Comment les fluides de coupe synthétiques peuvent augmenter les vitesses et les avances de coupe CNC

Vous cherchez un moyen simple et peu coûteux d'augmenter la productivité de l'usinage CNC ? Une cure de jouvence fluide de coupe pourrait être tout ce dont vous avez besoin.

Il semble que des outils de coupe, des progiciels, des outils de serrage et des machines-outils nouveaux ou améliorés arrivent chaque jour. Ils sont tous conçus pour rendre les opérations d'usinage CNC plus efficaces et plus rentables.

Mais vous êtes-vous arrêté pour réfléchir à la seule chose qui pourrait vous empêcher d'augmenter votre productivité ? La réponse est l'une des pièces les plus élémentaires et souvent sous-estimées du puzzle de l'usinage :votre fluide de coupe.

« De nombreux ateliers mettent à niveau leurs machines-outils et autres technologies d'usinage, mais ils ne pensent pas à mettre à niveau leurs fluides de coupe en même temps », explique John Treese, directeur de la formation mondiale pour Master Fluid Solutions. "C'est comme mettre de l'essence au plomb dans votre nouvelle Corvette hautes performances :elle fonctionnera pendant un certain temps, mais vous finirez par avoir des problèmes."

L'importance de la lubrification via les esters et autres composés chimiques

La principale de ces préoccupations est la faible durée de vie de l'outil associée à l'incapacité de réaliser le plein potentiel d'une machine-outil.

Les fluides de coupe semi-synthétiques de qualité supérieure d'aujourd'hui résolvent ces deux problèmes avec des esters à pouvoir lubrifiant élevé et d'autres composés chimiques qui réduisent, voire éliminent, les composés de paraffine chlorée et d'extrême pression (EP) à base de soufre que l'on trouve dans les fluides de coupe traditionnels.

Selon Treese, les esters créent une couche limite serrée autour des gouttelettes d'huile microscopiques présentes dans tout fluide de coupe de type émulsion, ce qui rend les gouttelettes moins susceptibles de se décomposer sous pression. Étant donné que ces additifs sont polarisés, ils ont tendance à coller à la pièce au niveau moléculaire.

Ils ne collent pas assez pour laisser un résidu, mais ils sont suffisamment "adhérents", ce qui rend plus difficile pour l'outil de repousser le lubrifiant.

Le résultat est un meilleur pouvoir lubrifiant pour un usinage plus efficace sur une large gamme de métaux, en particulier aux vitesses de coupe et aux vitesses d'avance plus élevées disponibles avec les machines-outils et les parcours d'outils modernes.

L'utilisation de fluides de coupe à base d'esters offre également d'autres avantages. Comme ce sont de meilleurs lubrifiants, moins de concentré utilisé pour fabriquer le liquide de coupe est nécessaire. Les esters réduisent la quantité de soufre « nourriture » ​​pour les bactéries qui se cachent dans n'importe quel puisard de machine-outil, ce qui réduit les odeurs et prolonge la durée de vie du produit.

Les esters augmentent également le pourcentage relatif d'eau dans l'émulsion, ce qui améliore la capacité du fluide de coupe à refroidir la zone de travail, ce qui est important avec l'usinage à grande vitesse de l'aluminium. Un semi-synthétique haute performance est généralement plus coûteux au gallon qu'un liquide de coupe de qualité courante ou «à l'ancienne». Le coût à long terme est souvent beaucoup plus faible, si l'on tient compte de l'augmentation de la productivité et de son effet sur le résultat net.

Il y a plus d'innovation à venir. Découvrez son évolution dans " L'avenir des fluides pour le travail des métaux, des lubrifiants pour machines et des liquides de refroidissement ."

Chimie des fluides de coupe plus propres

Enfin, le remplacement du soufre et de la paraffine chlorée par des esters est meilleur pour l'environnement, et également pour l'opérateur de la machine.

"Au cours des 20 dernières années environ, la paraffine chlorée en particulier a fait l'objet d'un examen minutieux de la part de l'EPA, nous avons donc décidé d'être proactifs et de trouver des alternatives plus sûres et plus efficaces, dont les esters", déclare Tim Stiers, responsable de l'ingénierie chez Castrol, une division de BP Amérique. "Cela a éliminé certains problèmes importants de santé et de sécurité."

Castrol et d'autres utilisent encore des EP à base de soufre, a-t-il noté, mais ce sont maintenant des esters sulfurés, qui sont de couleur plus claire, plus doux pour la peau humaine et produisent beaucoup moins d'odeurs désagréables que les huiles à base de soufre. Ils sont susceptibles de rester en bon état plus longtemps, car les fluides de coupe de qualité supérieure sont beaucoup plus résistants à la négligence que les fluides traditionnels.

Même avec la nouvelle chimie des fluides, un minimum d'entretien est nécessaire pour atteindre une durée de vie maximale du puisard.

"Ils dureront certainement plus longtemps, mais cela ne signifie pas que vous pouvez les ignorer, quelle que soit la marque du liquide de coupe ou le prix que vous avez payé", déclare Stiers. "La vérité est que nous visitons beaucoup trop d'ateliers qui n'écrément pas les huiles de vagabondage, ne vérifient pas régulièrement la concentration du fluide de coupe avec un réfractomètre, ne mélangent pas correctement les fluides et ne les recyclent pas comme ils le devraient. C'est pourquoi nous sommes de grands partisans de la formation des opérateurs et de leur donner les outils nécessaires pour un bon entretien du liquide de refroidissement afin qu'ils tirent le meilleur parti du fluide. »

Une autre façon de réduire les coûts et d'augmenter l'efficacité consiste à recycler les liquides de refroidissement et les fluides. Voyez comment dans " Le recyclage des MWF peut aider à réduire l'élimination du liquide de refroidissement des machines ."

L'efficacité maintenant :la nécessité de mailler des fluides hautes performances

Stiers souligne une autre raison importante d'adopter un fluide de coupe semi-synthétique haute performance :le liquide de refroidissement haute pression, ou "HPC".

"Quiconque a essayé d'utiliser ses fluides hérités avec HPC a probablement découvert leur tendance à mousser à 1 000 PSI et plus", dit-il. "Cela ne posera peut-être pas de problème si le puisard est suffisamment grand pour que les bulles d'air aient le temps de se déposer, mais dans la plupart des cas, nous allons recommander un semi-synthétique, qui a des propriétés anti-mousse et fonctionne assez bien à ces pressions élevées.”

Treese de Master Fluid Solutions a proposé une autre recommandation quelque peu surprenante, celle-ci concernant les vitesses de coupe des machines.

« Un de nos clients a remplacé son fluide de coupe de technologie plus ancienne par un semi-synthétique pour voir sa durée de vie d'outil chuter de 70 % », dit-il. "Il était naturellement bouleversé, nous sommes donc allés sur place pour voir comment les outils échouaient. Il s'est avéré que le nouveau fluide était si lubrifiant qu'il empêchait la génération de chaleur suffisante dans la zone de coupe pour que l'outil fonctionne correctement. »

Ce n'est que lorsque Master Fluids a conseillé au client de doubler la vitesse de coupe que le client a pu atteindre sa durée de vie d'outil précédente.

« Nous avons en fait réussi à la tripler avant que la durée de vie de l'outil ne recommence à diminuer », dit-il. « Inutile de dire que le client était ravi des résultats. C'est un excellent exemple de la façon dont les ateliers peuvent être plus productifs s'ils utilisent le bon fluide de coupe."

Souffrez-vous trop fréquemment de mousse dans votre puisard ? C'est peut-être le manque de HPC. Exprimez-vous et posez des questions dans le forum métallurgie .