วิธีบำรุงรักษาน้ำมันตัด CNC อลูมิเนียมเพื่อยืดอายุการใช้งานเครื่องมือและเศษโลหะที่สะอาดขึ้น

 พีเอฟที เซินเจิ้น

การรักษาสภาพของเหลวตัดกลึง CNC อะลูมิเนียมให้เหมาะสมที่สุดส่งผลโดยตรงต่อการสึกหรอของเครื่องมือและคุณภาพของเศษโลหะ การศึกษานี้ประเมินโปรโตคอลการจัดการของเหลวผ่านการทดลองการตัดเฉือนแบบควบคุมและการวิเคราะห์ของเหลว ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าการตรวจสอบค่า pH อย่างสม่ำเสมอ (ช่วงเป้าหมาย 8.5-9.2) การรักษาความเข้มข้นให้อยู่ระหว่าง 7-9% โดยใช้เครื่องวัดการหักเหของแสง และการใช้การกรองแบบสองขั้นตอน (40 ไมโครเมตรตามด้วย 10 ไมโครเมตร) ช่วยยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือโดยเฉลี่ย 28% และลดการเกาะติดของเศษโลหะลง 73% เมื่อเทียบกับของเหลวที่ไม่ได้รับการจัดการ การกำจัดคราบน้ำมันอย่างสม่ำเสมอ (>95% ทุกสัปดาห์) ช่วยป้องกันการเจริญเติบโตของแบคทีเรียและความไม่เสถียรของอิมัลชัน การจัดการของเหลวอย่างมีประสิทธิภาพช่วยลดต้นทุนเครื่องมือและเวลาหยุดทำงานของเครื่องจักร

1. บทนำ

การตัดเฉือนอะลูมิเนียมด้วยเครื่อง CNC ต้องการความแม่นยำและประสิทธิภาพ น้ำมันตัดกลึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการระบายความร้อน การหล่อลื่น และการระบายเศษโลหะ อย่างไรก็ตาม การเสื่อมสภาพของน้ำมัน ซึ่งเกิดจากการปนเปื้อน การเจริญเติบโตของแบคทีเรีย ความเข้มข้นของน้ำมันที่ลอยไป และการสะสมของน้ำมัน เป็นตัวเร่งการสึกหรอของเครื่องมือและส่งผลต่อการกำจัดเศษโลหะ ซึ่งนำไปสู่ต้นทุนที่สูงขึ้นและระยะเวลาการหยุดทำงาน ภายในปี พ.ศ. 2568 การปรับปรุงประสิทธิภาพการบำรุงรักษาน้ำมันยังคงเป็นความท้าทายสำคัญในการดำเนินงาน การศึกษานี้ประเมินผลกระทบของโปรโตคอลการบำรุงรักษาเฉพาะที่มีต่ออายุการใช้งานของเครื่องมือและลักษณะของเศษโลหะในการผลิตอะลูมิเนียมด้วยเครื่อง CNC ในปริมาณมาก

2. วิธีการ

2.1. การออกแบบการทดลองและแหล่งข้อมูล
การทดสอบการตัดเฉือนแบบควบคุมได้ดำเนินการเป็นเวลา 12 สัปดาห์ โดยใช้เครื่องกัดซีเอ็นซีแบบเดียวกัน 5 เครื่อง (Haas VF-2) ที่กำลังประมวลผลอะลูมิเนียม 6061-T6 โดยใช้น้ำมันตัดกึ่งสังเคราะห์ (ยี่ห้อ X) กับเครื่องจักรทั้งหมด เครื่องจักรหนึ่งทำหน้าที่เป็นตัวควบคุม โดยมีการบำรุงรักษาแบบมาตรฐานและตอบสนอง (น้ำมันจะเปลี่ยนเฉพาะเมื่อเสื่อมสภาพอย่างเห็นได้ชัด) อีกสี่เครื่องได้ใช้โปรโตคอลแบบมีโครงสร้างดังนี้

• ความเข้มข้น:วัดค่าทุกวันโดยใช้เครื่องวัดค่าหักเหแสงแบบดิจิทัล (Atago PAL-1) ปรับเป็น 8% ±1% ด้วยน้ำเข้มข้นหรือน้ำ DI

• ค่า pH:ตรวจสอบทุกวันโดยใช้เครื่องวัดค่า pH ที่ได้รับการสอบเทียบ (Hanna HI98103) รักษาค่าไว้ระหว่าง 8.5-9.2 โดยใช้สารเติมแต่งที่ได้รับการอนุมัติจากผู้ผลิต

• การกรอง:การกรองแบบสองขั้นตอน: ถุงกรองขนาด 40 ไมโครเมตร ตามด้วยไส้กรองแบบตลับขนาด 10 ไมโครเมตร ตัวกรองเปลี่ยนตามความแตกต่างของแรงดัน (เพิ่มขึ้น ≥ 5 psi)

• การกำจัดคราบน้ำมัน:เครื่องกำจัดขยะแบบสายพานทำงานอย่างต่อเนื่อง ตรวจสอบพื้นผิวของไหลทุกวัน ตรวจสอบประสิทธิภาพของเครื่องกำจัดขยะทุกสัปดาห์ (เป้าหมายการกำจัด>95%)

• น้ำยาแต่งหน้า:ใช้เฉพาะของเหลวผสมล่วงหน้า (ความเข้มข้น 8%) เพื่อเติมเท่านั้น

2.2. การรวบรวมข้อมูลและเครื่องมือ

• การสึกหรอของเครื่องมือ:การสึกหรอด้านข้าง (VBmax) วัดที่ขอบตัดปฐมภูมิของดอกกัดคาร์ไบด์ 3 ฟัน (Ø12 มม.) โดยใช้กล้องจุลทรรศน์ของช่างทำเครื่องมือ (Mitutoyo TM-505) หลังจากใช้งานทุก 25 ชิ้น เครื่องมือที่เปลี่ยนเมื่อ VBmax = 0.3 มม.

• การวิเคราะห์เศษ:เศษโลหะที่เก็บหลังจากแต่ละชุด ได้รับการจัดอันดับ "ความเหนียว" บนระดับ 1 (ไหลลื่น, แห้ง) ถึง 5 (จับตัวเป็นก้อน, เหนียว) โดยผู้ปฏิบัติงานอิสระ 3 คน บันทึกคะแนนเฉลี่ย มีการวิเคราะห์การกระจายขนาดเศษโลหะเป็นระยะ

• สภาพของเหลว:ตัวอย่างของเหลวรายสัปดาห์ที่วิเคราะห์โดยห้องปฏิบัติการอิสระสำหรับจำนวนแบคทีเรีย (CFU/mL) ปริมาณน้ำมันปนเปื้อน (%) และการตรวจยืนยันความเข้มข้น/ค่า pH

• เวลาหยุดทำงานของเครื่องจักร:บันทึกการเปลี่ยนแปลงเครื่องมือ การติดขัดที่เกี่ยวข้องกับเศษโลหะ และกิจกรรมการบำรุงรักษาของเหลว

3. ผลลัพธ์และการวิเคราะห์

3.1. การยืดอายุการใช้งานเครื่องมือ
เครื่องมือที่ทำงานภายใต้โปรโตคอลการบำรุงรักษาแบบมีโครงสร้างสามารถผลิตชิ้นส่วนได้จำนวนสูงขึ้นอย่างต่อเนื่องก่อนที่จะต้องเปลี่ยนใหม่ อายุการใช้งานเฉลี่ยของเครื่องมือเพิ่มขึ้น 28% (จาก 175 ชิ้น/เครื่องมือในชุดควบคุม เป็น 224 ชิ้น/เครื่องมือภายใต้โปรโตคอล) รูปที่ 1 แสดงการเปรียบเทียบการสึกหรอด้านข้างแบบก้าวหน้า

3.2. การปรับปรุงคุณภาพเศษโลหะ
ค่าความเหนียวของเศษโลหะลดลงอย่างมากภายใต้โปรโตคอลที่จัดการ โดยเฉลี่ยอยู่ที่ 1.8 เทียบกับ 4.1 ของโปรโตคอลควบคุม (ลดลง 73%) ของเหลวที่จัดการทำให้เกิดเศษโลหะที่แห้งกว่าและเป็นเม็ดมากขึ้น (รูปที่ 2) ซึ่งช่วยปรับปรุงการระบายออกและลดการติดขัดของเครื่องจักรอย่างมีนัยสำคัญ ระยะเวลาหยุดทำงานที่เกี่ยวข้องกับปัญหาเศษโลหะลดลง 65%

3.3. เสถียรภาพของของไหล
การวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการยืนยันประสิทธิภาพของโปรโตคอล:

• จำนวนแบคทีเรียยังคงอยู่ต่ำกว่า 10³ CFU/mL ในระบบที่มีการจัดการ ในขณะที่ระบบควบคุมเกิน 10⁶ CFU/mL ภายในสัปดาห์ที่ 6

• ปริมาณน้ำมัน Tramp เฉลี่ยน้อยกว่า 0.5% ในของเหลวที่จัดการเทียบกับมากกว่า 3% ในของเหลวควบคุม

• ความเข้มข้นและค่า pH ยังคงเสถียรภายในช่วงเป้าหมายสำหรับของเหลวที่จัดการ ในขณะที่การควบคุมแสดงการดริฟต์อย่างมีนัยสำคัญ (ความเข้มข้นลดลงเหลือ 5% และค่า pH ลดลงเหลือ 7.8)

*ตารางที่ 1: ตัวชี้วัดประสิทธิภาพหลัก – ของเหลวที่จัดการเทียบกับของเหลวควบคุม*

4. การอภิปราย

4.1. กลไกขับเคลื่อนผลลัพธ์
การปรับปรุงเกิดขึ้นโดยตรงจากการดำเนินการบำรุงรักษา:

• ความเข้มข้นและค่า pH ที่คงที่:รับประกันความลื่นไหลสม่ำเสมอและป้องกันการกัดกร่อน ลดการสึกหรอจากสารเคมีและการกัดกร่อนของเครื่องมือโดยตรง ค่า pH ที่คงที่ช่วยป้องกันการสลายตัวของอิมัลซิไฟเออร์ รักษาความสมบูรณ์ของของเหลว และป้องกัน "การเปรี้ยว" ที่เพิ่มการยึดเกาะของเศษโลหะ

• การกรองที่มีประสิทธิภาพ:การกำจัดอนุภาคโลหะละเอียด (เศษโลหะละเอียด) ช่วยลดการสึกหรอจากการเสียดสีของเครื่องมือและชิ้นงาน นอกจากนี้ น้ำยาทำความสะอาดยังไหลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับการระบายความร้อนและการล้างเศษโลหะ

• การควบคุมน้ำมัน Tramp:น้ำมันปนเปื้อน (จากน้ำมันหล่อลื่นทาง น้ำมันไฮดรอลิก) ทำลายอิมัลชัน ลดประสิทธิภาพการระบายความร้อน และเป็นแหล่งอาหารของแบคทีเรีย การกำจัดน้ำมันปนเปื้อนนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการป้องกันกลิ่นหืนและรักษาเสถียรภาพของของเหลว ซึ่งมีส่วนสำคัญอย่างยิ่งต่อเศษโลหะที่สะอาดขึ้น

• การยับยั้งแบคทีเรีย:รักษาความเข้มข้น ค่า pH และกำจัดแบคทีเรียที่ขาดน้ำมัน ป้องกันกรดและเมือกที่แบคทีเรียสร้างขึ้น ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพของของเหลวลดลง กัดกร่อนเครื่องมือ และทำให้เกิดกลิ่นเหม็น/เศษเหนียว

4.2 ข้อจำกัดและผลกระทบในทางปฏิบัติ
การศึกษานี้มุ่งเน้นไปที่ของเหลวเฉพาะ (กึ่งสังเคราะห์) และอะลูมิเนียมอัลลอยด์ (6061-T6) ภายใต้สภาวะการผลิตที่ควบคุมแต่สมจริง ผลลัพธ์อาจแตกต่างกันเล็กน้อยขึ้นอยู่กับของเหลว โลหะผสม หรือพารามิเตอร์การตัดเฉือนที่แตกต่างกัน (เช่น การตัดเฉือนความเร็วสูงมาก) อย่างไรก็ตาม หลักการสำคัญของการควบคุมความเข้มข้น การตรวจสอบค่า pH การกรอง และการกำจัดน้ำมันตกค้างนั้นสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้อย่างกว้างขวาง

• ต้นทุนการดำเนินการ:จำเป็นต้องมีการลงทุนในเครื่องมือตรวจสอบ (เครื่องวัดค่าดัชนีหักเหของแสง เครื่องวัดค่า pH) ระบบกรอง และเครื่องกำจัดตะกอน

• แรงงาน:ต้องมีการตรวจสอบและปรับเปลี่ยนตามวินัยของผู้ปฏิบัติงานทุกวัน

• ผลตอบแทนการลงทุน:อายุการใช้งานเครื่องมือที่เพิ่มขึ้น 28% และระยะเวลาหยุดทำงานที่เกี่ยวข้องกับเศษโลหะที่ลดลง 65% แสดงให้เห็นถึงผลตอบแทนจากการลงทุนที่ชัดเจน ช่วยลดต้นทุนของโปรแกรมการบำรุงรักษาและอุปกรณ์จัดการของเหลว การลดความถี่ในการกำจัดของเหลว (เนื่องจากอายุการใช้งานของอ่างเก็บของเหลวที่ยาวนานขึ้น) ถือเป็นการประหยัดเพิ่มเติม

5. บทสรุป

การบำรุงรักษาน้ำมันตัด CNC อะลูมิเนียมไม่ใช่ทางเลือกเพื่อประสิทธิภาพสูงสุด แต่ถือเป็นแนวปฏิบัติการปฏิบัติงานที่สำคัญ การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าโปรโตคอลที่มีโครงสร้างซึ่งมุ่งเน้นการตรวจสอบความเข้มข้นและค่า pH รายวัน (เป้าหมาย: 7-9%, pH 8.5-9.2), การกรองแบบสองขั้นตอน (40µm + 10µm) และการกำจัดน้ำมันตกค้างอย่างเข้มข้น (>95%) มอบประโยชน์ที่สำคัญและวัดผลได้:

1. อายุการใช้งานเครื่องมือที่ขยาย:เพิ่มขึ้นเฉลี่ย 28% ลดต้นทุนเครื่องมือโดยตรง

2. เศษทำความสะอาด:ความเหนียวลดลง 73% ปรับปรุงการอพยพชิปให้ดีขึ้นอย่างมาก และลดการติดขัด/เวลาหยุดทำงานของเครื่องจักร (ลดลง 65%)

3. ของเหลวที่เสถียร:ยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียและรักษาความสมบูรณ์ของอิมัลชัน

โรงงานควรให้ความสำคัญกับการดำเนินโครงการจัดการของเหลวอย่างมีวินัย งานวิจัยในอนาคตอาจศึกษาผลกระทบของสารเติมแต่งเฉพาะภายใต้โปรโตคอลนี้ หรือการผสานรวมระบบตรวจสอบของเหลวอัตโนมัติแบบเรียลไทม์