De groep Advanced Manufacturing van Sirris onderzoekt momenteel de voordelen van cryogene koeling bij het verspanen van zowel titanium als gehard staal. Daarvoor is een Haas Mini Mill voorzien van een zelf gebouwde installatie voor het cryogeen koelen. Deze is in samenwerking met Air Liquide gebouwd.
Testen om voor- en nadelen koelen met stikstof in de praktijk vast te stellen
Koelen met stikstof lijkt aan een opmars bezig. In Chicago toonden zowel Mazak als Okuma het systeem dat ontwikkeld is door het Amerikaanse Five. Dat heeft de patenten van het vroegere MAG in handen gekregen. De twee machinebouwers mikken met name op de toepassing bij het verspanen van materialen zoals titanium en Inconel. De onderzoekers van Advanced Manufacturing bij Sirris laten echter in het Precision Manufacturing Lab in Diepenbeek (B) zien dat je ook op een relatief eenvoudige wijze cryogene koeling in een machine kunt integreren. Zo’n systeem heeft dan wel de beperking dat je niet door het gereedschap kunt koelen, zoals de Amerikanen en ook gereedschapproducent Walter doet. Stikstof wordt buiten de spindel om aangevoerd.
Verbruikskosten tot 1 euro per minuut
“Ons systeem werkt echter wel. En is beduidend goedkoper”, vertelde Tom Jacobs van de groep Advanced Manufacturing vorige week tijdens de open deur dag van Sirris in Diepenbeek. Het gaat naast vaststellen wat de effecten zijn, vooral om het in kaart brengen van de praktische kanten van cryogene koeling. Uit de testen blijkt dat deze wijze van koelen een positief effect heeft op standtijden van gereedschappen. Ook de kwaliteit van het oppervlak verbetert. Dat was al bekend bij tianium, maar blijkt nu ook te gelden voor gehard staal. Daar staan echter wel kosten tegenover. Als de maximale druk van de installatie (12 bar) wordt gebruikt, liggen de verbruikskosten van het stikstof rond de 1 euro per minuut. Bij een lagere druk dalen de kosten. Tom Jacobs: “Je moet dus een afweging maken tussen wat het kost en wat de besparing is op een langere standtijd van het gereedschap.”
Volgende stap: combinatie met MMS
Het team van Sirris gaat de komende tijd de testen verbreden. Er wordt dan getest met een combinatie van cryogene koeling en MMS-koeling (minimaalsmering). Bij MMS wordt olie verneveld naast het gebruik van stikstof. Daardoor ontstaat er naast het koeleffect een smerende werking. Die ontbreekt als louter met stikstof wordt gekoeld. Sirris heeft de installatie gebouwd samen met Air Liquide. Dat levert ook het vloeibaar stikstof dat in een veilige tank liefst buiten de productieafdeling wordt opgeslagen. Air Liquide doet zelf in Frankrijk ook onderzoek naar cryogene koeling in de verspaning.
