無(wú)論是采用傳統(tǒng)的冷卻液、最小量潤(rùn)滑（MQL）或低溫冷卻技術(shù)，最終用戶都希望能對(duì)刀具/工件界面進(jìn)行有效的冷卻和潤(rùn)滑，并能方便地將冷卻系統(tǒng)集成到機(jī)床中，同時(shí)盡量減小對(duì)環(huán)境和操作人員健康與安全的不利影響。由融合冷卻系統(tǒng)公司（Fusion Coolant Systems Inc.）開(kāi)發(fā)的超臨界二氧化碳（scCO2）冷卻技術(shù)以其超越競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的優(yōu)異性能，為用戶提供了一種新的選擇。
密歇根大學(xué)教授Steve Skerlos博士于2003年發(fā)明了融合冷卻技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用，從密歇根大學(xué)分離出來(lái)的融合冷卻系統(tǒng)公司于2009年成立。據(jù)該公司首席執(zhí)行官Brad Darr介紹，通過(guò)在各種平臺(tái)上對(duì)SCCO2系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)和測(cè)試，該技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用有望很快實(shí)現(xiàn)。目前正將該技術(shù)集成到一家歐洲機(jī)床制造商的產(chǎn)品中，并將其應(yīng)用于醫(yī)療器件的加工。
SCCO2可將潤(rùn)滑劑或金屬切削液完全溶解到scCO2流體之中，并通過(guò)單獨(dú)的管道將這種溶液輸送至切削區(qū)。融合冷卻系統(tǒng)公司一直使用現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)MQL潤(rùn)滑油、植物油以及其客戶已在使用的各種化學(xué)切削液，任何類(lèi)型的潤(rùn)滑劑都可以毫無(wú)困難地溶入scCO2流體中。這種scCO2冷卻系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)每小時(shí)6—600毫升（取決于加工要求）潤(rùn)滑油的受控流動(dòng)。
對(duì)于CO2而言，任何高于1,200psi（82.7巴）的壓力均被視為超臨界壓力。該scCO2冷卻系統(tǒng)的典型工作壓力為1,500—2,500psi（103.4—172.4巴），而調(diào)高壓力可以提高系統(tǒng)的冷卻能力。
當(dāng)scCO2通過(guò)機(jī)床主軸內(nèi)部（或從機(jī)床外部）到達(dá)刀具時(shí)，其工作溫度為31.1℃。從刀具噴出時(shí)，CO2的冰點(diǎn)（膨脹點(diǎn)）溫度約為-78℃。
為了達(dá)到超臨界壓力，必須對(duì)冷卻液流進(jìn)行限制。因此，直徑1mm的冷卻液出口對(duì)于scCO2系統(tǒng)來(lái)說(shuō)尺寸過(guò)大。融合冷卻系統(tǒng)公司采用的冷卻液出口直徑為150—250μm。
除了可將潤(rùn)滑油或冷卻液溶解在scCO2流體中以外，該冷卻系統(tǒng)也能以單純CO2的形式使用，因?yàn)镃O2本身就具有潤(rùn)滑功能。不使用切削液對(duì)醫(yī)用植入器件制造商十分有利，因?yàn)檫@樣可使加工出的器件上無(wú)殘留切削液，否則在將其植入人體之前還需進(jìn)行清洗以去除殘留物。
醫(yī)用植入器件的加工是我們主要的目標(biāo)市場(chǎng)之一。可大幅提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本、不使用切削液和減少后續(xù)清洗工序使scCO2冷卻系統(tǒng)非常適合醫(yī)療器件制造業(yè)。