Chất lỏng gia công kim loại xanh ứng dụng gia công bền vững

Ngày nay, quá trình gia công kim loại được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp, có thể kể đến như: Ô tô, hàng không vũ trụ, hàng hải, cơ khí, điện tử,… Tuy nhiên, đi cùng với sự phát triển không ngừng của lĩnh vực gia công kim loại là những tác động tiêu cực đến môi trường. Vì vậy, ngành gia công kim loại đang cố gắng tìm kiếm những giải pháp cũng như công nghệ giúp giải quyết vấn đề cấp bách này. Và trong bài viết dưới đây, hãy cùng RX Tradex tìm hiểu về chất lỏng gia công kim loại xanh ứng dụng gia công bền vững, được xem là một trong những giải pháp bảo vệ môi trường hiệu quả nhất hiện nay.

1. Tổng quan về chất lỏng gia công kim loại.

1.1. Chất lỏng gia công kim loại là gì?

Chất lỏng gia công kim loại là gì? Chất lỏng gia công kim loại có tên tiếng anh là Metalworking Fluid (MWF), đây là một loại hợp chất đóng vai trò quan trọng trong khâu sản xuất như: Tạo hình, cắt, mài,… Cụ thể, loại chất lỏng này sẽ ảnh hưởng đến sự sinh nhiệt trong quá trình gia công kim loại, bằng cách giảm ma sát giữa dụng cụ và phôi. Chất lỏng gia công kim loại thường có đặc tính bôi trơn và làm mát, giúp tránh hư hỏng vật liệu phôi trong môi trường nhiệt độ cao và giảm mài mòn của dụng cụ. Hiện nay, chất lỏng gia công kim loại được chia làm hai dạng chính là: Hệ dầu và hệ nước.

1.2. Vai trò của chất lỏng gia công kim loại.

Thực tế, chất lỏng gia công kim loại được sử dụng trong rất nhiều công đoạn của ngành cơ khí, sản xuất vật liệu kim loại,… bao gồm những ứng dụng tiêu biểu có thể kể đến như:

• Loại bỏ các mạt kim loại, bụi bẩn ra khỏi vật liệu, giúp việc cắt gọt dễ dàng hơn.
• Hạn chế sự biến dạng do nhiệt độ cao ở mũi cắt và khối kim loại.
• Giúp bảo vệ phôi khỏi ăn mòn trong quá trình gia công.
• Giảm ma sát, hạn chế sinh nhiệt trong quá trình gia công, giúp cải thiện tốc độ cắt và gia tăng tuổi thọ máy móc, thiết bị.
• …

2. Vì sao phải sử dụng chất lỏng gia công kim loại xanh – Thân thiện với môi trường.

2.1. Giới thiệu về chất lỏng gia công kim loại xanh.

Chất lỏng gia công kim loại xanh – Thân thiện với môi trường (Green Metalworking Fluids) là gì? Đây là tên gọi chung của các sản phẩm, giải pháp được dùng để thay thế chất lỏng gia công kim loại gốc dầu mỏ, có tính thân thiện với thiên nhiên hoặc không gây hại cho môi trường. Việc áp dụng loại chất lỏng gia công kim loại xanh này vào quy trình sản xuất giúp doanh nghiệp đạt các tiêu chuẩn an toàn, tiết kiệm chi phí bảo trì máy móc, thiết bị vận hành và hạn chế khai thác nguồn tài nguyên thiên nhiên như: Nước, năng lượng, dầu mỏ,…

Một số ưu điểm nổi bật của chất lỏng gia công kim loại xanh, thân thiện với môi trường là:

• Không chứa các phụ phẩm độc hại từ dầu khoáng.
• Không sử dụng các thành phần gây hại cho sức khỏe như: Lưu huỳnh, clo, phốt phát,..
• Không gây kích ứng cho da của người sử dụng.
• Tiết kiệm được nguồn tài nguyên thô như dầu mỏ.
• …

2.2. Lý do sử dụng chất lỏng gia công kim loại xanh – Thân thiện với môi trường.

Hiện nay, gia công kim loại thực hiện thường xuyên trong nhiều ngành công nghiệp trọng điểm, bao gồm: sản xuất ô tô, điện tử, gia dụng, cơ khí,… Tuy nhiên, đi cùng với lĩnh vực này là những tác động tiêu cực lên môi trường, cụ thể là việc sử dụng vật liệu và chất lỏng gia công trong giai đoạn sản xuất. Trong đó, những ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người cũng như hệ sinh thái có thể kể đến là:

• Chất lỏng gia công kim loại gốc dầu khoáng thường được sử dụng trong công nghiệp là nguyên nhân gây kích ứng da, các bệnh về đường hô hấp và ung thư cho người lao động.
• Nước thải từ chất lỏng gia công kim loại có giá trị phân hủy sinh học thấp, gây ô nhiễm khi được xả trực tiếp ra ngoài tự nhiên, mà không thông qua các biện pháp xử lý.
• Các loại chất lỏng gia công kim loại thông thường sẽ hiệu quả trong việc làm mát và loại bỏ nhiệt, từ đó dẫn đến vấn đề tiêu thụ năng lượng cao hơn, cần nguồn tài nguyên thô rất lớn để sản xuất.
• …

Theo Journal of Cleaner Production, tạp chí quốc tế về Sản xuất sạch, Môi trường và Bền vững cho biết, chất lỏng gia công kim loại là một trong những loại nước thải được xả ra môi trường nhiều nhất. Với tổng lượng chất thải hàng năm trên toàn thế giới ước tính hơn 20 tỷ lít. [1] Do đó, các cơ quan quản lý môi trường toàn cầu đang kêu gọi những cách thức mới, để kiểm soát việc xả nước thải gia công kim loại ra ngoài hệ sinh thái. Đồng thời, các cơ quan này cũng đưa ra nhiều phương thức kiểm soát bằng những quy định, chế tài đối với doanh nghiệp gia công kim loại, nhằm giảm thiểu lượng nước thải từ hoạt động sản xuất. Vì vậy, việc sử dụng chất lỏng gia công kim loại xanh là một xu hướng tất yếu, không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn xây dựng chiến lược phát triển bền vững cho doanh nghiệp.

3. Các loại chất lỏng gia công kim loại xanh và giải pháp được ứng dụng trong gia công bền vững.

3.1. Chất lỏng gia công kim loại xanh làm từ dầu thực vật.

Chất lỏng gia công kim loại gốc dầu thực vật là sản phẩm có thể dễ dàng phân hủy thành các hợp chất thân thiện với môi trường. Trong đó, doanh nghiệp sẽ ứng dụng enzyme hoặc phản ứng hóa học để đẩy nhanh quá trình phân hủy này, tạo ra chất thải gốc hữu cơ, không gây hại cho con người. Chất lỏng gia công kim loại xanh làm từ dầu thực vật thường được sản xuất bằng cách kết hợp các thành phần như: Dầu cọ, dầu đậu nành, dầu hướng dương,… với hợp chất phụ gia, để tạo ra một sản phẩm có khả năng bôi trơn, làm mát và chống oxy hóa tốt.

Một số ưu điểm nổi bật của chất lỏng gia công kim loại xanh làm từ dầu thực vật là:

• Khả năng làm mát tốt.
• Có thể chống oxy hóa, giúp gia tăng thời hạn sử dụng.
• Giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường bởi khả năng tự phân hủy trong môi trường tự nhiên.
• Chất lỏng gia công kim loại từ dầu thực vật thường ít gây kích ứng cho da và hệ hô hấp.
• …

3.2. Chất lỏng gia công kim loại xanh ứng dụng hạt nano.

Trong những năm gần đây, nhiều doanh nghiệp đã bắt đầu ứng dụng hạt nano làm thành phần phụ gia trong chất lỏng gia công kim loại. Điều này giúp cải thiện các đặc tính như: Độ bôi trơn, độ ổn định nhiệt, khả năng chống mài mòn,… từ đó tăng hiệu suất gia công, kéo dài tuổi thọ máy móc và giảm chi phí bảo trì. Bên cạnh đó, một số hạt nano dựa trên công nghệ sinh học, có nguồn gốc từ: Thực vật, động vật hoặc vi sinh vật,… đã được nghiên cứu để ứng dụng trong chất lỏng gia công kim loại xanh làm từ dầu thực vật. Qua đó, cung cấp giải pháp thay thế bền vững và thân thiện với môi trường hơn so với các sản phẩm thông thường.

Một số ưu điểm nổi bật của chất lỏng gia công kim loại xanh ứng dụng hạt nano là:

• Cải thiện tính bôi trơn và chống mài mòn của chất lỏng gia công kim loại gốc dầu thực vật.
• Các hạt nano dựa trên kim loại, như bạc và đồng có đặc tính kháng khuẩn và ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây hại trong chất lỏng gia công kim loại.
• …

3.3. Gia công khô – Giải pháp thay thế chất lỏng gia công kim loại trong quy trình gia công bền vững.

Gia công khô là phương pháp gia công không cần sử dụng chất làm mát. Từ đó, doanh nghiệp có thể giảm các chi phí liên quan đến chất lỏng gia công kim loại trong quá trình sản xuất. Ngoài ra, giải pháp này cũng không sử dụng những hợp chất độc hại trong hoạt động gia công nên rất an toàn với người lao động. Đồng thời, gia công khô cũng được áp dụng nhằm giải quyết các vấn đề sản xuất như: Ô nhiễm môi trường, khó khăn trong việc xử lý nước thải,…

Một số ưu điểm nổi bật của gia công khô được ứng dụng trong quy trình gia công bền vững là:

• Tiết kiệm nguồn tài nguyên nước.
• Giảm hoàn toàn lượng chất thải phụ gia trong quá trình gia công kim loại.
• Giảm nguy cơ ô nhiễm nguồn nước với đặc điểm không cần dùng chất làm mát.
• …

4. Tổng kết.

Trên đây là bài viết của RX Tradex về chất lỏng gia công kim loại xanh ứng dụng gia công bền vững. Hy vọng qua những thông tin được tổng hợp, quý doanh nghiệp đã tìm hiểu rõ hơn về sản phẩm chất lỏng gia công kim loại xanh thân thiện với môi trường, giúp ngành gia công phát triển bền vững trong tương lai. Và trong năm nay, để tìm hiểu sâu hơn về các xu hướng công nghệ trong ngành gia công kim loại một cách hiệu quả, quý doanh nghiệp có thể tham gia ngay Triển lãm METALEX Việt Nam 2023 được tổ chức bởi RX Tradex Vietnam, với nhiều hoạt động giao lưu, học hỏi, tìm kiếm cơ hội để nâng cao giá trị công ty trên thị trường cạnh tranh khốc liệt. Ngoài ra, RX Tradex cũng tổ chức các triển lãm quốc tế hàng đầu khu vực như: Vietnam Manufacturing Expo, NEPCON Vietnam và Waste and Recycling Vietnam, hứa hẹn sẽ là nơi lý tưởng để kết nối giao thương và tham quan các sản phẩm máy móc, công nghệ mới và giải pháp xử lý chất thải hiện đại nhất hiện nay.

Chú thích:

[1] : Green Metalworking Fluids for sustainable machining applications: A review.