SayEck Innovations: ​​​​​​​CNC veya NC Kontrollü İşleme Tezgahlarında Neden Filtre Kullanmalısınız?

SayEck Innovations:
CNC veya NC Kontrollü İşleme Tezgahlarında Neden Filtre Kullanmalısınız?

Günümüz her türlü CNC veya NC kontrollü işleme tezgahlarında kesme sıvısı emülsiyonu (yağ ve su karışımı), kesme yağları veya yağsız yağlar kullanılmaktadır. Özellikle kesme sıvısı emülsiyonlarının kullanımında 2 temel faktör filtre kullanımını mecbur hale getirmektedir. Bunlardan birisi emülsiyon içinde oluşan bakteriler ve emülsiyon tankından uzaklaştırılamayan talaşlı imalatın doğal bir sonucu olan 1 ila 20 µm büyüklüğünde kılcal veya mikro talaş artıklarıdır. Emülsiyonun bakteri ile kirlenmesi sonucu operatörlerde akut cilt değişiklikleri, pH'da önemli veya hızlı değişiklik, şiddetli mikrobiyolojik istila belirtisi, göze çarpan, hoş olmayan koku veya yeni partiden önemli ölçüde farklı olan kokular oluşmaktadır. Öte yandan işleme ile oluşan kılcal veya mikro talaş nedeni ile çamur veya balçık oluşumu veya takım soğutma kanallarının tıkanması, tezgah duş ve içten su verme pompalarının tıkanması, faz ayrışması (yüzen yağ), tehlikeli madde yönergelerine göre kabul edilemez derecede artan yıkıcı veya zararlı partikül veya tuz içeriği (özellikle işlenmiş malzemelerden toksik alaşım bileşenleri), özellikle kireçli kuyu suyu kullanımı nedeni ile Klorür girişi veya makinede gözlenen korozyon nedeniyle azalmış iletkenlik karşımıza çıkan başlıca sorunlardır. Tüm bunların sonucunda yeni doldurulmuş bir makineye kıyasla daha düşük takım ömrü ve kötü yüzey kalitesi (özellikle taşlama ve parlatma uygulamalarında) elde edilmektedir.

Bilindiği üzere bakteriler ile beraber yaşamaktayız. Yararlı olan bakterilerin yaşamımızı kolaylaştırdıkları kadar zararlı bakteriler bir o kadar yaşamımızı zorlaştırmaktadır. Kesme sıvısı emülsiyon tankında zamanla işlenen malzemeden, makine başında çalışan operatörün vücut sıvılarından ve hatta sigara izmaritinin tanka düşmesi nedeni ile tankta bakteriler oluşmaktadır. Ayrıca tezgahlarda farklı tipte kullanan yağların kesme sıvısı emülsiyonuna karışması ile yağın homojenliği bozulmaktadır. Kızak veya hidrolik yağları gibi yağlar, özellikle duruş zamanlarında emülsiyon tankının üzerini kaplayarak emülsiyonun hava almasını engellemekte dolayısı ile sistem içinde var olan bakteriler anaerobik solunum ile çoğalmaya başlamaktadırlar. Bir kesme sıvısı emülsiyonunda yaşayan tüm mikroorganizmalar, sıvının bileşenleriyle beslenir ve çok sayıda metabolik ürün salgılar. Sonuç olarak emülsiyonun özelliklerini kullanılamaz hale gelecek şekilde değiştirirler. 26° ile 38°C arasındaki sıcaklıklar bakteri üremesini büyük ölçüde artırır. Ayrıca kolonileşen bakteriler, maya üretimine zemin geliştirmiş olurlar ve 28°C civarındaki sıcaklıklar maya mantarları için idealdir. Sülfür (otomat çeliklerinden gelen) ve diğer alaşım bileşenleri aslında bazı kültürler için gübre görevi görür. İnce, pürüzlü parçacıklar (özellikle 25 µm'nin altında) kolonilere yaşam alanı oluşturmak için ideal ortamlardır. Yüzen yağ (segregasyon) veya uygun olmayan ortam akışı (zayıf karışım bölgeleri, pürüzlü çizgiler, vb. ile) havanın dışlanmasına yol açar ve mikroorganizmaları anaerobik metabolizmaya yönlendirir. Bu, aerobik metabolizmadan (ağırlıklı olarak CO2 ve su) çok daha zararlı bozunma ürünleri (asitler, amonyak, hidrojen sülfür, alkoller, vb.) üretir. Anaerobik metabolik ürünler, sistemdeki diğer noktalarda veya karıştırıldıktan sonra aerobik metabolik işlemler için gübredir. Bazı bakteriler “biyofilmler” oluşturur. Bunlar, bakterileri yıkamaya ve kimyasal saldırılara karşı korumak için çevreleyen sümüksü ila jelatinimsi kaplamalardır. Bu biyofilmler hortumları, bağlantı elemanlarını ve soğutma kanallarını tıkar. Özellikle ince talaşlarda bağlantılı olarak, bu biyofilmler çok kararlı hale gelebilir ve bu da genellikle pahalı ve zaman alan onarım ve temizlik işlerine neden olur.

Filtre kullanılmasını zaruri kılan diğer faktör ise talaşlı imalat sürecinde üretilen farklı büyüklükteki talaşlardır. Talaşlı imalatta talaş boyutları nispeten büyüktür, bu talaşlar kesme sıvısı emülsiyonu vasıtası ile talaş konveyörüne taşınır ve oradan talaş arabasına çıkarılır. Ancak bu süreçte malzemenin daha küçük bir kısmı toz veya çamur şeklinde oluşur. Bunlar kristal bir yapıya sahip olabilir, iğnesel şekilli, spiral şekilli veya bukleler (örneğin finiş operasyonları, taşlama veya parlatma sırasında) halinde olabilir veya az veya çok tırtıklı, şekilsiz parçalar (döküm, çelik işleme) olabilir.

Bu ince tozlar (< 25 µm) bir dizi son derece rahatsız edici özelliklere sahiptir:

Yüzey hacim oranı, talaşın tane boyutu küçüldükçe ikinci dereceden artar; yani 2 µm'lik bir partikül, 20 µm'lik bir partikülden 100 kat daha fazla yüzey alanı/hacim oranına sahiptir.

Ayrıca kimyasal olarak 100 kat daha etkilidirler, bu da özellikle bakır alaşımları söz konusu olduğunda, emülsiyonun kimyasal kararlılığı üzerinde ölümcül bir etkiye sahip olabilir. 20 gr. ağırlığında ve 2 µm partikülün boyutuna sahip talaş ile, 2.000 gr. ağırlığında ve 20 µm partikül boyutuna sahip ile talaşın aynı yıkıcı etkiye sahip olduğu anlamına gelir. Artan toksik ince çamur içeriği nedeniyle kesme sıvısı emülsiyonunun erken bertaraf edilmesi gerekiyorsa, bu her zaman toksik özel atıktır ve çok büyük maliyetlere neden olabilir. Ayrıca bu metallerin toksik etkisi, partikül boyutu küçüldükçe artar, çünkü organizmaya (örneğin deriye de) daha kolay girebilir ve orada daha güçlü bir etki geliştirebilirler. Bakır bile cilde nüfuz eden mikro partikül olarak önemli bir toksik etkiye sahip olabilir.

Pek çok takım çeliği, ancak bazı alüminyum alaşımları da alaşım bileşeni olarak silikon veya titanyum içerir. Ergimiş çelikte titanyum, titanyum karbür kristalleri haline gelir, silikon, silisyum karbür (çelikte) veya silikon dioksit (alüminyumda) olur. Tüm bu maddelerin ortak özelliği, son derece sert, çok küçük kristaller veya düşük özgül ağırlıkları nedeniyle emülsiyonda asılı kalan ve manyetik ayırıcılar, bantlı filtreler veya tambur filtreler tarafından yakalanamayan cam kıymıkları oluşturmalarıdır. Bununla birlikte, hepsi maksimum sertlikte son derece iyi aşındırıcı özelliklerine sahiptir, bu nedenle artan konsantrasyon takım aşınmasının hızla artmasına neden olur ve işleme sürecine bağlı olarak iş parçası yüzeylerini de gözle görülür şekilde bozar. Döküm işleme sırasında, malzemenin yüzeyi genellikle işleme sırasında açığa çıkan önemli miktarda kalıp kumu kalıntısı içerir. Bunlar ayrıca, kalıcı olarak süspansiyon halinde kalacak kadar hafif ve kayışlı filtre sistemlerinden, manyetik ayırıcılardan, sıyırıcılardan ve santrifüjlerden büyük ölçüde etkilenmeden geçecek kadar küçük olan aşırı derecede ufak çok sert minerallerden (örneğin kuvars) oluşur. Dökme demir işleme sırasında çok büyük miktarlarda sementit ve karbon tozu salmaktadır, bu da muazzam yüzey-hacim oranı nedeniyle çok uzun bir süre askıda kalır ve sağlam yapıları nedeniyle aynı zamanda ok sayıda bakteri ve mantar için ideal yetiştirme alt yapısıdır. Özellikle küçük partiküller (malzemenin özgül ağırlığına bağlı olarak yaklaşık 8 µm ve daha küçük), kendilerini bir yağ tabakasıyla çevreleyerek ve sonunda yüzen daha büyük yağ damlacıkları oluşturmak üzere diğer parçacıklarla çarpışarak emülsiyonda segregasyona neden olur.

Bantlı filtre sistemleri, tasarımı ne olursa olsun sorunu çözememektedirler. Filtre keçesi üzerindeki maksimum 50 mbar'lık kaybolan düşük fark basıncı nedeniyle – sadece emülsiyonun kılcal etkisinden dolayı - bantlı filtre sistemi en iyi durumda bir pompa koruma ızgarası olarak çalışabilecek kadar kaba olmalıdır. 25 µm'den küçük partiküller, bugün bildiğimiz herhangi bir bantlı filtre sistemi tarafından güvenilir bir şekilde yakalanmıyor, ancak emülsiyon bakımındaki neredeyse tüm sorunlardan en azından kısmen sorumlular. Tek hücreli mikroorganizmaları (10 µm'nin altında) bu şekilde filtrelemek de imkansızdır.

Uygun soğutma sıvısı ve katkı maddelerinin seçilmesine ek olarak, 1 µm elek açıklığına sahip filtre kartuşlarının kullanımı ile sorunun köküne hızlı ve eksiksiz bir şekilde ulaşmak en etkili yöntemdir. 0,2 µm – 0,5µm ve 1 µm elek açıklıklı filtre kartuşlarımız ile hem sistemdeki bakterileri hem de sorun oluşturan mikro partikülleri sisteminizden kolaylıkla atabilirsiniz. Filtre kartuşunun kullanımı ile kesme sıvısı emülsiyonunuz o anki koşulunu koruyarak işlevini görmeye devam edecektir.

Filtre ünitesi kapalı devre çalışmaktadır. Dolayısı ile sistem olarak gençleştirme yapmamaktadır. Filtre ünitesi yağın sürekli taze ve genç kalmasını sağlamaktadır. Yağınız, sürekli olarak ilk günkü kadar temiz, taze ve genç kalmaktadır. Böylelikle kesme yağı emülsiyonun kullanım koşulları sabit kalmaktadır.

Filtre ünitesinin sağlayacağı avantajlarla, işletmenizde aşağıda sıraladığımız maddeler sizin için sorun olmaktan çıkacak ve aynı emülsiyon/soğutma sıvısı ile uzun süreler tezgah temizliğine gerek duyulmadan çalışılacaktır.

Filtre ünitesinin kullanılması ile

1-) Tezgahta bakteri ve koku oluşumu önlenecek

2-) Tezgah ve aksamları ile yağ tankı deformasyonunun önüne geçilecek

3-) İşçi sağlığı açısından tehlike yaratan cilt ve nefes darlığı problemlerinin önüne geçilecek

4-) Her bir yağ tankı dolumu için harcanan bor yağ maliyeti ortadan kalkacak

5-) Kullanılmış ve ömrü biten soğutma sıvısının izabesi önlenecek

6-) Yağ tankı temizleme zamanı nedeni ile makina duruşlarının önüne geçilecek

7-) Yağ tankını temizlemek için angaje edilen personel nedeni ile iş kaybı önlenecek

8-) Soğutma sıvısının iyi filtrelenememesi sonucu yağ tankında var olan farklı boyuttaki partiküller nedeni ile işlenen parça üzerinde tortu kalmasının önüne geçilecek

9-) İçten su verme tertibatı ve yüksek basınç pompası bulunan CNC tezgahlarda, filtre ünitesi kullanılmaya başlanıldıktan sonra pompa arızası ortadan kalkmaktadır. İçten su verme tertibatı kanalları temiz olduğu için içten su verme kanalları bulunan takımlar tıkanmamakta ve çalışmalarına sorunsuz devam etmektedir.

10-) İşlenen parça yüzey kalitesi yükselecek

11-) Yağ veya soğutma sıvısı, filtreleme nedeni ile daha efektif kullanılacaktır. Bu da takım ömrüne direkt etki edecektir. 

12-) Tezgahta kullanılan kesici takım ömürleri artacak

13-) Tezgahta takım tutucuların ve hatta tezgahın temizlenmesi gerekmeyecek, dolayısı ile tutucularda bor yağı kirliliği nedeni ile oluşan tolerans dışı çalışmanın önüne geçilecektir.

14-) Tezgahta bulunan rulmanlar gibi hareketli kısımların veya parçaların ömrü artacak ve periyodik bakım harici bir bakım gerektirmeyecektir.

15-) Filtre kullanımı ile soğutma sıvısı/emülsiyon taze kalmaktadır.

16-) Alüminyum talaşı tezgah tankında tortulara neden olmaktadır. Filtre ünitesi ile bunun önüne geçilmektedir.

Filtre ünitesinin membran kartuşunun değişimine ait video için aşağıdaki linke göz atabilirsiniz.

https://sayeck.com/filtredegisimi/

Daha açıklayıcı olabilmek adına aşağıdaki bilgileri de paylaşmak daha yararlı olacaktır. Bazı istisnalar bulunmakla beraber neredeyse tüm CNC, taşlama, ovalama veya plastik şekil verme tezgahlarında imalat sırasında kesme yağı emülsiyonu kullanılmaktadır. Tezgah emülsiyon tankı, kesme yağı emülsiyonlarının taşıdığı farklı boyutlardaki metal talaşlar nedeni ile kirlenmekte, bu kirlilik CNC tezgah emülsiyon tankında bakteri ve maya oluşumuna neden olmaktadır. 

Bakteri ve maya oluşumu yağınızın özelliklerinin bozulmasına, koku yapmasına neden olur ve işçi ve çevre sağlığı problemleri oluşturur. Kesme yağı emülsiyonunun koşullarının bozulması, kesici takım ömürlerinin kısalmasına, tutucu hassasiyetinin kaybolmasına, kimi zaman parça üzerinde lekeler oluşmasına, içten su verme tertibatı ve yüksek basınç pompası bulunan tezgahlarda, pompa arızalarına, işlenen parça yüzey kalitesinin düşmesine ayrıca tezgahta bulunan rulmanlar gibi hareketli kısımların veya parçaların ömürlerinin azalmasına neden olmaktadır.

Türkiye'de bugüne kadar edindiğimiz tecrübe ile kullanılmakta olan filtre sistemlerinin elek açıklığının minimum 25 µ olduğunu söyleyebiliriz. İstisnalar hariç. Tezgah kesme yağı emülsiyonunu kirleten asıl parçacık boyutu 1 ila 20 µ arasındaki parçacıklardır. Her bir tezgahta kağıt filtre üniteleri veya merkezi filtreleme sistemi kullanılmaktadır. Eğer elek açıklığı 25 µ ise kullanılmakta olan kesme yağı emülsiyonu da kirli demektir ve belli aralıklarla değiştirilmek zorundadır. Filtre sistemimiz ile ne CNC tezgah emülsiyon tankı bir daha temizlenecek ne de emülsiyon tankı içinde bulunan kesme yağı emülsiyonu değiştirilecektir. 7 yıldır aynı yağı kullanan müşterilerimiz bulunmaktadır. 

Özellikle takım taşlama tezgahlarında Ra değerlerinde %30 ila %50 arasında iyileşme, taşlama taşlarında normalde kullanılan taş ömrünün 3 katına kadar ömür elde edilmiştir.

Tüm bu avantajların yanında daha yeşil bir çevre ve gelecek için hazırlanan Kyoto Protokolü'ne göre belirlenen üretim, hizmet, işleme gibi faaliyetler sonucu oluşan sera gazlarının etkilerinin azaltılmasına yönelik karbon ayak izi değerlerinin hesaplanmasına ve karbon ayak izi değerlerinin düşürülmesine olumlu etkisi olacaktır.

SayEck Innovations – www.sayeck.com