Lastuavat työkalut (työstönesteet)

Leikkuunesteitä valittaessa laatu ratkaisee

Mittatarkkojen kappaleiden koneistuksessa leikkuunesteen laadulla, puhtaudella ja lämpötilalla on iso merkitys.
KUVA: TEKNOMA

Kun konepajalla pyritään valmistamaan korkealuokkaisia lopputuotteita asiakkaille, tuotannossa ei kannata turvautua heikkolaatuisiin apuvälineisiin. Tämä pätee myös työstönesteiden valintaan. Vaikka leikkuunesteet ovat nykyään aiempaa parempilaatuisia sekä entistä turvallisempia ja käyttäjäystävällisempiä, kannattaa yhä kiinnittää erityistä huomiota leikkuunestejärjestelmiin ja niiden kehittämiseen.

Monesti metalleja työstettäessä on tyydytty käyttämään halvimpia leikkuunesteratkaisuja.

”Työstökoneissa on konekohtainen, matala nestesäiliö lastunkuljettimen yhteydessä, ilman mitään suodatusta ja vuotoöljyjen keräystä. Tämä on vaikeuttanut nesteiden laadun ylläpitämistä”, arvioi Teknoma Oy:n myyntijohtaja Jukka Kuusela.

”Nyt kuitenkin konepajoilla ollaan vähitellen heräämässä siihen, että leikkuunestejärjestelmät pitäisi saada kuntoon. On katsottava nesteiden ominaisuuksia ja toimivuutta lopputuotteen laadun kannalta.”

”Leikkuunesteen valinnan lisäksi pitää kiinnittää huomiota toimivaan, oikein mitoitettuun nestejärjestelmään. Automaattinen pitoisuuden valvonta ja nesteen ylläpito lisäävät työstökoneiden käyttöastetta”, toteaa Teknoma Oy:n myyntijohtaja Jukka Kuusela.
KUVA: TEKNOMA

Keskusjärjestelmä pidentää työstönesteiden vaihtovälejä

Vanhallekin tuotantolinjalle pystytään Kuuselan mukaan nykyään melko helposti toteuttamaan sellainen leikkuunesteiden keskusjärjestelmä, johon on mahdollista liittää useampia työstökoneita.

”Silloin nesteiden vaihtoväli pitenee, samalla kun työviihtyvyys ja työhyvinvointi lisääntyvät”, Kuusela vakuuttaa.

Tällainen keskitetty nestejärjestelmä soveltuu varsinkin sellaisille tuotantolinjoille, joilla useat eri koneet hoitavat keskenään samantyyppisiä työstöjä.

Asioihin vaikuttaa myös se, millaisia metallimateriaaleja koneilla on tarkoitus työstää.

”Jos koneistetaan paljon erityyppisiä materiaaleja, lastujen käsittelyä ei ehkä voida hoitaa keskitetysti.”

”Vaikeille materiaaleille saatetaan myös tarvita aivan omanlaistaan leikkuunestettä. Monilla pajoilla halutaan kuitenkin käyttää vain yhdenlaista nestettä”, toteaa Kuusela.

”Vaikeille materiaaleille saatetaan tarvita aivan omanlaistaan leikkuunestettä.

Iso leikkuunestesäiliö vähentää lämpöongelmia

Keskusjärjestelmän säiliön mitoituksessa riittävä nestetilavuus on tärkeää, jotta lämpötila pysyy tasaisena ja riittävän alhaalla.

”Mittatarkkojen kappaleiden valmistuksessa tulee ongelmia, jos nesteen lämpötila vaihtelee suuresti.”

Kuusela mainitsee yhtenä mahdollisena esimerkkiratkaisuna Vivex-leikkuunestejärjestelmät, joita Teknoma toimittaa asiakaskohtaisesti räätälöityinä.

”Tällaisten järjestelmien koot voivat vaihdella tuhannesta litrasta aina useisiin kymmeniin tuhansiin litroihin, ja suodatinratkaisut toteutetaan asiakkaan laatuvaatimusten mukaan. Viime vuonna toimitimme esimerkiksi 20 000 litran hiontanestejärjestelmän.”

”Konepajalla on kuitenkin varattava tilaa keskusjärjestelmässä tarvittaville säiliöille, pumpuille ja putkille. Usein on luontevaa ajoittaa nämä järjestelyt samaan yhteyteen uusien konehankintojen kanssa, ja silloin vältytään hankkimasta tarpeettomasti nestesäiliöitä uusille koneille”, ehdottaa Kuusela.

Erillisjärjestelmiäkin tarvitaan eri tilanteissa

Kun koneistetaan tarkasti mitoitettuja kappaleita, leikkuunesteen oikea lämpötila on tärkeä tekijä.

”Hyvin pienessä säiliössä nesteen lämpötila voi helposti nousta. Usein unohdetaan, että järjestelmät olisi mitoitettava kooltaan riittävän suuriksi”, Kuusela muistuttaa.

Sopiva leikkuunesteiden vaihtoväli on järjestelmäkohtainen kysymys.

”Keskusjärjestelmän avulla on mahdollista työstää metallia jopa 5–12 vuotta ilman vaihtoa. Vaihtoväli riippuu järjestelmän tilavuudesta ja suodatuksen tehosta. Mitä puhtaampana leikkuuneste saadaan säilymään, sen pidempi käyttöikä saavutetaan”, Kuusela mainitsee.

”Mikäli työstössä syntyy esimerkiksi hienojakoista hiontajätettä, nestettä on syytä vaihtaa useammin kuin pelkästään lastuavaan työstöön keskityttäessä.”

Mikäli pajalla on yksi kone, joka keskittyy vaativiin kovien metallien työstöihin, sille tarvitaan todennäköisesti erillinen nestejärjestelmä.

”Toisaalta lastunkäsittelyn kannalta voi olla järkevää rakentaa yhteinen nestejärjestelmä samaa materiaalia koneistaville koneille.”

”Pajalla pitää katsoa, millainen kokonaisuus olisi järkevintä toteuttaa. Keskusjärjestelmä kannattaa usein suunnitella sen mukaan, minkä tyyppisiä työstöjä pajalla tehdään eniten.”

Myös yksittäisiin työstökoneisiin tarvitaan riittävän iso leikkuunestesäiliö sekä vuotoöljyjen keruujärjestelmä ja jonkinlainen suodatus.

Keskitetty leikkuunestejärjestelmä parantaa leikkuunesteen laatua ja hallittavuutta sekä pidentää huomattavasti nesteen vaihtoväliä, lisäten myös työviihtyvyyttä ja työhyvinvointia.
KUVA: TEKNOMA

Stabiilimpaa ja synteettisempää

Leikkuunesteiden tuotekehitys on johtamassa siihen, että mineraaliöljypohjaisia nesteitä korvataan puolisynteettisillä tai synteettisillä.

”Esimerkiksi puolisynteettinen mikroemulsioneste on erittäin hyvälaatuinen vaihtoehto. Siinä on läpikuultava öljyrakenne”, kuvailee Kuusela.

”Tällainen neste myös hylkii vuotoöljyjä ja on entistä stabiilimpi. Se ei vaahtoa kovin herkästi.”

Synteettiset nesteet sinänsä vähentävät hiilidioksidipäästöjä konepajoilla. Sen sijaan nesteiden valmistusvaiheessa päästöjä edelleenkin syntyy jonkin verran.

”Leikkuunesteen oikea lämpötila on tärkeä tekijä.

Ympäristöriskit kuriin

Kuuselan mukaan työstönesteiden laatu on viime vuosina paljolti parantunut, mikä osaksi johtuu tiukentuneista EU:n säädöksistä. Kun kemikaaleista saadaan uutta tietoa, markkinoille tulee yhä enemmän käyttäjä- ja ympäristöystävällisiä nesteitä, joissa haitallisia ainesosia on korvattu turvallisemmilla.

”Esimerkiksi polymeerilisäaineet ja esterit auttavat asioissa, ja haitallisiset biosidit on jo korvattu muilla ratkaisuilla”, hän toteaa.

Entisaikaan biosidejä käytettiin ehkäisemään homesienten ja bakteerien kasvua.

”Leikkuunesteitä on kehitetty turvallisemmiksi eikä niistä enää haihdu ilmaan esimerkiksi formaldehydejä. Joitakin booripitoisia tuotteita voi vielä olla markkinoilla, mutta sellaisten valmistus on loppumassa. Boori voi nimittäin olla nesteitä valmistavien tehtaiden työntekijöille vielä pahempi terveysriski kuin loppukäyttäjille sorvin äärellä.”

”Myös omavalvonta konepajoilla on tärkeää, jotta työstönesteet pysyvät hyvälaatuisina”, korostaa Kuusela.

Viime aikoina markkinoille on tullut uusia jatkuvatoimisia pitoisuusmittareita, joista saadaan pitoisuusdataa suoraan tietokoneille.

”Näin pystytään jopa säätämään nesteen jälkitäyttöpitoisuutta”, Kuusela selittää.

”Järjestelmiä saadaan yhä automaattisemmiksi. Silloin nesteet pysyvät helpommin tasalaatuisina, jolloin koneiden käyttöasteet paranevat.”

Voitelevuutta ja paineenkestoa

Turkulaisen Interfii Oy:n toimitusjohtaja Petri Aro muistuttaa, että leikkuunesteen laatu on keskeisiä kysymyksiä metallien työstössä.

”On syytä kiinnittää huomiota nesteen voitelevuuteen ja paineenkestoon. Samaten on katsottava, miten hyvin neste vie lämpöä pois työstökohteesta.”

”Jos käsillä on vaikeita työstöjä ja vaativia materiaaleja, pajalla tarvitaan mahdollisimman hyvälaatuista leikkuunestettä”, Aro korostaa.

Niin ikään on varmistettava oikeat leikkuunesteen pitoisuudet.

”Yleensä pienikokoinen nestesäiliö lämpenee helpommin kuin isompi. Tällä on monesti merkitystä sellaisilla pajoilla, missä prosessit muutenkin lämmittävät ympäristöä.”

Aro tähdentää, että viime aikoina onkin kehitetty turvallisempia työstönesteitä.

”Aiemmin käytettyjen lisäaineiden haittoihin on nyt havahduttu.”

”Synteettiset ja puolisynteettiset öljyt usein jäähdyttävät kappaleita paremmin kuin mineraaliöljypohjaiset, jolloin paloturvallisuus paranee ja viskositeetti lisääntyy.”

KUVA: PEXELS

Vaahtoamista on vältettävä

Tätä nykyä parhaat ja käyttökelpoisimmat lisäaineet ovat Aron mukaan pääosin puolisynteettisiä.

”Toki myös mineraaliöljypohjaisia tuotteita on edelleen markkinoilla.”

Tyypillisesti nesteiden vaahtoamista pyritään tuotantolinjoilla välttämään, koska se heikentää voiteluominaisuuksia.

”Vaahtoaminen riippuu monista seikoista, kuten veden laadusta, pumppujen kunnosta sekä vedenpinnan tasosta säiliössä”, Aro arvioi.

”Asioihin voidaan vaikuttaa vaahtoamisen estoaineilla. Vaahto haittaa työstämistä, mutta lisäksi voi aiheuttaa nesteen ylivuotoja.”

”Leikkuunesteiden suodatus on prosesseissa oleellista.

Asiantuntemusta kehiin

Tyypillisesti esimerkiksi leikkuunesteiden antibakteeriset lisäaineet ovat nykyään parempia kuin takavuosina käytetyt.

”Esimerkiksi formaldehydistä lisäaineena on jo luovuttu työturvallisuussyistä, ja myös boorista ja amiineista pyritään pääsemään eroon”, Aro mainitsee.

”Koneistajat ovat jatkuvasti kosketuksissa leikkuunesteiden kanssa, ja erilaisista lisäaineista voi aiheutua vaikkapa iho-ongelmia. Toisaalta parempilaatuisilla nesteillä on myös pitempi käyttöikä.”

Aron mukaan leikkuunesteiden suodatus on prosesseissa oleellista, koska suodattamalla saadaan ylimääräiset kiinteät partikkelit ja vuotoöljyt pois nesteistä. Epäpuhtauksien poistaminen vähentää myös mikrobikasvustoja.

”On myös tärkeää, että vaikkapa terästä ja valurautaa työstettäessä käytetään erillisiä leikkuunesteitä. Rauta materiaalina vaatii enemmän huuhtelua ja pesua, kun taas teräs tarvitsee enemmän voitelua.”

”Konepajoilla on hyvä tutkia, miten eri leikkuunesteet vaikuttavat prosessin laatuun. Oikeat valinnat parantavat lopputuotteiden laatua, joten hankintapäätökset kannattaa tehdä huolella ja asiantuntevasti”, Aro suosittaa.

Teksti: Ari Mononen