óleo solúvel	Óleo solúvel	Óleo solúvel	Óleo mineral com 30% de banha
Aço de baixo carbono e aço para ferramentas	Óleo solúvel	75% de óleo mineral com 25% de óleo de banha	Óleo solúvel	Óleo mineral com 25%-40% de óleo de banha
Ferro maleável	Óleo solúvel	Óleo solúvel	Óleo solúvel	Óleo solúvel
Aços ligados	90% de óleo mineral com 10% de óleo de banha	75% de óleo mineral com 25% de óleo de base sulfurosa	Óleo solúvel	70% de óleo mineral com 30% de óleo de banha
Latão	Óleo solúvel (com 96% de teor de água)	Óleo mineral com 10% de gordura	Óleo solúvel	Óleo mineral com 10% – 20% de óleo de banha
Ferro fundido	A seco	A seco	A seco	25% de óleo de banha com 80% de óleo mineral ou a seco

Fatores a considerar ao escolher um refrigerante CNC

Ao escolher o refrigerante CNC adequado, deve ter em conta o material, a velocidade de maquinagem e o modo como o fluido afeta o ambiente. Para saber mais sobre estes fatores, continue a ler!

Compatibilidade com o material

Materiais diferentes precisam de refrigerantes diferentes para funcionar corretamente. Metais duros como o aço de alta resistência geram muito calor, pelo que necessita de refrigerantes à base de óleo para os manter frios e lubrificados. Por vezes, pode precisar de aditivos para evitar o sobreaquecimento ou riscos de incêndio.

Metais mais macios como o alumínio, o cobre e o latão funcionam melhor com refrigerantes à base de água. Mas tenha cuidado — alguns fluidos contêm cloro ou enxofre, que podem manchar estes metais. Além disso, materiais diferentes produzem aparas de metal de tamanhos diferentes. O aço produz aparas maiores do que as ligas de cobre, pelo que é mais fácil de limpar.

Tipo de operação de maquinagem

As operações de alta velocidade, como o fresamento e a retificação, geram muito calor. Necessita de refrigerantes sintéticos porque são os que melhor arrefecem a peça de trabalho.

As operações mais lentas, como o corte de engrenagens e a roscagem, precisam de mais lubrificação do que arrefecimento. Os refrigerantes à base de óleo funcionam melhor nestes processos. Deve considerar sempre se o arrefecimento ou a lubrificação é mais importante, com base no material e no tipo de maquinagem.

Considerações ambientais e de saúde

Os refrigerantes podem afetar tanto os trabalhadores como o ambiente. Alguns refrigerantes geram fumo ou causam reações alérgicas, pelo que é desconfortável ou até inseguro trabalhar perto deles. Outros deixam um resíduo pegajoso difícil de limpar e que pode poluir o espaço de trabalho.

Para manter o seu espaço de trabalho seguro e limpo, escolha refrigerantes que sejam simultaneamente eficazes e amigos do ambiente. O refrigerante certo ajuda a maquinar com eficiência, protege os trabalhadores e mantém o ambiente livre de substâncias nocivas.

Fluidos de corte à base de água vs. refrigerantes CNC de alta pressão

Tanto os fluidos de corte à base de água como os refrigerantes CNC de alta pressão são habitualmente utilizados na usinagem CNC, mas funcionam de formas diferentes.

Os fluidos de corte à base de água são excelentes a remover calor e a reduzir o atrito. São também mais amigos do ambiente e económicos em comparação com os refrigerantes de alta pressão.

No entanto, as ferramentas de corte à base de água podem levar ao crescimento de bactérias ao longo do tempo e podem causar corrosão em certos metais se não forem devidamente mantidas.

Os refrigerantes CNC de alta pressão, por outro lado, são concebidos para melhorar as velocidades de corte, prolongar a vida útil das ferramentas e proporcionar um melhor controlo das aparas. Estes sistemas utilizam pressões superiores a 1000 psi, razão pela qual são ideais para operações de furação de furos profundos e roscagem.

Embora os refrigerantes CNC de alta pressão aumentem significativamente a produtividade, também acarretam custos mais elevados e exigem manutenção regular. A operação de um sistema de refrigerante de alta pressão também requer perícia para garantir uma utilização segura e eficiente.

DEK – O seu parceiro de confiança em usinagem CNC

Na DEK, compreendemos a importância da precisão e da fiabilidade na usinagem CNC. A nossa equipa de especialistas está aqui para o ajudar a maquinar componentes personalizados utilizando o refrigerante certo. Contacte-nos hoje para encontrar a solução adequada à sua aplicação específica.

Conclusão

Escolher o refrigerante CNC certo ajuda a manter a sua máquina fria, protege as suas ferramentas e facilita o corte. Pode utilizar refrigerante à base de água, sintético ou de alta pressão; no entanto, deve pensar no material, na velocidade de maquinagem e no modo como afeta o ambiente e a sua segurança.

A limpeza regular e uma boa filtragem farão com que o seu refrigerante dure mais tempo e manterão a sua máquina a funcionar bem.

Perguntas frequentes

Posso utilizar o mesmo refrigerante para materiais diferentes?

Nem sempre. Materiais diferentes precisam de refrigerantes diferentes para funcionar melhor. Se utilizar o refrigerante errado, as suas ferramentas podem desgastar-se mais depressa ou as suas peças podem não sair corretamente. Verifique sempre o que funciona melhor para o material que está a maquinar.

Com que frequência devo substituir ou fazer a manutenção dos refrigerantes CNC?

Deve verificar o seu fluido de refrigeração regularmente para que continue a funcionar bem. Esteja atento a alterações de cor, maus odores ou sujidade no fluido. A maioria dos fluidos de refrigeração à base de água dura entre 6 e 12 meses, mas isso depende da frequência com que os utiliza. Testar o pH e a concentração do fluido pode ajudá-lo a saber quando deve substituí-lo.

Existem alternativas ecológicas aos fluidos de refrigeração CNC tradicionais?

Sim! Alguns fluidos de refrigeração são melhores para o ambiente, como o dióxido de carbono supercrítico (scCO₂) e os fluidos à base de álcool. Reduzem o desperdício e não deixam resíduos. Apenas certifique-se de que são compatíveis com a sua máquina.