Monitoraggio del processo nel punto chiave

Il monitoraggio efficace del processo di lubrificazione minimale nelle macchine utensili ha buone probabilità? Può essere implementato anche in questo settore? Rhysearch e Unilube hanno affrontato queste domande in uno studio di fattibilità per il monitoraggio del processo. L’attuale stato dell’arte consente di monitorare solo il sistema di lubrificazione minima (al riguardo vedi il blog: “Monitoraggio del processo di lubrificazione minimale”). Ciò significa che si può osservare la sua (corretta) funzione, ma non la pellicola microlubrificante.  Tuttavia, una pellicola microlubrificante funziona nel punto esatto in cui avviene la truciolatura, ovvero tra il pezzo e il tagliente dell’utensile. Quindi, conoscere esattamente ciò che sta realmente accadendo a questo punto è di fondamentale importanza per ottimizzare i costi e i processi di produzione.

Cosa è stato testato?

La serie di test è iniziata con esperimenti al microscopio. Diversi lubrificanti ad alte prestazioni mescolati con marker fluorescenti e con uno spessore dello strato specificato con precisione sono stati eccitati dalla luce con una lunghezza d’onda specifica. Ciò era necessario per poter misurare l’emissione di luce del lubrificante. Lo stesso metodo è stato utilizzato con olio naturalmente fluorescente. Il risultato è stato inaspettato: la determinazione quantitativa, cioè la misurazione dello spessore della pellicola microlubrificante in un determinato momento si è rivelata più difficile del previsto. È stato più facile scoprire quando la superficie inizia ad asciugarsi lentamente. È quindi sorta l’interessante domanda su quale sia il modo più adatto per il monitoraggio del processo nella pratica. È la misurazione dello spessore dello strato più complessa con l’aggiunta di marker fluorescenti o il monitoraggio più facile del funzionamento a secco di una fresa con oli naturalmente fluorescenti? Dopo i risultati iniziali, si è passati a una configurazione di prova macroscopica e realistica. Un’ampia varietà di sorgenti luminose con diverse lunghezze d’onda è stata testata per l’eccitazione. Anche in questo caso si possono osservare emissioni di luce con diverse lunghezze d’onda. Poiché le lunghezze d’onda dell’eccitazione e dell’emissione si sovrappongono in alcune aree, è stato necessario trovare filtri di luce adatti sia per la sorgente di luce che per la telecamera. La conclusione è stata, nel complesso, positiva: la luce ambientale naturale influenza il risultato, ma non rende impossibile il monitoraggio del processo durante la produzione. In altre parole: l’oscuramento di una macchina utensile consente un monitoraggio del processo più preciso, ma non è assolutamente necessario. Ad esempio, una lampada a LED in una fresatrice può fornire la normale illuminazione, ma altre parti dello spettro di luce LED vengono utilizzate per eccitare la fluorescenza durante la produzione attiva.

Una pretesa impossibile? Al contrario!

All’inizio dello studio di fattibilità c’era un’idea folle. Con la nostra serie di test abbiamo infine verificato tutti gli aspetti essenziali e oggi possiamo dire: Da un punto di vista puramente tecnico, non vi è nulla in contrario ad un’applicazione su una macchina utensile! Il monitoraggio del processo della lubrificazione minimale nelle macchine utensili non è quindi di per sé destinato a fallire. Piuttosto, il monitoraggio del processo e il circuito di regolazione possono essere realizzati su una macchina utensile, la quale utilizza la fluorescenza di un lubrificante con il controllo della lubrificazione minimale per una migliore truciolatura. La finestra ottimale del processo della lavorazione quasi a secco, dove i trucioli e la superficie del pezzo sono asciutti, ma il tagliente dell’utensile idealmente non è ancora asciutto quando fuoriesce dal materiale, è proprio durante la lavorazione quasi a secco. Tuttavia, la pratica dimostra che gli utenti sono riluttanti ad avvicinarsi a questo obiettivo ottimale a causa dell’eccessiva prudenza. Perciò, pensiamo che il monitoraggio del processo potrebbe essere di grande aiuto per il cliente.

Mostra tre placchette reversibili, due delle quali bagnate con lubrificante. Un lubrificante è mescolato con marker fluorescenti. Il lubrificante fluorescente si illumina ed è chiaramente visibile. Risultato della ricerca di Unilube sulla lubrificazione minimale.
da sinistra a destra: Placchetta reversibile bagnata con lubrificante con marker fluorescenti, con lubrificante normale e placchetta reversibile a secco

Facciamo domani un salto nello stabilimento di produzione?

Un tale monitoraggio del processo non ci sembra utile soprattutto per dare una sensazione di sicurezza agli utenti inesperti della lubrificazione minimale. Il fulcro qui consiste principalmente nella produzione di grandi serie. Specialmente nell’industria automobilistica, dove c’è un’enorme pressione sui costi, il nostro innovativo monitoraggio del processo può creare un grande valore aggiunto. Questo settore industriale altamente produttivo e competitivo sta già sfruttando l’enorme potenziale di risparmio della lubrificazione minimale per ridurre i costi di produzione. La nostra conclusione sulla base delle esperienze e dei progressi della serie di test: Un monitoraggio del processo con lubrificanti fluorescenti è fattibile e ha del potenziale. Gran parte della ricerca di base è stata ormai realizzata e il monitoraggio del processo in condizioni di laboratorio complesse funziona. Il prossimo grande passo è lo sviluppo di una soluzione economicamente ragionevole per l’applicazione di tale processo su una macchina utensile. La palla ora spetta ai clienti e alle loro considerazioni sul rapporto costi-benefici. Ti è piaciuto questo post del blog? Iscriviti alla nostra newsletter e ogni mese ti invieremo le conoscenze specialistiche più recenti sulla lavorazione quasi a secco. I referenti di questo progetto di Unilube AG e Rhysearch risponderanno volentieri a tutte le vostre domande.

 

Sig. Dr. Raoul Roth                                                                 Sig. Jonas Hügli
responsabile di progetto/ Rhysearch                                responsabile di progetto / Unilube AG
T +41 81 755 49 58                                                                  T +41 71 672 65 22
raoul.roth@rhysearch.ch                                                       info@unilube.ch

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