Resumen casosMayor precisión en sistemas de lubricación refrigerante
El Dosimetrix® hybrid es un sistema de lubricación refrigerante que utiliza una bomba de diafragma de flujo suave de KNF para proporcionar una mezcla y una dosificación fiables y precisas de lubricantes en máquinas para el mecanizado de metales.
Las máquinas modernas para el mecanizado de metales impulsan la fabricación inteligente y desempeñan un papel clave en la industria 4.0. Se basan en sistemas inteligentes de lubricación refrigerante para alcanzar una eficiencia máxima y garantizar un proceso de mecanizado preciso y de alto rendimiento. Para conseguir que el lubricante refrigerante se mezcle y se dosifique de forma óptima, el sistema Dosimetrix® hybrid de BRISCO Systems utiliza una bomba de diafragma para líquidos de KNF que proporciona un flujo preciso y suave del medio con una pulsación mínima en el nivel de rendimiento exigido.
Los lubricantes refrigerantes desempeñan un papel clave en el mecanizado de metales de alto rendimiento
Las máquinas de mecanizado de metales tienen una importancia fundamental en muchas y muy distintas industrias, incluidas la aeroespacial, la médica y la automovilística. Las máquinas modernas utilizan herramientas automatizadas controladas por ordenador que llevan a cabo complejas tareas de mecanizado como el fresado, el torneado, el taladrado y el ranurado. Muchas de esas máquinas pueden cambiar rápidamente entre los distintos pasos del proceso y fabricar piezas geométricamente muy complejas con una extraordinaria precisión dimensional.
Para ello utilizan lubricantes refrigerantes que reducen la fricción, disipan el calor y minimizan el desgaste durante el proceso de mecanizado. Esto garantiza tanto la calidad del mecanizado como la fiabilidad y la eficiencia del proceso, al mismo tiempo que alarga la vida útil de las herramientas. Los lubricantes refrigerantes para máquinas de mecanizado de metales suelen estar compuestos por tres elementos: agua, aceites base, como aceite mineral o sintético, y aditivos, como emulsionantes, inhibidores de corrosión y aditivos de alta presión o antiniebla que mejoran las propiedades pretendidas del lubricante refrigerante. La composición del lubricante refrigerante se adapta a cada aplicación concreta. Los sistemas de lubricación refrigerante permiten supervisar, mezclar y dosificar el lubricante con una composición y una concentración óptimas.
Los sistemas de lubricación refrigerante ofrecen una gran precisión y exactitud
Para aplicaciones que requieren cantidades de medias a grandes de lubricantes refrigerantes, BRISCO Systems desarrolló Dosimetrix® hybrid, un sistema de lubricación refrigerante automatizado y conectado a IoT diseñado para gestionar de forma precisa los fluidos y la refrigeración. Este sistema proporciona una mezcla constante y precisa que permite garantizar la calidad y la eficiencia del mecanizado, así como controlar los costes. También calcula de forma independiente la concentración de rellenado que se necesita, mantiene un nivel de llenado constante y puede suministrar automáticamente volúmenes de rellenado correctamente dosificados a hasta 100 depósitos diferentes.
El sistema de lubricación refrigerante Dosimetrix® hybrid está formado por seis componentes:
- Conexiones de entrada para agua y concentrado de lubricante refrigerante en las que ambos flujos se regulan por separado
- Válvulas y caudalímetros de alta precisión que garantizan una dosificación precisa en el rango de concentración del 0,1-15 % (precisión ± 0.1 %)
- Cámara de mezcla en la que el agua y el concentrado se mezclan en condiciones controladas
- Sensores que monitorizan las velocidades de flujo, la presión, la temperatura, la concentración, el nivel de llenado y las fugas
- Módulo de control y funcionamiento con pantalla, interfaz de control o control opcional desde el portal web
- Funciones de seguridad como protección automática contra sobrellenado, detección de fugas y parada de emergencia
Uno de los desafíos más importantes en los sistemas de lubricación refrigerante es conseguir una mezcla fiable de emulsiones de aceite y agua La estabilidad de la emulsión se ve seriamente influenciada por el tamaño de las gotas: cuanto más pequeñas y más uniformes son, más estable es la mezcla y mejor mantiene sus propiedades de refrigeración y lubricación durante largos períodos de tiempo. Las emulsiones peor formadas son más propensas a la separación de fases, lo cual puede provocar mal olor, reducir el rendimiento del mecanizado y hacer necesaria la sustitución prematura del medio refrigerante, aumentando así los tiempos de inactividad y los costes operativos.
Así pues, una calidad constante de la emulsión exige una dosificación controlada y repetible del concentrado lubricante en condiciones de flujo definidas. Para garantizar una mezcla y una dosificación totalmente automáticas y extremadamente precisas, el sistema Dosimetrix® hybrid debe suministrar lubricante refrigerante independientemente de las fluctuaciones en la presión del agua en la línea de alimentación. Dado que el lubricante se inyecta en una tubería de agua presurizada a través de una boquilla, cualquier cambio en la presión del agua influye directamente en el rendimiento exigido de la bomba y en la precisión de la mezcla. Por lo tanto, lograr una mezcla consistente exige una bomba muy precisa que pueda mantener estable el flujo en condiciones de presión variables. Además, la bomba debe ofrecer una excelente relación rendimiento-tamaño, una buena capacidad de succión, una baja pulsación y una gran resistencia química.
Ingeniería de confianza: KNF presenta una nueva solución de bombeo para un rendimiento fiable del sistema
En 2019, BRISCO Systems acudió a KNF para pedirle probar bombas que fueran capaces de alcanzar una velocidad de flujo de 3 l/min a una presión de 6 bar (rel.). KNF le ofreció las bombas de diafragma para líquidos FP 400 y NF 1.300. En un primer momento, BRISCO Systems optó por una bomba de doble diafragma estándar fabricada por un competidor con diafragmas de EPDM, pero esa solución dio problemas en el sistema de lubricación refrigerante. A pesar de no haber sido la primera elección, KNF continuó colaborando con BRISCO Systems en otros proyectos.
En noviembre de 2022, los ingenieros de KNF volvieron a analizar los retos del sistema Dosimetrix® hybrid in situ. El rendimiento de la bomba de su competidor no era suficiente y los diafragmas presentaban daños debido a la cavitación. Con parámetros de proceso actualizados, KNF estudió la situación y propuso sustituir esa bomba por una bomba de diafragma de flujo suave, una opción que todavía no estaba disponible durante la evaluación inicial en 2019. Esta se entregó en diciembre de 2022 con fines de prueba y tras superar todos los ensayos se integró en el sistema Dosimetrix® hybrid, donde ahora funciona de forma fiable y eficiente.
La bomba de flujo suave de KNF evita la cavitación y mejora el rendimiento
En el centro del sistema de lubricación refrigerante Dosimetrix® hybrid, la bomba de diafragma para líquidos absorbe lubricante de un depósito situado entre 1 y 1,5 m por debajo de la bomba y lo introduce en una tubería de agua presurizada a través de una boquilla. Para gestionar las variaciones en la presión del agua en la tubería de alimentación o los cambios en la demanda de nuevo refrigerante, el sistema calcula la velocidad a la que la bomba debe suministrar el lubricante refrigerante.
Gracias a la exclusiva tecnología Smooth Flow de KNF, cinco diafragmas conectados en paralelo, cada uno de ellos funcionando con un desfase, generan un gran flujo suave con una excelente linealidad y una pulsación mínima, lo que evita la cavitación y protege tanto la bomba como el sistema. Con una velocidad de flujo máxima de 4,4 l/min y una presión de 6 bar (rel.) que se suman a la capacidad de autocebado y de funcionamiento en seco, esta bomba para líquidos garantiza una transferencia suave y fiable del refrigerante, la integridad del sistema y la protección de los componentes sensibles. Su tecnología de diafragma proporciona un funcionamiento estanco y evita la contaminación cruzada de aditivos, cumpliendo así los requisitos de precisión y fiabilidad que exigen las aplicaciones de máquinas-herramienta.
Descubra más sobre la
tecnología Smooth Flow de KNF.
La bomba de diafragma personalizada para el sistema de lubricación refrigerante garantiza la compatibilidad química
Al igual que todas las bombas de diafragma de KNF, las bombas de flujo suave se basan en un sistema modular que permite personalizar el cabezal de la bomba, los materiales y las conexiones mecánicas, eléctricas e hidráulicas. En el caso del sistema Dosimetrix® hybrid, la resistencia química a líquidos corrosivos o neutros es sumamente importante. La bomba para líquidos personalizada que se utiliza en el sistema está diseñada con diafragmas de EPDM recubiertos de teflón, las válvulas están hechas de FFKM, las juntas son de FKM y el cabezal de la bomba de polipropileno. Todo ello garantiza la compatibilidad química con los distintos líquidos transferidos, especialmente con medios que contienen aceite. Para asegurar un ajuste perfecto y ahorrar espacio en el sistema, KNF rotó el cabezal de la bomba 180°. También utiliza un motor de corriente continua sin escobillas que permite ajustar el rendimiento de la bomba y contribuye a que se cumplan los requisitos de precisión tanto en la mezcla como en la dosificación del sistema de lubricación refrigerante.
"La bomba de KNF ofrece una gran relación rendimiento-tamaño y puede integrarse en el sistema de control especializado de nuestro Dosimetrix® hybrid. Para nosotros era muy importante que la bomba no necesitara mucho mantenimiento y tuviera una larga vida útil, ya que esto reduce el tiempo de inactividad y los costes para nuestros clientes", añade Jürgen Gosch. La bomba de diafragma para líquidos suministra lubricantes con un flujo preciso y fiable en un amplio rango de funcionamiento, lo que favorece la dosificación precisa en el sistema de lubricación refrigerante. KNF atesora una gran experiencia en el diseño de soluciones de bombeo a medida. Los ingenieros trabajan codo con codo con cada cliente para garantizar que la bomba se ajuste a la perfección y ofrecen asistencia técnica a lo largo de todo el proceso de integración. Los clientes como BRISCO Systems se benefician de la asistencia in situ de KNF y de su experiencia en distintos sectores y mercados.
