Prelucrarea uscată

Operația de prelucrare fără utilizarea unui fluid de tăiere este denumită „prelucrare uscată”. Aceasta înseamnă că costurile și problemele de mediu asociate cu achiziționarea, managementul și eliminarea fluidului de tăiere sunt eliminate. De asemenea, mașina unealtă fără un subsistem pentru lichid de răcire are ca rezultat o reducere semnificativă a investițiilor de capital. Însă, trebuie remarcat faptul că tehnologia de prelucrare uscată este departe de a efectua o simplă prelucrare fără fluide de tăiere. Toate funcțiile primare ale fluidelor de tăiere în prelucrarea convențională, cum ar fi îndepărtarea căldurii, îndepărtarea așchiilor și lubrifierea, trebuie îndeplinite prin mijloace alternative în prelucrarea uscată.
The machining operation without the use of a cutting fluid is designated as “dry machining.” This means that the cost and environmental issues associated with cutting fluid procurement, management, and disposal are eliminated. Also, the machine tool without a subsystem for coolant results in significant reduction in capital investment. However, it should be noted that dry machining technology is far from simply performing machining without cutting fluids. All the primary functions of the cutting fluids in conventional machining like heat removal, chip removal, and lubrication need to be accomplished by alternative means in dry machining.

În absența fluidelor de tăiere, căldura este îndepărtată prin modificarea modelului sculei de tăiere, a materialului sculei de tăiere și a mașinii-unelte. Au fost investigate variante ale modelelor de scule de tăiere, cum ar fi răcirea internă prin trecerea lichidului vaporizat sau a lichidului de răcire răcit criogenic printr-o conductă din interiorul sculei, subrăcirea prin canalizarea lichidului de răcire sub insert și răcirea termoelectrică. Însă, cea mai mare parte a dezvoltării tehnologiei de tăiere uscată este realizată prin îmbunătățirea proprietăților materialului sculei, urmată de modificarea modelului și operării mașinii-unelte, așa cum este prezentat în secțiunile următoare.
In the absence of cutting fluids, heat is removed through alteration in the cutting tool design, the cutting tool material, and the machine tool. Variants in cutting tool designs like internal cooling by passing the vaporized liquid or cryogenically cooled coolant through a conduit inside the tool, undercooling by channeling the coolant under the insert, and thermoelectric cooling have been investigated. However, most of the development in the dry cutting technology is achieved through improving the properties of the tool material followed by alteration in machine tool design and operation as given in the following sections.

Material pentru scule de tăiere

Alegerea unui material adecvat pentru scule de tăiere este cerința fundamentală pentru prelucrarea uscată (Weinert et al. 2004). Materialul sculei ar trebui să fie mai rezistiv la căldură și mai puțin generativ de căldură. Stabilitatea formei sculei de tăiere, care influențează finisarea suprafeței componentei și uzura sculei, este afectată de căldura generată în timpul prelucrării. Materialele convenționale de tăiere, cum ar fi oțelul rapid, carburile cimentate, aliajele cu cobalt nu susțin performanța optimă la tăierea uscată. Chiar și cel mai dur material de tăiere disponibil, adică diamantul policristalin (PCD), poate suporta doar temperaturi de până la 600^oC, după care are loc grafitizarea (Byrne et al. 2003). În locul sculelor neacoperite, sculele acoperite sunt mai potrivite pentru tăierea uscată. Acoperirea oferă efecte benefice, cum ar fi izolarea termică îmbunătățită și auto-ungerea. Multe materiale de acoperire disponibile în comerț, așa cum se arată în Tabelul 2, oferă sculei duritatea și stabilitatea termică esențiale pentru prelucrarea uscată.
The selection of an appropriate cutting tool material is the fundamental requirement for dry machining (Weinert et al. 2004). The tool material should be more heat resistive and less heat generative. The form stability of the cutting tool, which influences the surface finish of the component and tool wear, is affected by the heat generated during machining. The conventional cutting materials such as high-speed steel, cemented carbides, cobalt alloys do not support the optimum performance in dry cutting. Even the hardest cutting material available, i.e., polycrystalline diamond (PCD), can only support temperature up to 600 C, after which graphitization occurs (Byrne et al. 2003). In place of bare tools, the coated tools are more appropriate for dry cutting. The coating provides beneficial effects like improved thermal insulation and self-lubrication. Many commercially available coating materials, as shown in Table 2, provide the tool the hardness and the thermal stability essential for dry machining.

Acoperirile monostrat sunt adesea supuse delaminării timpurii sau fisurii. Prin urmare, pentru o durată de viață mai bună a sculei, este preferată acoperirea multistrat, care combină proprietățile benefice ale diferitelor materiale de acoperire, de exemplu, rezistența la căldură a TiAlN, tenacitatea TiCN (carbonitrură de titan) și caracteristicile bune de aderență ale TiN. Acoperirea poate îndeplini, de asemenea, parțial funcția de lubrifiere a fluidelor de tăiere. Acoperirea special formulată a unui material moale (de exemplu, MoS2) pe un material dur (de exemplu, TiAlN) acționează ca un strat auto-lubrifiant în prelucrarea uscată. Figura 3 prezintă uzura flancului la frezarea frontală cu diferite tipuri de acoperiri în condiții uscate și umede. Se poate observa că stratul auto-lubrifiant de TiN + MoS2 oferă o rezistență mai bună la uzură decât toate celelalte, cu excepția tăierii uscate cu diamant (Klocke și Eisenblatter 1997). Învelișul moale din stratul auto-lubrifiant ajută la reducerea frecării dintre scula de tăiere și piesa de prelucrat, ceea ce, la rândul său, reduce forțele de tăiere și generarea de căldură, ducând, la rândul său, la o uzură mai mică a sculei.
The monolayer coatings are often subject to early delamination or crack. Therefore, for better tool life, multilayer coating is preferred, which combines beneficial properties of different coating materials, e.g., heat resistance of TiAlN, toughness of TiCN (titanium carbonitride), and good adhesion characteristics of TiN. The coating can also partially fulfill the lubricating function of cutting fluids. The specially formulated coating of a soft material (e.g., MoS2) on a hard material (e.g., TiAlN) acts as a self-lubricating coating in dry machining. Figure 3 shows the flank wear in face milling with different types of coatings in dry and wet conditions. It can be seen that the self-lubricating coating of TiN + MoS2 offers better wear resistance than all the others except dry cutting with diamond (Klocke and Eisenbla¨tter 1997). The soft coating in the self-lubricating coating helps in reducing the friction between the cutting tool and the workpiece, which in turn reduces cutting forces and heat generation, in turn leading to less tool wear.

Alături de materialul de acoperire, substratul care este responsabil pentru tenacitatea și rezistența sculei joacă, de asemenea, un rol important în tăierea uscată. Una dintre evoluțiile recente indică faptul că utilizarea sculelor de tăiere din ceramică compozită stratificată cu acoperiri multistrat la nano-scală în tăierea uscată poate oferi mai multă durată de viață a sculei decât utilizarea fluidelor de tăiere (Grigoriev et al. 2012). Stratul de carbură din compozit asigură tenacitatea și rezistența materialului sculei, iar stratul ceramic oferă rezistență materialului sculei la oxidare, coroziune și slăbire la temperaturi ridicate.
Along with the coating material, the substrate that is responsible for the toughness and strength of the tool also plays an important role in dry cutting. One of the recent developments indicates that the use of cutting tools made of layered composite ceramics with nanoscale multilayered coatings in dry cutting can offer more tool life than using cutting fluids (Grigoriev et al. 2012). The carbide layer in the composite provides the toughness and strength of tool material, and the ceramic layer provides resistance of a tool material to oxidation, corrosion, and high-temperature weakening at elevated temperatures.

Proiectarea și operarea mașinilor-unelte

Fluidele de tăiere în operațiunile de prelucrare convenționale îndepărtează așchiile de zona de tăiere. Îndepărtarea așchiilor în prelucrarea uscată se realizează prin prevederi speciale în proiectarea mașinii-unelte. Pentru procese precum frezarea, strunjirea, broșarea, tăierea etc., în care muchia de tăiere rămâne vizibilă, îndepărtarea așchiilor este mai simplă decât procesele precum găurirea, alezarea, filetarea etc. în care muchia de tăiere nu este vizibilă și așchiile rămân în contact cu piesa de prelucrat pentru o durată mai lungă. În cazul primului, caracteristicile de proiectare necesare includ cea mai mică zonă de lucru posibilă și cea mai scurtă distanță posibilă între acumularea așchiilor și eliminarea așchiilor. Așchiile pot fi îndepărtate folosind un transportor (de exemplu, în cazul fontei) sau o pompă de aspirație (de exemplu, în cazul aliajelor de aluminiu) (Grsesik 2008). Procese precum găurirea și alezarea necesită aranjamente speciale pentru îndepărtarea așchiilor, așa cum sunt enumerate mai jos (Landgraf 2001):
Cutting fluids in the conventional machining operations flush the chips away from the cutting zone. The chip removal in dry machining is accomplished by special provisions in the design of the machine tool. For processes like milling, turning, broaching, sawing, etc., where the cutting edge remains visible, the chip removal is simpler than processes like drilling, reaming, tapping, etc. where the cutting edge is not visible and chips remain in contact with the workpiece for longer duration. In case of the former, the necessary design features include the smallest possible work area and shortest possible distance between chip buildup and chip disposal. The chips can be removed using conveyor (e.g., in case of cast iron) or suction pump (e.g., in case of aluminum alloys) (Grsesik 2008). Processes like drilling and reaming require special arrangements for chip removal as listed below (Landgraf 2001):

1. Aer comprimat pentru suflarea așchiilor după descărcare.
2. Masa pivot sau basculantă pentru înclinarea piesei din verticală (în timpul încărcării) spre orizontală (in timpul prelucrării); poziţia orizontală ajută la evacuarea aşchiilor.
3. Dispozitiv de inversare verticală pentru ținerea piesei de prelucrat de sus pentru a preveni căderea așchiilor pe suportul de lucru.
4. Spălare lichidă (apă cu inhibitori de coroziune) la sfârșitul unui ciclu.
5. Ecran de vid ce înconjoară scula, care aspiră așchii din zona de prelucrare.
1. Compressed air for blowing off the chip after unloading.
2. Trunnion or tilt table for tilting the part form vertical (during loading) to horizontal (during machining); the horizontal position helps evacuate chips.
3. Vertical inversion fixture for holding the workpiece from above to prevent the chips from falling onto the workholder.
4. Liquid (water with corrosion inhibitors) flushing at the end of a cycle.
5. Vacuum shroud surrounding the tool that suctions out chips from the machining area.

Prelucrarea uscată trebuie efectuată la viteza maximă prescrisă pentru a evita uzura prematură a sculei. S-a demonstrat că prelucrarea uscată a materialelor dificil de prelucrat, cum ar fi Inconel 718, la viteza de tăiere optimizată duce la o calitate potențial acceptabilă a suprafeței fără alterarea severă a microstructurii (Devillez et al. 2011). Tensiunile reziduale sunt de același ordin ca cele obtinute in condiții umede. Spre deosebire de părerea convențională că vitezele mai mici ajută la menținerea duratei de viață a sculei, prelucrarea uscată la viteză mare controlează disiparea căldurii către unealtă și îmbunătățește durata de viață a sculei, deoarece așchiile care se mișcă rapid elimină căldura din zona de tăiere. Odată cu dezvoltarea centrelor de prelucrare uscată de mare viteză, materialele și procesele (de exemplu, frezarea oțelului inoxidabil austenitic), care au fost considerate în trecutul recent ca fiind dificile, pot depăși prelucrările umede atât în ​​ceea ce privește productivitatea, cât și durata de viață a sculei.
The dry machining should be carried at the maximum prescribed speed to avoid premature tool wear-out. It has been demonstrated that dry machining of difficult-to-machine materials, like Inconel 718, under the optimized cutting speed leads to potentially acceptable surface quality without severe microstructure alteration (Devillez et al. 2011). The residual stresses are of the same order than those obtained in wet conditions. Contrary to the conventional belief that lower speeds help in maintaining the tool life, dry machining at high speed controls heat dissipation to the tool and improves tool life because the fast moving chips remove the heat from the cutting zone. With the development of high-speed dry machining centers, the materials and processes (e.g., milling of austenitic stainless steel) which were considered in the recent past challenging can outperform wet machining in both productivity and tool life.

Prelucrare criogenică și prelucrare răcită cu gaz

Prelucrarea criogenică se referă la răcirea interfeței sculă-piesa de prelucrat folosind azot lichid. Răcirea criogenică este o opțiune ecologică, deoarece azotul lichid se evaporă după tăiere fără a lăsa emisii dăunătoare. Așchiile generate din această tehnică nu au ulei rezidual pe ele; astfel, ele pot fi reciclate cu ușurință. Mai mult, azotul este un gaz inert și nu reacționează chimic cu scula sau piesa de prelucrat. Răcirea criogenică a fost recomandată ca una dintre cele mai favorabile metode pentru operațiunile de tăiere a materialelor datorită îmbunătățirii considerabile a duratei de viață a sculei și a finisării suprafeței (Yildiz și Nalbant 2008). Răcirea criogenică poate fi aplicată în moduri diferite, așa cum se arată în Fig. 4. Temperatura interfeței sculă-așchie poate fi redusă considerabil prin diferite tehnici de răcire criogenică în comparație cu tăierea uscată, după cum se vede în Fig. 5. În aproape toate cazurile, temperatura rămâne mult sub nivelul celei când sunt utilizate fluide de tăiere (Shane et al. 2001). Temperatura scăzută în răcirea criogenică face mai dur materialul piesei de prelucrat. La rândul lor, forțele de tăiere la tăierea criogenică sunt, în general, mai mari comparativ cu cele observate la tăierea uscată. La viteze de tăiere mai mari, efectul de răcire nu este semnificativ deoarece azotul lichid nu poate pătrunde complet în vârful sculei. Acest lucru are ca rezultat temperaturi ridicate ale interfeței sculă-așchie (Fig. 5) și, la rândul lor, scăderea forțelor de tăiere și a coeficienților de frecare, așa cum se vede în Fig. 6.
Cryogenic machining refers to the cooling of tool-workpiece interface using liquid nitrogen. The cryogenic cooling is an environmentally friendly option as the liquid nitrogen evaporates after cutting without leaving any detrimental emission. Chips generated from this technique do not have any residual oil on them; thus, they can be easily recycled. Moreover, nitrogen is an inert gas and does not chemically react with the tool or the workpiece. The cryogenic cooling has been recommended as one of the most favorable method for material cutting operations due to considerable improvement in tool life and surface finish (Yildiz and Nalbant 2008). The cryogenic cooling can be applied in different ways as shown in Fig. 4. The tool-chip interface temperature can be considerably reduced by different cryogenic cooling techniques compared to the dry cutting, as seen in Fig. 5. In almost all cases, the temperature remains far below the level when cutting fluids are used (Shane et al. 2001). The low temperature in cryogenic cooling makes the workpiece material harder. In turn, the cutting forces with cryogenic cutting are, in general, higher compared to that observed with dry cutting. At higher cutting speeds, the cooling effect is not significant because the liquid nitrogen cannot fully penetrate the tool tip. This results in elevated tool-chip interface temperatures (Fig. 5) and in turn decreased cutting forces and friction coefficients as seen in Fig. 6.

Impactul răcirii criogenice asupra sculei și piesei de prelucrat este destul de diferit de celelalte metode de răcire. Fluidele convenționale de tăiere îndepărtează în primul rând așchiile după spargere, în timp ce răcirea la nivel criogenic promovează fracturarea fragilă a așchii. Temperatura mai scăzută și mediul inert asigură forma și, respectiv, stabilitate chimică sculei. Răcirea piesei de prelucrat și a sculei se poate face și folosind alte medii precum aer, apă, abur și vapori și CO2 refrigerat.
The impact of cryogenic cooling on the tool and workpiece is quite different from the other cooling methods. The conventional cutting fluids primarily flush out the chips after breaking, while cooling at cryogenic level promotes brittle fracture of the chip. The lower temperature and inert environment provide form and chemical stability respectively to the tool. The cooling of the workpiece and the tool can also be done using other mediums like air, water, steam and vapor, and refrigerated CO2.

Pe lângă azotul lichid, aerul comprimat refrigerat poate fi folosit și ca mediu de răcire în operațiunile de prelucrare și șlefuire. O îmbunătățire considerabilă a duratei de viață a sculei cu finisare rezonabilă a suprafeței poate fi obținută utilizând aerul comprimat refrigerat în prelucrarea materialelor dificil de prelucrat. O schimbare benefică a morfologiei așchiilor, adică, ondulat spre drept, este posibilă cu utilizarea aerului comprimat refrigerat (Su et al. 2007). Temperatura de răcire poate avea un efect de gripare asupra performanței de prelucrare. În cazul Ti–6Al–4V, se observă că forța de tăiere prezintă o reducere considerabilă până la 15^oC, iar rugozitatea suprafeței poate fi obținută mai bună decât răcirea uscată, umedă și ceață (Yuan et al. 2011). În operațiunile de șlefuire, aerul rece comprimat nu afectează duritatea suprafeței. Insă, stresul rezidual de suprafață și în profunzime scad în comparație cu cazul utilizării lichidului de răcire. Jeturile de apă rece pot fi folosite și ca fluid de tăiere. S-a observat că eficiența transferului de căldură și, la rândul lor, temperatura sculei se reduc semnificativ (An et al. 2011).
In addition to liquid nitrogen, refrigerated compressed air can also be used as a cooling medium in machining and grinding operations. A considerable improvement in the tool life with reasonable surface finish can be obtained using the refrigerated compressed air in machining of difficult-to-machine materials. A beneficial change in chip morphology, i.e., curly to straight, is possible with the use of the refrigerated compressed air (Su et al. 2007). The cooling temperature may have a binding effect on the machining performance. In case of Ti–6Al–4V, it is observed that the cutting force shows considerable reduction up to 15 C, and surface roughness better than dry, wet, and mist cooling can be obtained (Yuan et al. 2011). In grinding operations, the compressed cool air does not affect the surface hardness. However, the surface and in-depth residual stress decrease if compared with the case of using coolant. Cold water jets can also be used as a cutting fluid. It has been observed that heat transfer efficiency and in turn the tool temperature reduces significantly (An et al. 2011).

Lubrificarea în cantitate minimă

Lubrificarea în cantitate minimă (MQL), cunoscută și sub denumirea de prelucrare aproape uscată (NDM), este tehnica în care o cantitate minimă de ulei de tăiere (de obicei cu un debit de 50–500 ml/h), amestecată cu substanțe gazoase precum aerul sau CO2, este injectat în zona de tăiere. Unii dintre cercetători au încercat, de asemenea, apă în loc de aer. Amestecul de ulei și apă oferă, de asemenea, o bună răcire și lubrifiere (Itoigawa et al. 2006). Picătura de apă care este acoperită cu ulei asigură efectul de răcire. Când picătura de apă lovește suprafața sculei sau a piesei de prelucrat, uleiul se răspândește pe suprafață, oferind efectul de lubrifiere. Până în prezent, o cantitate considerabilă de cercetări s-a concentrat pe găurirea, strunjirea, frezarea și șlefuirea MQL, de exemplu (Astakhov 2008; Lawal și colab. 2013; Sanchez și colab. 2010). Prelucrarea MQL cu mediu gazos.
Minimum quantity lubrication (MQL), also known as near-dry machining (NDM), is the technique in which a minimum amount of cutting oil (typically with a flow rate of 50–500 ml/h), mixed with gaseous substances like air or CO2, is injected to the cutting zone. Some of the researchers have also attempted water in place of air. The oil and water mixture provides good cooling and lubrication as well (Itoigawa et al. 2006). The water droplet that is covered with the oil provides the cooling effect. When the water droplet hits the surface of the tool or the workpiece, the oil spreads on the surface providing the lubricating effect. To date, a considerable amount of research has been focused on MQL drilling, turning, milling, and grinding, e.g., (Astakhov 2008; Lawal et al. 2013; Sanchez et al. 2010). The MQL machining with gaseous medium, as described below, is more common in industrial practices.

MQL pe bază de aer

Capacitățile de răcire și lubrifiere ale aerosolului în tăierea MQL sunt considerabil scăzute în comparație cu fluidele de tăiere tradiționale. Cu toate acestea, forțele de tăiere scad efectiv în timpul operațiunilor MQL. În operațiunile tradiționale de tăiere, forța de compresiune aplicată de unealtă închide microfisurile înainte de a începe operația de tăiere propriu-zisă. Picăturile de ulei din aerosolul predominant în timpul operațiunii MQL ocupă micro-fisurile din piesa de prelucrat și previne vindecarea fisurilor. Acest lucru ajută la tăierea materialului cu forțe mai mici. Alcoolii grași și esterii sintetici (ulei vegetal modificat chimic) sunt cel mai frecvent folosiți ca lubrifianți în aplicațiile MQL (Itoigawa et al. 2006). Caracteristicile și principalele aplicații ale mediilor MQL sunt prezentate în Tabelul 3.The cooling and lubricating capabilities of aerosol in MQL cutting are considerably low compared with the traditional cutting fluids. However, cutting forces actually decrease during MQL operations. In traditional cutting operations, the compressive force applied by the tool closes the micro-cracks before the actual cutting operation initiates. The oil drops in the aerosol prevalent during the MQL operation occupy the micro-cracks in the workpiece and prevents crack healing. This helps in cutting the material with lesser forces. Fatty alcohols and synthetic esters (chemically modified vegetable oil) are most commonly used as lubricants in MQL applications (Itoigawa et al. 2006). The characteristic and main applications of MQL media are given in Table 3.

Există patru metode utilizate în mod obișnuit de injectare a aerosolului, așa cum se arată în Fig. 7. Aerosolul poate fi furnizat extern sau prin instrumentul în sine. Pregătirea aerosolului poate avea loc în interiorul atomizorului sau al duzei de ejecție. În cazul atomizorului, aerul comprimat este furnizat unui rezervor de ulei în care uleiul se atomizează și aerosolul rezultat este furnizat în zona de tăiere. Cu sistemul de duze de evacuare, aerul și uleiul sunt furnizate prin două duze coaxiale. Amestecarea are loc în cameră sau în vârful duzei.
There are four commonly used methods of injecting aerosol as shown in Fig. 7. The aerosol can be supplied externally or through the tool itself. The aerosol preparation can take place within the atomizer or the ejector nozzle. In the case of the atomizer, compressed air is supplied to an oil tank where the oil atomizes and the resulting aerosol is supplied to the cutting zone. With the ejector nozzle system, the air and oil are supplied through two coaxial nozzles. The mixing takes place in the chamber or at the tip of the nozzle.

MQL pe bază de dioxid de carbon

Când uleiul este utilizat ca lubrifiant în MQL pe bază de aer, se poate obține doar o răcire foarte limitată. Acest lucru prezintă o provocare semnificativă atunci când se prelucrează materiale cu conductivitate termică scăzută, de exemplu, aliajul de titan. Un nou tip de tehnologie MQL a fost dezvoltat pentru a aborda această problemă, care se bazează pe pulverizări cu expansiune rapidă de dioxid de carbon supercritic (Clarens et al. 2006; Supekar et al. 2012). MQL pe bază de dioxid de carbon îmbunătățește, de asemenea, lubrifierea. Dioxidul de carbon în stare supercritică (Tc ¼ 31,1 C și Pc ¼ 72,8 atm) poate dizolva multe uleiuri lubrifiante. Când dioxidul de carbon supercritic cu ulei dizolvat se extinde dintr-o duză, se formează un strat uniform de ulei pe suprafața piesei de prelucrat și a sculei. When oil is used as lubricant in air-based MQL, only very limited cooling can be achieved. This presents a significant challenge when machining materials with low thermal conductivity, e.g., titanium alloy. A new type of MQL technology has been developed to address this issue, which is based on rapidly expanding sprays of supercritical carbon dioxide (Clarens et al. 2006; Supekar et al. 2012). Carbon dioxide-based MQL also improves lubrication. Carbon dioxide at a supercritical state (Tc = 31.1 C and Pc = 72.8 atm) can dissolve many lubricating oils. When the supercritical carbon dioxide with dissolved oil expands out of a nozzle, a uniform oil coating is formed on the surface of the workpiece and tool. Datorită presiunii ridicate, se realizează și o pătrundere mai adâncă în zona de tăiere. Într-un sistem MQL pe bază de dioxid de carbon, procesul începe prin comprimarea dioxidului de carbon (de obicei stocat într-un rezervor) la presiunea dorită, care poate fi de până la 350 atm dacă este nevoie de răcire și lubrifiere îmbunătățite. Dioxidul de carbon trece printr-un vas de înaltă presiune care conține uleiuri lubrifiante. Vasul are o ieșire care este controlată de o supapă, permițând dioxidului de carbon în fază fluidă supercritică și uleiului să fie livrate printr-o duză îndreptată spre zona de tăiere. Au fost efectuate teste de performanță pentru filetarea și strunjirea aliajului de titan și a fierului grafit compactat. Rezultatele sugerează că MQL pe bază de dioxid de carbon poate reduce consumul de energie și lubrifiant, prelungind în același timp durata de viață a sculei (Supekar et al. 2012). Dioxidul de carbon trece printr-un vas de înaltă presiune care conține uleiuri lubrifiante. Vasul are o ieșire care este controlată de o supapă, permițând dioxidului de carbon în fază fluidă supercritică și ulei să fie livrate printr-o duză îndreptată spre zona de tăiere. Au fost efectuate teste de performanță pentru filetarea și strunjirea aliajului de titan și a fierului grafit compactat. Rezultatele sugerează că MQL pe bază de dioxid de carbon poate reduce consumul de energie și lubrifiant, prelungind în același timp durata de viață a sculei (Supekar et al. 2012).
Due to the high pressure, deeper penetration into the cutting zone is also achieved. In a carbon dioxide-based MQL system, the process starts by compressing carbon dioxide (usually stored in a tank) to the desired pressure, which could be up to 350 atm if enhanced cooling and lubrication are needed. The carbon dioxide travels through a high-pressure vessel containing lubricating oils. The vessel has an outlet which is controlled by a valve, allowing supercritical fluid phase carbon dioxide and oil to be delivered through a nozzle aimed at the cutting zone. Performance tests have been done for tapping and turning of titanium alloy and compacted graphite iron. The results suggest that carbon dioxide-based MQL can reduce energy and lubricant consumption while extending tool life (Supekar et al. 2012).