Aplicación de la mínima cantidad de fluido de corte a procesos de taladrado con nanofluidos de sílice.

Abstract

El objetivo de la tecnología de mecanizado se centra, principalmente, en fabricar al menor coste posible, y de forma ecológica, limpia y sostenible. Algunas propiedades físicas como la conductividad térmica, capacidad calorífica, viscosidad, densidad, etc. de los líquidos se modifican significativamente al agregar nanopartículas a la fase líquida. Las NPs dispersas en un fluido, nanofluido, pueden penetrar fácilmente entre las superficies de fricción, y favorecer el proceso de lubricación/refrigeración del mecanizado.

En este trabajo se ha llevado a cabo una evaluación de las propiedades térmicas y de flujo de nanopartículas de sílice hidrófila (A200) e hidrófoba (R816) en fluidos base poliméricos (PPG400 y PEG200), aceite de coco (AC), y aceite de coco con 10 % del fluido de corte taladrina (10Tal). Asimismo, se evaluaron las aplicaciones industriales relacionadas con la amortiguación térmica y con los procesos de taladrado.

Los resultados experimentales de conductividad térmica concluyeron que la aparición de capas estructuradas de líquido alrededor de las partículas en las suspensiones de R816-PPG400, y la formación de agregados en las suspensiones de R816-PEG200 contribuyeron principalmente a la transmisión de calor en estos sistemas.

Se calcularon las difusividades térmicas de la placa de acero en procesos de taladrado en seco y con las suspensiones en aceite de coco y AC con 10 % de taladrina, mediante los perfiles de temperatura extraídos de las imágenes termográficas, aplicando un modelo matemático sencillo. En conclusión, el análisis de las propiedades térmicas y de flujo permitió diseñar el fluido de corte más adecuado para un proceso de taladrado. Las curvas viscosidad-temperatura, así como la calorimetría diferencial en procesos de calentamiento y enfriamiento, han demostrado ser una buena combinación para caracterizar suspensiones de partículas en fluidos