超临界CO2冷却技术 2016-04-13 armorine 无论是采用传统的冷却液、最小量润滑（MQL）或低温冷却技术，最终用户都希望能对刀具/工件界面进行有效的冷却和润滑，并能方便地将冷却系统集成到机床中，同时尽量减小对环境和操作人员健康与安全的不利影响。由融合冷却系统公司（Fusion Coolant Systems Inc.）开发的超临界二氧化碳（scCO2）冷却技术以其超越竞争对手的优异性能，为用户提供了一种新的选择。 5@JI@V3ZQKU$MEJ_9VU 图1 scCO2冷却系统的应用 密歇根大学教授Steve Skerlos博士于2003年发明了融合冷却技术。为了实现该技术的商业化应用，从密歇根大学分离出来的融合冷却系统公司于2009年成立。据该公司首席执行官Brad Darr介绍，通过在各种平台上对scCO2系统进行开发和测试，该技术的商业化应用有望很快实现。目前正将该技术集成到一家欧洲机床制造商的产品中，并将其应用于医疗器件的加工。 scCO2可将润滑剂或金属切削液完全溶解到scCO2流体之中，并通过单独的管道将这种溶液输送至切削区。融合冷却系统公司一直使用现成的标准MQL润滑油、植物油以及其客户已在使用的各种化学切削液，任何类型的润滑剂都可以毫无困难地溶入scCO2流体中。这种scCO2冷却系统可以实现每小时6—600毫升（取决于加工要求）润滑油的受控流动。 $X2{~HY0W}7JT82CO3{7K88.png 图2 scCO2冷却系统的构成 对于CO2而言，任何高于1,200psi（82.7巴）的压力均被视为超临界压力。该scCO2冷却系统的典型工作压力为1,500—2,500psi（103.4—172.4巴），而调高压力可以提高系统的冷却能力。 当scCO2通过机床主轴内部（或从机床外部）到达刀具时，其工作温度为31.1℃。从刀具喷出时，CO2的冰点（膨胀点）温度约为-78℃。 为了达到超临界压力，必须对冷却液流进行限制。因此，直径1mm的冷却液出口对于scCO2系统来说尺寸过大。融合冷却系统公司采用的冷却液出口直径为150—250μm。 除了可将润滑油或冷却液溶解在scCO2流体中以外，该冷却系统也能以单纯CO2的形式使用，因为CO2本身就具有润滑功能。不使用切削液对医用植入器件制造商十分有利，因为这样可使加工出的器件上无残留切削液，否则在将其植入人体之前还需进行清洗以去除残留物。 医用植入器件的加工是我们主要的目标市场之一。可大幅提高生产率、降低生产成本、不使用切削液和减少后续清洗工序使scCO2冷却系统非常适合医疗器件制造业。 扫描二维码 关注更多精彩