Neden filtre kullanmalısınız?
Günümüz her türlü CNC veya NC kontrollü işleme tezgahlarında kesme sıvısı emülsiyonu (yağ ve su karışımı), kesme yağları veya yağsız yağlar kullanılmaktadır. Özellikle kesme sıvısı emülsiyonlarının kullanımında 2 temel faktör filtre kullanımını mecbur hale getirmektedir. Bunlardan birincisi emülsiyon içinde oluşan bakteriler ve ikincisi ise emülsiyon tankından uzaklaştırılamayan talaşlı imalatın doğal bir sonucu olan 1 ila 20 µm büyüklüğünde kılcal veya mikro talaş atıklarıdır. Emülsiyonun bakteri ile kirlenmesi sonucu operatörlerde akut cilt değişiklikleri, pH’da önemli veya hızlı değişiklik şiddetli mikrobiyolojik istila belirtisi, Göze çarpan, hoş olmayan koku veya yeni partiden önemli ölçüde farklı olan kokular oluşmaktadır. Öte yandan işleme ile oluşan kılcal veya mikro talaş nedeni ile çamur veya balçık oluşumu veya takım soğutma kanallarının tıkanması, tezgah duş ve içten su verme pompalarının tıkanması, faz ayrışması (yüzen yağ), tehlikeli madde yönergelerine göre kabul edilemez derecede artan zararlı partikül veya tuz içeriği (özellikle işlenmiş malzemelerden toksik alaşım bileşenleri), özellikle kuyu suyu kullanımı nedeni ile Klorür girişi veya makinede gözlenen korozyon nedeniyle azalmış iletkenlik (iletkenlik ölçüm cihazı, üretici spesifikasyonu ile kontrol edilmelidir), kullanılan sudaki çok yüksek kireç içeriği (üretici özelliklerine bakın), ve tüm bunların sonucunda yeni doldurulmuş bir makineye kıyasla gözle görülür şekilde düşmüş takım ömrü ve kötü yüzey kalitesi (özellikle taşlama ve cilalama işlerinde) elde edilmektedir.
Bilindiği üzere bakteriler ile beraber yaşamaktayız. Yararlı olan bakterilerin yaşamımızı kolaylaştırdıkları kadar zararlı bakteriler bir o kadar yaşamımızı zorlaştırmaktadırlar. Kesme sıvısı emülsiyon tankında zamanla işlenen malzemeden, makine başında çalışan operatörün vücut sıvılarından ve hatta sigara izmaritinin tanka düşmesi nedeni ile tankta bakteri oluşmaktadır. Ayrıca tezgahlarda farklı tipte kullanan yağların kesme sıvısı emülsiyonuna karışması ile yağın homojenliği bozulmaktadır. Kızak veya hidrolik yağları gibi yağlar, özellikle duruş zamanlarında emülsiyon tankının üzerini kaplayarak emülsiyonun hava almasını engellemekte dolayısı ile sistem içinde var olan bakteriler anaerobik solunum ile çoğalmaya başlamaktadır. Bir kesme sıvısı emülsiyonunda yaşayan tüm mikroorganizmalar, sıvının bileşenleriyle beslenir ve çok sayıda metabolik ürün salgılar. Sonuç olarak emülsiyonun özelliklerini kullanılamaz hale gelecek şekilde değiştirirler. 28° ile 37°C arasındaki sıcaklıklar bakteri üremesini büyük ölçüde artırır. Ayrıca kolonileşen bakteriler, maya üretimine zemin geliştirmiş olurlar ve 28°C civarındaki sıcaklıklar maya mantarları için idealdir. Sülfür (otomat çeliklerinden gelen) ve diğer alaşım bileşenleri aslında bazı kültürler için gübre görevi görür. İnce, pürüzlü partiküller (özellikle 25 µm’nin altında) kolonilere yaşam alanı oluşturmak için ideal ortamlardır. Yüzen yağ (segregasyon) veya uygun olmayan ortam akışı (zayıf karışım bölgeleri, pürüzlü çizgiler, vb. ile) havanın dışlanmasına yol açar ve mikroorganizmaları anaerobik metabolizmaya yönlendirir. Bu, aerobik metabolizmadan (ağırlıklı olarak CO2 ve su) çok daha zararlı bozunma ürünleri (asitler, amonyak, hidrojen sülfür, alkoller, vb.) üretir. Anaerobik metabolik ürünler, sistemdeki diğer noktalarda veya karıştırıldıktan sonra aerobik metabolik işlemler için gübredir. Bazı bakteriler “biyofilmler” oluşturur. Bunlar, bakterileri yıkamaya ve kimyasal saldırılara karşı korumak için çevreleyen sümüksü veya jelatinimsi kaplamalardır. Bu biyofilmler tezgahtaki hortumları, bağlantı elemanlarını ve soğutma kanallarını tıkar. Özellikle ince talaşlarda bağlantılı olarak, bu biyofilmler çok kararlı hale gelebilir ve bu da genellikle pahalı ve zaman alan onarım ve temizlik işlerine neden olur.
Filtre kullanılmasını zaruri kılan diğer faktör ise talaşlı imalat sürecinde üretilen farklı büyüklükteki talaşlardır. Talaşlı imalatta talaş boyutları nispeten büyüktür, bu talaşlar kesme sıvısı emülsiyonu vasıtası ile talaş konveyörüne taşınır ve oradan talaş arabasına çıkarılır. Ancak bu süreçte malzemenin daha küçük bir kısmı toz veya çamur şeklinde oluşur. Bunlar kristal yapıya sahip, iğneler, spiraller veya bukleler (örneğin finiş operasyonları, taşlama veya parlatma sırasında) şeklinde olabilir veya az veya çok tırtıklı, şekilsiz parçalar (döküm, çelik işleme) olabilir.
Bu ince tozlar (< 25 µm) bir dizi son derece rahatsız edici özelliklere sahiptir:
Yüzey hacim oranı, talaşın tane boyutu küçüldükçe ikinci dereceden artar; yani 2 µm’lik bir partikül, 20 µm’lik bir partikülden 100 kat daha fazla yüzey alanı/hacim oranına sahiptir.
Ayrıca kimyasal olarak 100 kat daha etkilidirler, bu da özellikle demirdışı metal alaşımları söz konusu olduğunda, emülsiyonun kimyasal kararlılığı üzerinde ölümcül bir etkiye sahip olabilir. 20 gr. ağırlığında ve 2 µm partikülün boyutuna sahip talaş ile, 2.000 gr. ağırlığında ve 20 µm partikül boyutuna sahip ile talaşın aynı yıkıcı etkiye sahip olduğu anlamına gelir. Artan toksik ince çamur içeriği nedeniyle kesme sıvısı emülsiyonunun erken bertaraf edilmesi gerekiyorsa, bu her zaman toksik özel atıktır ve çok büyük maliyetlere neden olabilir. Ayrıca bu metallerin toksik etkisi, partikül boyutu küçüldükçe artar, çünkü organizmaya (örneğin deriye de) daha kolay girebilir ve orada daha güçlü bir etki geliştirebilirler. Bakır bile cilde nüfuz eden mikro partikül olarak önemli bir toksik etkiye sahip olabilir.
Pek çok takım çeliği ayrıca alüminyum alaşımları da alaşım bileşeni olarak silikon veya titanyum içerir. Ergimiş çelikte titanyum, titanyum karbür kristalleri haline gelir, silikon, silisyum karbür (çelikte) veya silikon dioksit (alüminyumda) olur. Tüm bu maddelerin ortak özelliği, son derece sert, çok küçük kristaller veya düşük özgül ağırlıkları nedeniyle emülsiyonda asılı kalan ve manyetik ayırıcılar, bantlı filtreler veya tambur filtreler tarafından yakalanamayan cam kıymıkları oluşturmalarıdır. Bununla birlikte, hepsi maksimum sertlikte son derece iyi aşındırıcıözelliklerine sahiptir, bu nedenle artan konsantrasyon takım aşınmasının hızla artmasına neden olur ve işleme sürecine bağlı olarak iş parçası yüzeylerini de gözle görülür şekilde bozar. Döküm işleme sırasında, malzemenin yüzeyi genellikle işleme sırasında açığa çıkan önemli miktarda kalıp kumu kalıntısı içerir. Bunlar ayrıca, kalıcı olarak süspansiyon halinde kalacak kadar hafif ve kağıt filtre sistemlerinden, manyetik ayırıcılardan, sıyırıcılardan ve santrifüjlerden büyük ölçüde etkilenmeden geçecek kadar küçük olan aşırı derecede ufak çok sert minerallerden (örneğin kuvars) oluşur. Dökme demir işleme sırasında çok büyük miktarlarda sementit ve grafit tozu salmaktadır, bu da muazzam yüzey-hacim oranı nedeniyle çok uzun bir süre askıda kalır. Grafit tozunun emülsiyonda yarattığı değişimler çok sayıda bakteri ve mantarın oluşması için ideal yaşama alanın oluşmasını sağlar. Özellikle küçük partiküller (malzemenin özgül ağırlığına bağlı olarak yaklaşık 8 µm ve daha küçük), kendilerini bir yağ tabakasıyla çevreleyerek ve sonunda yüzen daha büyük yağ damlacıkları oluşturmak üzere diğer parçacıklarla çarpışarak emülsiyonda segregasyona neden olur.
Bantlı filtre sistemleri, tasarımı ne olursa olsun sorunu çözememektedirler. Filtre keçesi üzerindeki maksimum 50 mbar’lık kaybolan düşük fark basıncı nedeniyle – sadece emülsiyonun kılcal etkisinden dolayı – bantlı filtre sistemi en iyi durumda bir pompa koruma ızgarası olarak çalışabilmektedir. 25 µm’den küçük partiküller, bugün bildiğimiz herhangi bir bantlı filtre sistemi tarafından güvenilir bir şekilde yakalanamamaktadır, öte tandan emülsiyon sıvısının varolan koşullarının bozulmasından kısmen de olsa sorumludurlar. Tek hücreli mikroorganizmaları (10 µm’nin altında) bantlı veya kağıtlı filtre sistemleri ile filtrelemek veya sistemden uzaklaştırmak imkansızdır.
Uygun soğutma sıvısı ve katkı maddelerinin seçilmesine ek olarak, 1 µm elek açıklığına sahip filtre kartuşlarının kullanımı ile sorunun köküne hızlı ve eksiksiz bir şekilde ulaşmak en etkili yöntemdir. 0,2 µm – 0,5µm ve 1 µm elek açıklıklı filtre kartuşlarımız ile hem sistemdeki bakterileri hem de sorun oluşturan mikro partikülleri sisteminizden kolaylıkla atabilirsiniz. Filtre kartuşunun kullanımı ile kesme sıvısı emülsiyonunuz o anki koşulunu koruyarak işlevini yıllarca görmeye devam edecektir.
