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超临界CO2冷却技术
发表日期:2016年5月11日 来源:中国多片锯网
由融合冷却系统公司开发的超临界二氧化碳(scCO
2
)冷却技术以其超越竞争对手的优异性能,为用户提供了一种新的选择。
无论是采用传统的冷却液、最小量润滑(MQL)或低温冷却技术,最终用户都希望能对刀具/工件界面进行有效的冷却和润滑,并能方便地将冷却系统集成到机床中,同时尽量减小对环境和操作人员健康与安全的不利影响。由融合冷却系统公司(Fusion Coolant Systems Inc.)开发的超临界二氧化碳(scCO
2
)冷却技术以其超越竞争对手的优异性能,为用户提供了一种新的选择。
图1 scCO
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冷却系统的应用
(鼠标悬浮窗口放大,单击查看放大全图)
密歇根大学教授Steve Skerlos博士于2003年发明了融合冷却技术。为了实现该技术的商业化应用,从密歇根大学分离出来的融合冷却系统公司于2009年成立。据该公司首席执行官Brad Darr介绍,通过在各种平台上对scCO
2
系统进行开发和测试,该技术的商业化应用有望很快实现。目前正将该技术集成到一家欧洲机床制造商的产品中,并将其应用于医疗器件的加工。
scCO
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可将润滑剂或金属切削液完全溶解到scCO
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流体之中,并通过单独的管道将这种溶液输送至切削区。融合冷却系统公司一直使用现成的标准MQL润滑油、植物油以及其客户已在使用的各种化学切削液,任何类型的润滑剂都可以毫无困难地溶入scCO
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流体中。这种scCO
2
冷却系统可以实现每小时6—600毫升(取决于加工要求)润滑油的受控流动。
图2 scCO
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冷却系统的构成
(鼠标悬浮窗口放大,单击查看放大全图)
对于CO
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而言,任何高于8.274MPa(1,200psi或82.7巴)的压力均被视为超临界压力。该scCO
2
冷却系统的典型工作压力为10.342-17.237MPa(1,500-2,500psi或103.4-172.4巴),而调高压力可以提高系统的冷却能力。
当scCO
2
通过机床主轴内部(或从机床外部)到达刀具时,其工作温度为31.1℃。从刀具喷出时,CO
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的冰点(膨胀点)温度约为-78℃。
为了达到超临界压力,必须对冷却液流进行限制。因此,直径1mm的冷却液出口对于scCO
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系统来说尺寸过大。融合冷却系统公司采用的冷却液出口直径为150-250µm。
除了可将润滑油或冷却液溶解在scCO
2
流体中以外,该冷却系统也能以单纯CO
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的形式使用,因为CO
2
本身就具有润滑功能。不使用切削液对医用植入器件制造商十分有利,因为这样可使加工出的器件上无残留切削液,否则在将其植入人体之前还需进行清洗以去除残留物。
医用植入器件的加工是我们主要的目标市场之一。可大幅提高生产率、降低生产成本、不使用切削液和减少后续清洗工序使scCO
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冷却系统非常适合医疗器件制造业。
原载:工具技术
上载于:2016-3-7 11:24:51
关键词:
超临界CO2冷却
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