소개: 단순한 “물” 그 이상”
다이아몬드 와이어 톱 절단에서 효과적인 냉각수 관리는 고속 절단 중 열, 마찰 및 표면 품질을 제어하는 데 필수적입니다.
다이아몬드 와이어 톱을 사용하는 많은 경우, 절삭유는 핵심 공정 변수라기보다는 보조적인 요소로 취급되는 경향이 있습니다. 하지만 마찰공학 및 열공학적 관점에서 볼 때, 절삭유는 다이아몬드 와이어 자체만큼이나 절삭 성능에 중요한 역할을 합니다.
일반적으로 초당 40~60미터 범위의 와이어 속도에서 다이아몬드 입자와 가공물 사이의 미세한 접촉점에서 강렬한 국부적 열이 발생합니다. 적절한 열 제어 및 윤활이 없으면 다음과 같은 여러 가지 고장 메커니즘이 발생할 수 있습니다.
- 다이아몬드 흑연화약 700도 이상의 온도에서 다이아몬드는 흑연으로 변하여 절삭 와이어의 날을 빠르게 무디게 할 수 있습니다.
- 미세 균열열충격은 사파이어나 탄화규소와 같은 취성 재료에 표면 아래 손상을 유발합니다.
- 칩 재용접(로딩)녹거나 연화된 파편이 와이어 표면에 달라붙어 다이아몬드 입자를 막고 절삭력을 증가시킵니다.
이 가이드에서는 다이아몬드 와이어 톱 절단 시 냉각제 선택 및 냉각제 관리가 절단 안정성, 와이어 수명 및 표면 품질에 미치는 영향을 설명합니다.
1. 다이아몬드 와이어 톱 절단 시 냉각제 선택: 열역학 vs. 윤활성
적절한 냉각수를 선택할 때는 항상 다음과 같은 요소들 간의 균형을 고려해야 합니다. 열 제거 능력 그리고 마찰 감소.
1.1 수성 냉각제(수용액)
주요 기능: 열 제거
수성 냉각제는 물의 비열 용량이 매우 높아 열 제어에 탁월합니다. 즉, 물은 적은 온도 상승으로 많은 양의 열을 흡수할 수 있습니다. 이러한 특성 덕분에 수성 냉각제는 열 발생이 지속적인 고속 다이아몬드 와이어 절삭에 특히 적합합니다.
하지만 순수한 물은 산업용으로 적합하지 않습니다. 현대의 수성 냉각제는 일반적으로 다음과 같은 성분을 포함하는 특수 설계된 유체입니다.
- 계면활성제, 이는 표면 장력을 감소시켜 유체가 좁은 절삭면 깊숙이 침투할 수 있도록 합니다.
- 녹 방지제, 기계 부품 및 고정 장치를 보호하는 것
- 킬레이트제, 이는 미세 입자가 뭉쳐 슬러지를 형성하는 것을 방지합니다.
가장 적합한 대상:
실리콘, 사파이어, 광학 유리, 세라믹 및 기타 단단하고 깨지기 쉬운 비금속 재료와 같이 온도 제어가 매우 중요한 재료.
1.2 오일 기반 냉각제 (원액 오일)
주요 기능: 윤활
오일 기반 냉각제는 주로 다이아몬드 와이어와 공작물 사이에 윤활막을 형성하여 마찰을 줄입니다. 이는 기계적 저항을 크게 낮추고 특정 용도에서 표면 조도를 향상시킬 수 있습니다.
공학적 절충안에는 다음이 포함됩니다.
- 수성 유체에 비해 열 제거 효율이 낮음
- 높은 비용과 잠재적인 인화성 고려 사항
가장 적합한 대상:
산화에 매우 민감한 NdFeB 자석, 금속 재료 및 극도로 낮은 표면 거칠기가 요구되는 응용 분야에 사용됩니다.
2. 유체 역학: 공기 장벽 돌파
다이아몬드 와이어톱 냉각수 관리에서 흔히 잘못 알려진 사실은 냉각수 유량을 늘리면 냉각 성능이 자동으로 향상된다는 것입니다. 실제로는 그렇지 않습니다., 유체 속도 및 전달 압력 양적인 측면보다 훨씬 더 중요한 것들이 있습니다.
2.1 공기 장벽 효과
고속으로 움직이는 다이아몬드 와이어는 표면을 따라 얇은 공기 경계층을 끌어당깁니다. 이로 인해 저압 냉각수가 실제 절삭 영역에 도달하는 것을 막는 공기역학적 장벽이 형성될 수 있습니다.
일반적인 고장 모드:
냉각수가 풍부하게 흐르는 것처럼 보이지만, 유체가 공기층에 의해 방향이 바뀌어 와이어와 재료의 접촉면에 도달하지 못합니다. 따라서 눈에 보이는 냉각수 흐름에도 불구하고 와이어는 거의 건조한 상태에서 효과적으로 절단될 수 있습니다.
엔지니어링 솔루션:
공기 장벽을 뚫고 절삭면에 직접 유체를 공급하려면 충분한 압력을 가진 고속 냉각수 분사가 필요합니다.
2.2 노즐 방향 및 유동 방향
- 목표 위치: 재료에 전선이 들어가는 지점
- 흐름 방향: 전선 이동 방향과 일치함
전선 방향과 반대로 분사하면 난류와 공기 혼입이 발생하여 거품 발생을 촉진하고 효과적인 열 전달을 감소시킵니다.
3. 여과: 표면 품질 뒤에 숨겨진 요소
오염된 냉각수를 재순환시키는 것은 절삭 영역에 제어되지 않은 연마재를 유입시키는 것과 같습니다.
3.1 불규칙 입자 효과
와이어 표면의 다이아몬드 입자 돌출부가 10미크론 정도인데 냉각수에 그보다 큰 재순환 파편 입자가 포함되어 있으면, 이러한 입자들은 제어되지 않는 절삭 공구처럼 작용합니다.
이로 인해 다음과 같은 결과가 발생할 수 있습니다.
- 표면에 불규칙적인 긁힘과 전선 자국이 있습니다.
- 가속 다이아몬드 와이어 마모
- 측면 힘의 불균형으로 인해 쐐기형 또는 테이퍼형 절단이 발생합니다.
3.2 여과 전략
다이아몬드 와이어톱 냉각수 관리를 효과적으로 하려면 지속적인 여과가 필수적입니다.
- 자기 분리 NdFeB 및 강철과 같은 철 재료의 경우
- 사이클론 분리 소모성 여과재 없이 고농도 슬러지를 제거하기 위해
- 정밀 여과 고정밀 또는 반도체 등급 슬라이싱을 위해 미세 필터 백 사용
유지보수 지침:
필터 하우징 양단의 압력 차이를 모니터링하십시오. 압력 차이가 상승하면 일반적으로 막힘을 나타내고, 급격한 하락은 필터 손상 또는 바이패스를 나타낼 수 있습니다.
결론
잘 설계된 다이아몬드 와이어 톱 냉각수 관리 전략 이는 보조 지원 기능이 아니라 핵심 공정 매개변수입니다. 제조업체는 올바른 냉각수 화학 성분을 선택하고, 공기역학적 장벽을 극복하는 고속 유체 공급을 보장하며, 효과적인 여과를 유지함으로써 전선 수명을 크게 연장하는 동시에 표면 손상 및 표면 결함을 줄일 수 있습니다.
잘 설계된 다이아몬드 와이어 톱 시스템이 어떻게 깨끗하고 안정적인 절단 성능을 지원하는지 자세히 알아보세요.
다이아몬드 와이어 톱.
자주 묻는 질문
Q1: 냉각수를 교체해야 할 시기는 어떻게 알 수 있나요?
pH, 전도도 및 농도를 모니터링하십시오. pH가 권장 수준 이하로 떨어지거나 농도가 제조업체에서 지정한 범위를 벗어나면 윤활성 및 부식 방지 기능이 저하됩니다. 불쾌한 냄새는 종종 세균 오염을 나타냅니다.
Q2: 수돗물을 냉각수 혼합에 사용할 수 있습니까?
아니요. 수돗물에는 냉각수 첨가제와 반응하여 스케일이나 슬러지를 형성하는 용해된 미네랄이 포함되어 있어 배관과 노즐을 막을 수 있습니다. 탈이온수 또는 역삼투압수를 사용하는 것이 좋습니다.
Q3: 절삭 중 냉각수가 과도하게 거품이 발생하는 이유는 무엇입니까?
거품 발생은 일반적으로 냉각수 화학 성분이 잘못되었거나, 펌프 흡입구에 공기가 새거나, 분사 방향을 반대로 했을 때 발생합니다. 필요한 경우 노즐 방향을 조정하거나 승인된 소포제를 사용하십시오.
