Pourquoi l'état du bain de lubrifiant réfrigérant est-il aussi important?
Automatisez la surveillance profitez-en pour rendre le processus plus stable
Pendant des années, les lubrifiants réfrigérants faisaient partie de l'usinage mais personne ne s'en souciait vraiment. Cependant, le conditionnement des lubrifiants réfrigérants gagne rapidement en importance, même dans les entreprises qui ne travaillent pas pour le segment de la haute technologie ou l'industrie médicale. Pourquoi? Et surtout: comment optimiser la gestion des lubrifiants réfrigérants?
Plus d'attention
Il y a plusieurs raisons qui expliquent pourquoi les lubrifiants réfrigérants demandent et obtiennent plus d'attention.
Pour certaines applications, les exigences cleanliness des fabricants d'équipement d'origine de l'industrie médicale ou de l'industrie des semi-conducteurs sont en constante augmentation. S'il n'y a pas de contaminants sur une pièce, il n'est pas nécessaire de les éliminer ultérieurement.
Une autre raison est la relation de plus en plus claire entre le lubrifiant réfrigérant, l'outillage et la productivité, et les coûts. Ce n'est pas pour rien que certains appellent l'émulsion "l'outil liquide".
L'émulsion est parfois appelée 'l'outil liquide'
Une raison souvent négligée est que les fabricants d'émulsions ont dû modifier leurs formulations chimiques sous la pression de la législation européenne. Les biocides, tels que le formaldéhyde, sont interdits. Il s'agissait autrefois de substances importantes qui permettaient de maintenir la stabilité du bain plus longtemps, sans avoir à s'en occuper. Les alternatives obligent à accorder une attention particulière au bain de lubrifiant réfrigérant. Et pas seulement au bain.
Récupération de l'huile du bain lubrifiant réfrigérant
La durée de vie des bains de lubrifiant réfrigérant est plus courte aujourd'hui qu'il y a dix ans. Les usineurs de précision font donc nettoyer leurs machines CNC et les remplissent plus souvent avec un fluide entièrement neuf. Comme le bain contient des produits chimiques, on ne peut pas le vider n'importe comment. En effet, il s'agit de déchets chimiques. On s'attend donc à ce que dans les années à venir, lorsque les exigences environnementales et les coûts augmenteront encore, les entreprises métallurgiques se tournent de plus en plus vers la séparation des résidus d'émulsion de l'eau. Cela peut se faire avec des évaporateurs sous vide ou des filtres à membrane, par exemple. Cela permet d'éliminer tous les résidus d'huile du liquide. Ce qui reste est de l'eau pure qui peut être évacuée sans problème. A une concentration de 8%, sur un bain de 1.000 litres, il ne faut éliminer que 80 litres d'émulsion comme déchets chimiques. Les entreprises peuvent ainsi réaliser des économies substantielles sur les coûts de conditionnement du bain de lubrifiant réfrigérant.
Durée de vie plus courte, nettoyage plus fréquent
Les émulsions d'aujourd'hui ont une durée de vie plus courte que celles d'autrefois. Par conséquent, on ne peut plus se fier aveuglément aux expériences passées.
La première condition pour un bon conditionnement est que la machine et le bain soient nettoyés régulièrement. Invisible à l'œil nu, la couche de copeaux au fond du réservoir est la première source de développement bactérien. S'il y a beaucoup de copeaux au fond du bain, la capacité diminue et elle peut passer sous la limite critique que le constructeur de la machine a prévu comme marge. Le nettoyage consiste le plus souvent à travailler proprement et à se rendre compte qu'un résultat final parfait dépend d'un processus complexe.
Une source involontaire de bactéries peut être un filtre à brouillard d'huile. La concentration de bactéries peut augmenter dans ce filtre au fil du temps. Il est donc conseillé de nettoyer régulièrement le filtre et de ne pas simplement renvoyer le lubrifiant réfrigérant du filtre vers le bain. Une étude menée par un fabricant allemand de lubrifiants réfrigérants montre que le remplissage d'une machine représente entre 5 et 20% des coûts totaux de la gestion des fluides. Plus de 80% des coûts concernent la recharge, le réglage et les conséquences d'une mauvaise concentration.
Relation avec la productivité
Les lubrifiants réfrigérants ont également une relation directe avec les coûts de production. Un groupe allemand d'entreprises de fournitures pour l'aérospatiale a étudié la relation entre les lubrifiants réfrigérants et la productivité. Plus près de nous, les membres de la Hightech Platform du Mikrocentrum d'Eindhoven ont également mené des recherches empiriques approfondies sur ce sujet.
Dans l'étude allemande, à laquelle DMG Mori et d'autres ont participé, l'usure de l'outil lors du fraisage du titane Ti64Al4V a diminué de 85% en utilisant une émulsion particulière, tous les autres paramètres restant identiques. Une émulsion optimisée pour l'usinage des superalliages - titane, nickel et aluminium ainsi qu'acier inoxydable - semble donc offrir un processus plus fiable et une productivité plus élevée, grâce à une durée de vie d'outil nettement plus longue.
Toujours aux Pays-Bas, il a été démontré à l'époque que l'influence de l'émulsion sur la productivité est plus importante que ce à quoi on pourrait s'attendre, avec des matériaux comme l'Inconel. Lors des essais réalisés à Eindhoven, une concentration de 10% a donné une meilleure usinabilité qu'une concentration de 5%. La durée de vie de la fraise a été multipliée par 3. C'est une raison supplémentaire de surveiller l'état du bain de lubrifiant réfrigérant.
Recharge automatique ou plus
L'état du bain de lubrifiant réfrigérant est donc devenu un facteur important dans l'usinage. Une mesure simple que chaque entreprise peut prendre pour maintenir le bain au bon niveau est d'éliminer l'huile qui flotte à la surface. Comme la couche d'huile isole le bain, l'oxygène n'y parvient plus et les bactéries ont le champ libre. Avec les écrémeurs d'huile, il est important de veiller à ne pas écrémer et jeter une quantité trop importante de liquide. Cela coûte de l'argent des deux côtés: vous devez ajouter une nouvelle émulsion et vous avez trop de déchets.
Un pas de plus est franchi par les diverses solutions permettant de contrôler la composition du bain, en mesurant parfois uniquement la concentration comme paramètre, parfois également d'autres facteurs. Le réapprovisionnement du bain de lubrifiant réfrigérant est automatique, de sorte que l'on fraise toujours avec la bonne concentration. Cela évite la formation de moisissures et augmente la stabilité du processus. Une mauvaise concentration peut entraîner une usure rapide de l'outil. De nombreux systèmes font automatiquement l'appoint avec un fluide prémélangé lorsque le bain descend en dessous d'un certain niveau. L'enregistrement de ces données permet d'analyser si les perturbations du processus ont pu être causées par une concentration trop faible.
Les systèmes les plus avancés mesurent également des éléments comme le pH ou la conductivité. Ces systèmes sont principalement utilisés par les fournisseurs du secteur de la haute technologie et par les entreprises qui ont largement automatisé leurs processus. Dans ce dernier cas, la principale exigence est un processus stable.
Enregistrement des données
Les systèmes les plus complets surveillent en permanence la composition et la concentration du bain de lubrifiant réfrigérant et enregistrent toutes les données sur un serveur central, ce qui permet à l'utilisateur de connaître la qualité du bain 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7. En automatisant la surveillance du bain de lubrifiant réfrigérant, les entreprises d'usinage augmentent la fiabilité de leurs processus et économisent du travail manuel. En effet, plus besoin qu'un employé vérifie et réapprovisionne les différents bains, le système effectue ces tâches automatiquement.
D'ailleurs, la législation européenne est en train de changer à cet égard. En Allemagne, par exemple, les entreprises sont tenues d'enregistrer les valeurs mesurées et de conserver ces données.
Qualité de l'eau
La plupart des machines CNC fonctionnent avec des lubrifiants réfrigérants composés en grande partie d'eau, complétés par une certaine concentration d'émulsion. C'est surtout à l'émulsion qu'on accorde de l'attention mais la qualité de l'eau peut également jouer un rôle. Plus les exigences en matière de nettoyabilité sont élevées, plus ce rôle sera important.
La qualité de l'eau peut également jouer un rôle
En fait, c'est logique: la qualité de l'eau n'est pas la même partout. Parfois, il y a plus de minéraux dans l'eau qu'à d'autres moments et cela affecte le résultat final. Une tendance assez récente est donc que les entreprises n'utilisent pas l'eau du robinet, mais essaient d'obtenir la meilleure qualité d'eau possible, par exemple par osmose inverse, afin de maintenir l'état de leur bain de lubrifiant réfrigérant. Ceci est particulièrement important si les pièces doivent être amenées ultérieurement à un niveau de propreté très élevé.
