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ソリューションブログ

高精度な超硬材加工に必要不可欠!?切削油ろ過の重要性-FILTRATION NEWS9

2021.03.29  クーラント基礎応用

近年の工作機械は技術の進歩により、いっそう高性能な加工が可能となりました。最新の工作機械における生産性の利点をすべて活用することで、超硬工具の製造の質と量の両方で大きな発展を遂げています。

超硬工具の消費量の増加は、ほとんどの工具メーカーが最新の技術的進歩を取り入れ、超硬研削用として特別に設計された新しい研削盤の導入に広く投資したことを意味しています。

生産性の高い新しい研削盤は、切削油や合成溶液を清潔かつ透明に保つために特別に設計されたろ過システムを装備する必要があります。また、これらのフィルターは、研削プロセス中に蓄積された大量の炭化物を吸収することが不可欠です。超硬工具の研削中に蓄積するスラッジを形成する非常に細かい粒子の寸法は1〜10μmであり、ダイヤモンド砥石と研削盤自体の最高効率につながるろ過品質を達成するために、これらの粒子を保持できるろ過システムを使用する必要があります。そうすることによって生産を増やし、工場のコストを削減します。

超硬の研削工程において不適切なろ過システムとは?

生産性の高い機械を使用する際、超硬研削工程中に最適な切削油または合成溶液を精製するために、どのような種類のろ過方法を使用するかを決定するには、まず超硬の研削に推奨されないシステムを把握しておく必要があります。研削手順で頻繁に使用され、従来であれば非常に満足な結果が得られる精製システムのなかにも、超硬の研削には適していないものがいくつかあります。では、一部の精製システムが超硬切削工具の研削に適していないのはなぜでしょうか。

ろ過品質が不十分なため

以下のろ過システムは、超硬研削工程のろ過品質を達成していません。

  • ペーパーバンドフィルター
  • エンドレスバンドフィルター
  • セルフクリーニングカートリッジ付きフィルター
  • 遠心分離機
フィルター材料とメンテナンスのコストが高すぎるため
  • カートリッジフィルター

炭化物粒子を保持するのに十分な公称ろ過等級のカートリッジフィルターがあることは事実ですが、たとえばチャネリングマシンのように、大量のカーバイドチップを除去するフライス盤で使用する場合は不便です。 フライスやドリルの場合、フィルターはすぐに詰まります。これはわずか数時間以内に発生する可能性があり、その後、フィルターカートリッジを交換する必要があります。 これは、カートリッジの交換中に頻繁に生産のダウンタイムが発生し、メンテナンスとフィルターカートリッジのコストが非常に高くなることを意味します。

大量のカーバイドスラッジを保持できないため
  • 紙またはプラスチックのシーリングワッシャー付きキャンドルフィルター

このタイプのキャンドルフィルターは、発生するスラッジのタイプによって、ろ過される液体が浸透しなければならないいわゆるフィルターマスの形成を可能にする場合に良い結果をもたらします。粒子の最大の割合が20〜50 µmを超える場合、またはハイス鋼などの他の材料を粉砕する場合、つまりキャンドルに一種の多孔質プレコートを形成する繊維が形成される場合に役立ちます。

ただし、フライス工具や穴あけ工具の溝入れやプロファイル研削など、大量の硬質金属スラッジが発生する場合、キャンドルの表面に残るこの非常に細かいスラッジは、薄い不浸透性の層を形成します。このコートはフィルターを完全にブロックし、向流によって頻繁にシーリングワッシャーでフィルターを洗浄する必要があります。また、ろ過面が炭化物スラッジで完全に詰まっているため、キャンドルを洗浄するためにフィルターを分解する必要があります。この種のフィルターもKENFILTによってブランド名TRANSFILTRE®で製造されていますが、工具の再研磨プロセスなど、生成されるスラッジの量が非常に少ない場合にのみ適用されます。これらのフィルターは、40年以上使用されている単純な技術に基づいており、主に競争力のある価格/性能比のために今日使用されています。

紙のシーリングワッシャー付きキャンドル
炭化物が付着した紙のキャンドル
ペーパーキャンドルでろ過するTRANSFILTRE®
大きな流量をろ過する必要がある場合は、大きなろ過面を設置する必要があるため
  • 紙またはプラスチックワッシャー付きキャンドルフィルター

ワッシャー付きのキャンドルフィルターでは、ろ過はキャンドルの表面でのみ行われることに注意が必要です。いわゆるギャップ、つまり紙またはプラスチックワッシャー間の距離は、3〜10マイクロメートルの公称ろ過品質に関与します。これが、自由ろ過面が公称ろ過面に比べて非常に小さい理由です。したがって、公称ろ過面の㎡あたりの流量は、通常、他のキャンドルタイプよりもはるかに低くなります。そのため、ろ過面が7 ㎡の最も頻繁に使用されるフィルターでは、良い条件下で100 l / minに達することもありますが、60 l / minの流量しか許容されません。中流量または3,000l / minなどの大流量をろ過する場合、フィルター表面が7 m2と小さいため、流量が60〜100 l / minのフィルターを多数設置する必要があります。これは、製造、保守、および制御の面で重大な問題を引き起こす可能性があります。これが、このフィルタータイプのTRANSFILTRE®が、ごく少量のスラッジしか生成されないことを除けば、流量も少ない場合、つまり200l/min未満にのみ適用される理由の1つです。

より高い流量では、単一のプレコートフィルタータイプFTD90で3.000l / minの切削油をろ過できるプレコートフィルターを使用することが好ましいです。

FILTRATION NEWS4で既にお伝えした通り、フィルターに決して罪はありません。ろ過システムの悪い結果は、不適切なアプリケーションが原因です。したがって、機械加工の種類ごとに適切なろ過システムを選択することが非常に重要です。

超硬材の研削で使用される最も適切なろ過システムは何ですか?

超硬金属研削で使用されるクーラントをろ過するには、プレコートフィルターを使用する必要があります。では超硬材の研削で使用されるクーラントをろ過するのにプレコートフィルターが最も適切なのはなぜでしょうか。

より高いろ過品質

セルロースや珪藻土をろ過助剤として使用するプレコートフィルターは、表面だけでなく深さもろ過できるという利点があります。また、1μm未満の超微細粒子の一部がセルロース繊維や珪藻土の微細孔に吸収されるため、他のシステムでは到達できない最適なろ過品質に到達します。

切削油の寿命の延長と環境保護

プレコートフィルターを使用すると、切削油は常に清潔で透明に保たれます。 過去15年間、工具研削盤の切削油を交換していない超硬工具業界のクライアントがいます。 合成溶液の場合、一部のクライアントは6年間冷却液を交換していません。最適なろ過システムであれば、切削油と合成溶液は、さらに何年も使用できると確信しています。

ダイヤモンド研削砥石の消費量の削減

プレコート方式でろ過された切削油は常に清潔で透明なので、ダイヤモンドホイールが詰まることはありません。つまり、砥石の研磨孔は開いたままで、その研磨性は永続的に維持されます。 そのおかげで、ホイールがワークピースに加える圧力は常に適切であり、ダイヤモンドの切削バリは摩耗が少なくなります。切削油が汚染されると、ダイヤモンドホイールの研磨孔がオイルに浮かぶスラッジで詰まり、ホイールが研磨性を失い、ワークピースに対するホイールの圧力が高くなります。そのため、ダイヤモンドの切削バリが破損し、砥石の寿命が大幅に短くなります。

機械メンテナンスへ貢献

プレコートフィルターを使用することで達成される並外れたろ過品質により、機械は恒久的に清潔に保たれ、スラッジが蓄積しないため、メンテナンス作業が軽減されます。硬質金属粉塵は非常に研磨性が高く、ガイド、シャフトシールリング、ガイドの保護装置、マイクロスイッチなどの早期摩耗を引き起こすことが知られています。これらが、現在ますます多くの超硬工具メーカーがKENFILTのプレコートろ過プラントを設置している、またはすでに設置している理由です。遠心分離機による精製装置はしばしば廃棄されます。

工具品質の向上

清浄な切削油のおかげで砥石が良好な状態に保たれるという事実はまた、より高い工具品質をもたらします。砥石が適切に研削されないときに発生する細い線が回避され、工具のカッティングマークの品質が大幅に向上します。

このような理由からKENFILTプレコートフィルターの使用は、品質・競争力・生産量を向上させると同時に、コスト削減に役立ちます。

FTD 20 AD TA(ろ過流量800l / min)
超硬工具の研削に使用される切削油を1.500l / minの流量をろ過するFTD50ADTA

導入実績紹介

クーラントシステムで環境保護?

今回の記事ではMAHLE社(マーレ社)の取り組みについてご紹介します。自動車メーカーの下請け産業内の重要なグループであるMAHLE社(マーレ社)は、環境保護を改善するという方針に沿って、2004年にVilanova i LaGeltrú(ビラノバ・イ・ラ・ゲルトル)にあるエンジンピストンの製造工場に多額の投資を行いました。そこでは、アルミニウムチップの自動輸送と乾燥システムを備えた、KENFILT製ろ過プラントタイプTADE 16 DA 60が設置され、油圧式真空フィルターによってエマルジョンをろ過します。

これは、次の要素で構成されるろ過プラントに関係します。

  • 特別設計の移送タンクによる、エマルジョンとチップの破砕および回収システム(これらのタンクは、汚染されたエマルジョンをチップとともに配管を介してろ過プラントに向かって押し出します)
  • 10㎥チップ抽出器によるフィルター前の事前精製
  • ろ紙バンドと10.000l / minのろ過流量、60㎥の容量を備えた油圧式真空フィルター
  • ろ過されたエマルジョンを機械へ移送するための配管
  • 脱油装置
  • 新しいエマルジョンの自動投与システム
  • 汚れた紙の巻き取りシステム
  • 集塵システム
  • 熱交換器エマルジョン/冷水によるエマルジョンの冷却システム
  • 240.000 kcal / hの容量を持つ水冷チラー
  • アルミニウムチップの輸送、遠心分離、乾燥のためのシステムで、可動式容器にチップを自動保管します
油圧式真空ろ過プラントTADE16 DA40の概観
チップブレーカーを内蔵した移送タンク
アルミチップの乾燥と移動式容器への保管の概観

KENFILTシステムによる環境上の利点にはどのようなものがあるでしょうか。それは下記の通りです。

冷却液の寿命延長

エマルジョンを適切にろ過および冷却することで、最大10年以上の寿命を延ばすことができます。

より衛生的な状態での液体の保存

乳濁液を冷却すると、乳濁液中に必然的に発生する細菌や真菌の量が減少します。 一方、適切なろ過システムを使用しているため、それらの大部分が除去され、汚染されたろ紙とともに排出されることがあります。このように、MAHLE社(マーレ社)は乳剤を取り扱うスタッフの健康と安全を保護する重要な改善を達成しています。

処理する必要のある残留物の削減

液体の寿命延長のおかげで、工作機械ごとに個別の独立した機器が使用されていた過去と比較して、無駄なエマルジョンをそれほど頻繁に更新する必要はありません。その結果、廃棄物処理会社に定期的に委託しなければならなかった廃液の量が減少し、かなりの経済的および環境的費用も減少します。

冷却エマルジョンの消費量が少ない

冷却エマルジョンの寿命が長いため、水位を補うために少量は必要ですが、フィルターシステムのタンクを満たすためにあまり新しく購入する必要がなくなりました。

スクラップ量の削減

スクラップは廃棄物処理会社に渡されなければならず、その処理には労力が掛かります。液体の正しいろ過により、機械加工された製品の寸法、幾何学的、表面品質が向上し、廃棄する必要のある不良品が明らかに減少します。

大気の保護

水冷チラータイプFW-245-Aは、大気を汚染せず、温室効果にも寄与しない環境に優しいガスR-404Aで動作するように設計されています。 その上、監視された温度の乳剤で機能することは、機械の近くの霧の形成と不十分な乳剤温度によって引き起こされる大気汚染をかなり減らします。

このろ過プラントを設置することにより、MAHLE社(マーレ社)は最高の製品を生産し、市場の要件を満たし、同時に環境リスクを低減し、環境保護に積極的に貢献する意志を表明しています。

KENFILTの環境への含意

ろ過プラントで環境保護に貢献するだけでなく、自社工場でもこれを行っています。 2004年2月に、環境基準ISO14001 / 1996のTÜV認証を取得しました。この規範は、設定された目的を達成し、継続的な改善を伴うシステムを維持し、その正しい実施を保証するために、効率的な環境管理システムを目指しています。このシステムの導入を通じてKENFILTが取り組む主な目的は、残留物の生成を最小限に抑え、水やエネルギーなどの天然資源の消費を節約し、法律を遵守し、職員の良心を高め、私たちの地球の将来に関する環境保護の重要性についての完全な認識を高めます。

KENFILT~40年間の革新、開発、継続的改善~

はじまりは1964年、機械工学を学んだ後、当時24歳のJaume Lleal氏が、バルセロナ近郊の故郷バダロナに小さな工房を開きました。そのワークショップは、8人の従業員と小さな機械設備で構成され、大理石の床のルーターポリッシャーPULMAX、家庭用ゴミ袋の溶接機SERNIK、ファイアクレイモールド、繊維機械、およびサブグループなどの製品の製造や工作機械用のアセンブリとサードパーティ用の特別な部品の製造をしていました。1970年に『NOVOTECNIC』が設立され、金属加工産業のろ過分野での同社の活動が始まりました。その2年後、NOVOTECNICが開発し特許を取得した最初の2つのフィルターの商品化が始まりました。

各クライアントの特定の問題に対するパーソナライズされたソリューション

顧客満足

KENFILT、S.A.とそのスタッフ全員の技術的および商業的戦略は、常にこの2つの重要な前提に基づいていました。80年代には、企業は急速に成長し始めましたが、多くの商業的努力が輸出に捧げられ、ほとんどの先進国の代表者が任命されました。この商業的拡大は、新しい市場の開拓に非常に積極的に貢献し、1987年に StaPerpètuadeM。(バルセロナの北約20 km)に10.000 ㎡の面積で新しい生産工場を建設する必要があり、そのうち2.700 ㎡は建物で占めていました。同社の継続的な成長には、2002年に完成した6500㎡までのプラントの増幅が必要でした。現在、会社の表面の5.100 m2は製造と在庫用に設計されており、1.400㎡はオフィス用に設計されています。新工場による生産能力の増強と輸出率の大幅な伸びのおかげで、1990年には総売上高の91%が輸出されました。それ以来、85%から95%の範囲の増加した輸出率が維持されています。

この40年間、同社は金属加工産業に適用されるろ過工学の分野で継続的に調査を行い、I + D + iの年次プログラムを実施しました。これにより、ろ過技術をこのセクターで発生する新しい要件に適応させるための開発と改善が可能になりました。2001年当時ブランド名として使用されていた『KENFILT』という名前を、2004年4月社名として採用しました。