Os novos tipos de lubrificantes são mais agressivos para os materiais poliméricos

“As nossas empresas estão a comunicar cada vez mais problemas nesta área. E, por isso, lançámos várias iniciativas”, comunica Torsten Bell, membro do Departamento de Tecnologia e Investigação da VDW (Verband Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e. V. – Associação Alemã de Construtores de Máquinas-Ferramentas). “Neste momento, apenas cerca de uma dúzia de biocidas é permitida”, afirma Bell. “A indústria procura, por isso, formas alternativas para manter os microrganismos sob controlo, especialmente no que diz respeito a lubrificantes aquosos. São frequentemente utilizadas emulsões com valores de pH alcalino, por exemplo. No entanto, isso pode ter um efeito nos materiais poliméricos utilizados em máquinas-ferramentas.”

De acordo com Bell, os vedantes e juntas circulares, mangueiras, dispositivos de limpeza, correias dentadas ou outras correias de transmissão e mesmo ecrãs protetores de policarbonato (tais como os utilizados em máquinas de corte) são particularmente afetados.

A flambagem é muitas vezes observada, por exemplo, em vedantes lineares em estores e outras coberturas cinemáticas. Os vedantes em dispositivos de medição de vidro, utilizados para medir distâncias de viagem, também podem falhar. Como resultado, os dispositivos de medição ficam sujos e deixam de medir com precisão. Outro problema, de acordo com Bell, é o manuseamento inadequado dos lubrificantes de refrigeração. “Se, por exemplo, uma máquina que estiver a ser utilizada com uma emulsão aquecer durante a operação, alguma da água irá então evaporar. Este e outros ingredientes na emulsão devem ser regularmente reajustados. Num caso, ouvimos que, presumivelmente, isso não estava a ser feito e a proporção do óleo no lubrificante ficou mais concentrada, aumentando de 7 para 20%. Houve adesões e depósitos significativos na máquina e os vedantes e correias dentadas falharam após períodos de tempo muito reduzidos.”

Daqui podem resultar danos consideráveis. Afinal, nem sempre é necessário substituir apenas um único vedante: múltiplos vedantes e outros componentes da máquina, tais como cabos, podem ser afetados. A própria máquina e, no pior dos casos, toda a produção pode ser paralisada até serem todos substituídos. Além disso, existe um risco de os vedantes defeituosos danificarem outras peças da máquina, como o fuso da máquina.

Habitualmente, as falhas podem ser evitadas ao mudar para outros materiais: para FKM em vez de NBR, por exemplo. “Com componentes padrão como juntas circulares, podem ser atingidos bons resultados usando materiais alternativos”, afirma Bell. No entanto, as propriedades mecânicas e outras propriedades técnicas também precisam de cumprir os requisitos. Além disso, o FKM, por exemplo, é muito mais dispendioso do que o poliuretano (PU) que é também habitualmente utilizado. Daí que alguns componentes fabricados com determinados materiais já nem sejam vendidos no mercado de massas.

Os danos podem ocorrer numa grande variedade de componentes: Correia dentada feita de poliuretano, mangueira pneumática, vedação do pistão, trocador de ferramentas, mangueira de refrigeração (2x), painel da área de trabalho / janela da máquina, motor linear (2x), tampa de rolo (de cima para baixo à esquerda), Foto: VDW

Mas como assegurar a resistência do plástico aos lubrificantes de refrigeração? “Muitos fornecedores de lubrificantes não estão preparados para garantir a estabilidade universal dos seus refrigerantes. O uso de diferentes materiais nas máquinas para cada projeto individual é, no entanto, demasiado dispendioso para os fabricantes de máquinas-ferramentas. Por esta razão, podem ser úteis diretrizes. Os fabricantes de lubrificantes de refrigeração, por exemplo, podem autorizar o uso dos seus meios com determinados plásticos. ”Seria ainda melhor se os fabricantes de componentes, tais como de vedantes, autorizassem o uso dos seus produtos com lubrificantes de refrigeração em geral ou para certas classes de quimioluminescência", sugere Bell.

Por esta razão, a VDW apoia o uso de testes de imersão para determinadas classes de refrigerantes iniciados pela Verband der Schmierstoffindustrie (VSI - Associação Alemã da Indústria de Lubrificantes). A VSI definiu uma série de refrigerantes amostra que podem ser usados para testar a estabilidade de quimioluminescência dos plásticos. Estes podem ser obtidos através dos membros da VSI. “Estes lubrificantes de refrigeração amostra servem como a base para um eventual padrão, que deve agora ser abordado como passo seguinte”, explica Bell. Os fabricantes de máquinas-ferramentas, bem como os fabricantes de componentes e refrigerantes, teriam então um conjunto de regulamentos à sua disposição que confirmariam a estabilidade dos plásticos em uso com lubrificantes mais ecológicos.

No entanto, este é apenas um dos três passos que estão a ser dados pela VDW. Relativamente aos elastómeros, é necessário mais do que a exposição puramente estática sob a forma de testes de imersão. A Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle e. V. (DGMK – Associação Alemã de Ciência e Tecnologia do Petróleo e Carvão) e a VDW-Forschungsinstitut e. V. iniciaram um projeto de investigação que está a ser levado a cabo pelo Laboratório para Máquinas-Ferramentas e Engenharia de Produção (WZL) da Universidade RWTH Aachen e pelo Instituto de Componentes Mecânicos (IMA) da Universidade de Estugarda. O projeto está a ser supervisionado pelo Grupo de Trabalho 5 de design de máquinas-ferramentas (“Machine Tool Design”) da VDW. O objetivo é obter uma melhor compreensão das interações entre os elastómeros usados nas máquinas-ferramentas e os lubrificantes de refrigeração e desenvolver um teste rápido da compatibilidade dos elastómeros de refrigerantes. Para esta finalidade, os investigadores selecionaram três componentes de elastoméricos exemplares: vedantes radiais de eixo, juntas circulares e mangueiras de refrigerante.

Por fim, um projeto financiado com os fundos da VDW está a ser implementado há um ano pelo Instituto de Máquinas-Ferramentas e Operação Fabril (IWF) na TU Berlin. O foco deste projeto é a estabilidade de proteções de policarbonato em contacto com os novos lubrificantes. Estão atualmente a decorrer testes para determinar em que medida os painéis de policarbonato podem suportar o contacto com lubrificantes de refrigeração. Neste ponto, o interesse prático é os painéis planos de visualização, mas também painéis curvos frios ou moldados a quente. “Devido à sua curvatura, estes não podem ser protegidos do contacto com quimioluminescência através de um painel de vidro de segurança na área de trabalho”, explica Bell. “A proteção é, por isso, mais complexa, por exemplo sob a forma de um revestimento durável. Os ensaios determinam a capacidade de retenção de policarbonato artificialmente envelhecido em testes de impacto, por exemplo.” A VDW prevê que os resultados destes ensaios estejam disponíveis até 2021.