Tirer parti de la Microlubrification (MQL)

Les travaux de recherche réalisés en partenariat par le fabricant d’outils Fraisa et Blaser Swisslube, offrent une trame pour comprendre les enjeux d’un projet d’usinage MQL.

L’usinage à sec, une stratégie par défaut

Les industries de pointes, principales utilisatrices de matériaux très techniques, mettent en œuvre des process d’usinage à sec à défaut d’explorer d’autres solutions. Bien que délicate à mettre au point, la lubrification minimale (MQL) est porteuse de gains économiques importants dans le cas d’un usinage à grande vitesse d’avance. C’est précisément ce constat de départ qui a réuni Fraisa et Blaser Swisslube pour montrer la voie.
La lubrification minimal n’échappe pas au phénomènes de la mécanique des frottements. La réaction de la matière à l’effort de coupe se caractérise par une résistance au frottement des surfaces en contact, une production importante de chaleur à dissiper et une usure accélérée de l’outil.

L’équation à résoudre pour stabiliser le process à son niveau de performance optimale, dans une démarche sécurisée, doit prendre en compte : la machine, la matière, l’outil et les paramètres de lubrification (ou non). La résistance aux variations de température et la formation de fissures thermiques dans l’outil et la pièce à usiner définissent les limites de toutes stratégies d’usinage, à sec, en lubrification traditionnelle ou en MQL.

La confrontation des solutions techniques

A partir d’une application concrète d’usinage inox à sec se rapportant à la fabrication d’une turbine en acier inox (1.4307), Blaser Swisslube et Fraisa ont voulu démontrer les bénéfices d’une solution de lubrification minimale dans un process de coupe à grande vitesse d’avance. Leur objectif principal a été d’aboutir à l’optimisation maximale des paramètres influençant l’usinage pour dégager une valeur ajoutée indiscutable. C’est aussi pour eux une façon d’avancer ensemble pour orienter leurs développements sur des produits adaptés tout en bénéficiant de leurs savoir-faire respectifs.

Il ont notamment analysé le système de production et d’alimentation de la microlubrification, la broche, l’outil, la formation du spectre de brouillard lubrifiant sur la zone de travail et les différentes technologies d’huile de coupe. La compréhension des processus et le développement correspondant des composants sont nécessaires à l’obtention de résultats optimisés.
Dans ce cadre, différents outils de Fraisa et les solutions MQL de Blaser Swisslube ont été évalués et comparés sous conditions réelles dans le centre technologique de Blaser Swisslube. La série de tests effectuée par des spécialistes a démontré que l’utilisation d’une lubrification minimale doit toujours tenir compte de l’ensemble du processus. Ce n’est qu’ainsi que l’on peut réussir des améliorations substantielles.

L’art et la matière pour une stratégie MQL gagnante

Par l’association optimale entre l’huile MQL (Vascomill MMS FA2) et l’outil, il a été possible non seulement d’augmenter la productivité mais encore la durée de vie de l’outil. Grâce à l’augmentation de l’avance et de la vitesse de coupe de 130 m/min à 390 m/min, la productivité avait progressé de plus de 70%. En plus, la durée de vie de l’outil est montée de 243% pour ce taux d’enlèvement de copeaux élevé. Ce résultat impressionnant a été réalisé par une alimentation MQL à l’intérieur de l’outil et une pompe spécifique pour la microlubrification à un canal.

Les spécialistes MQL de Blaser Swisslube et leurs homologues de Fraisa sont convaincus que la microlubrification offre des gains mesurables élevés dans un grand nombre d’applications. Celles-ci concernent les matériaux dont les propriétés permettent d’évacuer très facilement la chaleur par les copeaux. A l’inverse, les matériaux ultra-résistants à la chaleur, souvent difficiles à usiner comme le titane, constituent un défi non encore résolu de façon satisfaisante.

L’importance des tests pour un procédé exigeant

Plus complexe qu’une solution de lubrification traditionnelle, cette technique d’usinage se veut exigente dans sa mise en œuvre et doit toujours tenir compte de l’ensemble du processus. La série de tests prouve que l’on peut obtenir des gains technologiques et économiques substantiels à condition de réunir tous les critères d’excellence. Tous les paramètres influençant la coupe doivent être étudiés finement pour créer une valeur ajoutée conséquente : choix des outils, du lubrifiant, système de micropulvérisation, système d’aspiration des brouillards et bien évidemment la morphologie de la machine ( la broche horizontale favorise l’évacuation du copeau !).

Dans un contexte adapté favorisant la dispersion thermique et la longévité des outils, la microlubrification à partir d’une huile MQL de qualité offre un potentiel important de gains en production. La mise en évidence de résultats mesurables, comme c’est le cas ici, est au centre du projet de Blaser Swisslube : accompagner les clients pour atteindre une productivité, une rentabilité et une qualité d’usinage optimale dans une démarche éco-responsable. Le futur se construit avec ceux qui collaborent pour de nouveaux savoir-faire.

Retrouvez l’article paru dans le numéro Novembre-Décembre de Tramétal ici