一项新的研究合作正在开发一种用于环保加工的润滑系统，该系统使用创新的超声波技术将微量的油精确地输送到切削区。
制造商将能够将新系统改装到他们当前的加工平台上，从而使小型企业无需投资购买新机器即可降低成本和对环境的影响。
耗资 135 万英镑的 UltraMQL 项目由位于德比郡的机械加工专家 Kugel Rotary Services 领导，并由 Innovate UK 通过其 Smart Grant 计划资助。
研究合作伙伴包括国际加工液供应商 Quaker Houghton、基于德比的数字可视化和沉浸式技术专家 Bloc Digital、谢菲尔德大学的核先进制造研究中心和布莱顿大学的高级工程中心。
“润滑是金属切削过程中成功形成切屑的关键因素，”Kugel Rotary Services 的董事总经理 Stuart Vere 说。“润滑剂不足和润滑剂过多都会对质量、成本和时间产生不利影响，并对环境产生不利影响。就像速度和进给等其他灵活变量一样，润滑的应用也应优化以确保最好的结果，同时将整体油污染保持在最低限度。
“UltraMQL 的引入将显着减少总油量，同时允许所有重要的附加控制元素，从而减轻使用和维护替代润滑方法时面临的挑战。”
这个为期三年的项目建立在已建立的最小量润滑剂 (MQL) 技术的基础上，该技术不是用冷却液淹没切割区域，而是向切割区域输送少量油——通常每分钟不到一毫升。核 AMRC 最近的研究表明，MQL 可以将运行成本降低一半，能源使用量降低五分之一。它还可以避免加工后清洁部件的需要，并减少对机器操作员的健康风险。
有效地提供如此微量的润滑剂并不简单。当前系统通常使用称为文丘里管的简单机械装置将液态油转化为气溶胶。它们的性能会受到油粘度或温度的任何变化的影响，从而导致表面光洁度差或加工部件受到污染。
UltraMQL 合作的重点是使用超声波振动来产生气溶胶，将油滴的大小减少一个数量级。这将避免油粘度的影响，允许系统使用更广泛的油，并在加工任务之间快速转换。
“布莱顿大学将开发一种新型高精度超声波润滑器，并应用激光和成像测量技术来验证喷雾性能是否符合流速和液滴尺寸要求，”布莱顿大学高级工程中心的 Cyril Crua 教授说。
“具有精确控制的液滴尺寸和流速的更细的油雾将提供更可靠的加工润滑系统。这将使用超声波技术实现，通常在研究级雾化器中发现，可以精确调整以产生高度重复的油滴。 ”
拟议的技术将在液滴中产生静电荷，这将阻止它们聚结并帮助它们粘附在工件上。
该系统还将使用包括声学和视觉监控在内的智能传感器，使机器操作员能够实时远程监控关键工艺参数，并实现加工平台的数字孪生。
“Bloc Digital 很高兴为 UltraMQL 团队带来数字孪生和先进的工业物联网数据可视化技术，”Bloc Digital 能力总监 Frank McQuade 博士说。
“创建这些下一代工厂虚拟表示正在推动提高生产力、提高质量和降低制造过程和生产管理中的风险方面的优势。数字孪生技术的远程监控、实时干预和预测优势使经理和工程师应用最佳实践来实时改进和管理资产，而无需物理建模或代价高昂的生产停工。”
在项目各个部分的开发和测试之后，所有的创新技术将被集成到一个原型系统中，在 Kugel Rotary 的工厂进行试验。
“我们需要汇集多个领域的专业知识，以实现成功的整合，”核 AMRC 技术负责人 Agostino Maurotto 博士说。“UltraMQL 联盟由技术领导者组成，他们在彼此的领域拥有重叠的知识和经验。能力的协同作用将有助于成功开发工作原型。”
