Choisir le bon liquide de refroidissement CNC :types, utilisations et meilleures pratiques

Les machinistes utilisent souvent du liquide de refroidissement pour machines CNC pour atténuer les effets de la surchauffe sur l'outil de coupe ou les matériaux pendant le processus d'usinage CNC. Ces liquides de refroidissement sont efficaces en tant que lubrifiants et mécanismes de refroidissement et facilitent l'élimination des copeaux.

Cet article explique le fonctionnement du liquide de refroidissement CNC et sa technique de livraison. Vous découvrirez également l'importance des liquides de refroidissement dans une machine CNC, ses types et bien plus encore. Allons-y !

Qu'est-ce que le liquide de refroidissement CNC ?

Le liquide de refroidissement CNC ou fluide de coupe est un fluide industriel couramment utilisé dans les opérations de découpe de métaux pour une efficacité améliorée. Le liquide de refroidissement pour usinage CNC comprend des additifs chimiques spéciaux formulés grâce à une concentration scientifique de composés. Ses principaux éléments comprennent la graisse animale, l'eau, le distillat de pétrole, l'huile végétale et d'autres matières premières.

Ces liquides de refroidissement améliorent la capacité des machines CNC à couper des matériaux tels que les plastiques haute densité, la fibre de verre et les métaux tout en réduisant l'accumulation de température élevée.

Comment fonctionnent les systèmes de refroidissement ?

Un mélange de liquide de refroidissement de la machine CNC s'écoule sur la zone de travail pendant les opérations d'usinage CNC. Le liquide de refroidissement élimine les copeaux et les particules de la zone de travail comme une inondation. Ensuite, il s'écoule dans le puisard au bas de la machine, où vous devez le pomper et le faire recirculer vers la zone de travail pour une utilisation continue.

Le liquide de refroidissement refroidit la pièce lors de l'usinage à grande vitesse et lubrifie l'outil de coupe à basse vitesse. Par conséquent, le liquide de refroidissement CNC augmente la durée de vie de l’outil de coupe en le protégeant de la corrosion et en protégeant la pièce de la déformation. Pour garantir des performances optimales, vous devez surveiller, entretenir et ajuster les systèmes de refroidissement des machines CNC centrales et uniques.

Cependant, un petit système de refroidissement utilise un composant moins efficace pour la séparation et la filtration de l'huile, ce qui entraîne des changements constants et une plus grande variation des niveaux de concentration. Il serait donc préférable d'utiliser des liquides de refroidissement moins sensibles à la contamination par les copeaux dans les petits systèmes.

Diverses livraisons de liquide de refroidissement dans les machines CNC

Différentes machines CNC utilisent des liquides de refroidissement ayant des propriétés et des pressions variables. Par conséquent, il est essentiel de choisir le mécanisme de distribution de liquide de refroidissement idéal pour votre machine CNC. Ne pas choisir la quantité appropriée peut entraîner un épuisement rapide des ressources de l'atelier, tandis qu'une mauvaise pression peut endommager la pièce ou les outils de coupe CNC. Voici quelques-uns des types courants de distribution de liquide de refroidissement dans les machines CNC :

Mécanisme de refroidissement par brouillard

Cette méthode de distribution de liquide de refroidissement utilise une basse pression adaptée aux opérations où l'élimination de la chaleur et des copeaux n'est pas une préoccupation majeure. En tant que tel, le refroidissement par brouillard ne soumet pas l'outil et la pièce à des contraintes supplémentaires puisqu'aucune pression élevée n'est appliquée.

Mécanisme de refroidissement par air

La technique de refroidissement par air n'est pas idéale à des fins de lubrification mais permet de réduire la chaleur et d'extraire les copeaux. Le refroidissement par air est moins efficace car il ne contient pas de liquide de refroidissement à base d'huile ou d'eau.

De plus, le mécanisme de refroidissement par air est idéal pour le contact direct avec une pièce à usiner lorsqu'il s'agit de matériaux plus sensibles. Cependant, il convient aux matériaux plastiques sensibles aux chocs thermiques ou à une expansion rapide car le refroidissement direct entraîne souvent une contraction de la pièce.

Mécanisme de lubrifiant de qualité minimale (MQL)

La priorité de chaque atelier CNC est d'obtenir un avantage concurrentiel en améliorant l'efficacité de l'atelier, en augmentant la production et en réduisant les coûts. En conséquence, les ateliers CNC ont souvent recours au MQL en raison de ses avantages environnementaux.

Le mécanisme MQL réduit les coûts et le gaspillage de matériaux en utilisant la quantité requise de liquide de refroidissement. Ils se présentent généralement sous forme de brouillard très fin ou d'aérosol, fournissant un liquide de refroidissement adéquat pour exécuter efficacement une opération définie.

Mécanisme haute pression

L'alimentation en liquide de refroidissement haute pression des machines CNC utilise une pression supérieure à 1 000 psi pour éliminer les copeaux pendant les opérations d'usinage. Cette méthode est idéale pour extraire et drainer les copeaux car elle les éloigne du matériau.

La pression utilisée dans cette méthode peut endommager un outil de micro-diamètre même si elle peut refroidir la pièce rapidement et efficacement. Par conséquent, cette méthode est compatible avec les opérations de perçage CNC ou de cavité profonde et est facilement transportable à l'aide du liquide de refroidissement ou du réservoir de liquide de refroidissement intégré.

Les liquides de refroidissement d'usinage se répartissent en quatre grandes catégories avec leurs formulations respectives. Cependant, il serait utile de choisir un liquide de refroidissement en fonction de son efficacité et de ses performances globales, en tenant compte du matériau et du processus d'usinage impliqués. Vous trouverez ci-dessous les types courants de liquide de refroidissement pour machines.

Fluides synthétiques

Ces liquides de refroidissement sont les plus propres car ils ne contiennent ni pétrole ni huile minérale. Les fluides synthétiques contiennent des inhibiteurs de rouille et des lubrifiants chimiques qui se décomposent dans l'eau. Ces fluides sont mélangés à de l'eau pour produire un fluide de travail des métaux. Par conséquent, ces liquides de refroidissement CNC possèdent une capacité de refroidissement élevée, une prévention de la corrosion, une maintenance facile et un pouvoir lubrifiant.

De plus, les fluides synthétiques sont principalement utilisés dans les processus d'usinage à haute température et à grande vitesse comme le meulage de surfaces en raison de leur excellente capacité de refroidissement. Les fluides synthétiques à usage intensif sont idéaux pour gérer plusieurs opérations d'usinage.

Les synthétiques sont classés en synthétiques simples et complexes ou émulsionnables en fonction de leur composition. Des produits synthétiques simples ou de vraies solutions sont couramment utilisés pour le meulage léger. D'autre part, les concentrés synthétiques complexes contiennent des fluides synthétiques adaptés aux procédures d'usinage modérées à lourdes. Plus important encore, les lubrifiants synthétiques complexes permettent des vitesses et des avances élevées dans les opérations d'usinage.

Avantages

• Les fluides synthétiques présentent un contrôle microbien élevé et une excellente résistance au rancissement.
• Ces lubrifiants offrent une excellente résistance à la corrosion et une capacité de refroidissement élevée.
• Ils offrent une plus grande stabilité après mélange avec de l'eau.
• Les synthétiques permettent un entretien facile car ils sont propres et adaptés à diverses opérations d'usinage.

Inconvénients

• Les fluides de machine, tels que les huiles lubrifiantes, peuvent facilement contaminer les fluides synthétiques. Par conséquent, vous devez gérer et entretenir ces fluides efficacement.
• Les produits synthétiques génèrent de fines brumes ou de la mousse en raison de conditions d'agitation modérées à élevées, même s'ils sont moins vulnérables aux problèmes liés aux fluides à base d'huile.

Fluides semi-synthétiques

Les semi-synthétiques sont un hybride d’huiles synthétiques (polymères) et solubles. Ces fluides contiennent environ 2 à 30 % d’huile minérale ou de pétrole dans une concentration dilatable dans l’eau. Le pourcentage restant d'un fluide semi-synthétique est constitué d'eau et d'émulsifiants. Les autres éléments contenus dans le concentré comprennent des additifs biocides, des agents mouillants et des inhibiteurs de corrosion. Elles sont communément appelées émulsions chimiques réalisées car l'eau est son ingrédient principal et s'émulsionne avec l'eau pendant la production du concentré.

Ces fluides semi-synthétiques sont généralement translucides. Cependant, leurs propriétés peuvent varier de légèrement translucides à opaques. De plus, bon nombre de ces semi-synthétiques ont une bonne sensibilité à la chaleur. Ainsi, des molécules d'huile semi-synthétiques entourent l'outil de coupe, assurant un meilleur pouvoir lubrifiant.

Avantages

• Ce sont d'excellents lubrifiants pour les applications modérées à intensives.
• Les fluides semi-synthétiques permettent de couper à des avances et des vitesses plus élevées grâce à leurs remarquables propriétés de mouillage et de refroidissement.
• Ces fluides possèdent une faible viscosité, permettant de meilleures propriétés de décantation et de nettoyage.

Inconvénients

• La dureté de l'eau altère la stabilité des fluides semi-synthétiques, provoquant des dépôts d'écume d'eau dure.
• Ces liquides moussent facilement car leurs additifs de nettoyage fournissent moins de lubrification que les huiles solubles.

Huile pure

Ces huiles sont obtenues à partir de pétrole, d’huiles minérales, d’animaux et d’autres éléments tels que des composés, des légumes et des graisses. Ces huiles pures contiennent parfois d’autres ingrédients, tels que des additifs de phosphore, de soufre et de chlore. Les huiles pures sont généralement insolubles dans l'eau et offrent la meilleure lubrification, prévention de la rouille, une meilleure durée de vie du carter et un entretien facile.

Étant donné que les bactéries ne se développent que dans les fluides contenant de l’eau, les huiles pures ne se dégradent pas. Ces huiles réduisent la force produite lorsque l'outil de coupe coupe le matériau, effectuant des coupes nettes pour garantir une finition de surface lisse sur la pièce.

Avantages

• L'huile pure offre un bon pouvoir lubrifiant et réduit la friction lors des opérations d'usinage.
• Ils garantissent d'excellentes finitions et minimisent l'usure des outils.
• Ces huiles sont souvent abordables et présentent une compatibilité élevée avec plusieurs matériaux comme le bronze, l'acier et le fer, couramment utilisés dans les machines et les équipements.

Inconvénients

• Les huiles pures ont de mauvaises performances de refroidissement.
• Ils nécessitent généralement un entretien et des vidanges d'huile plus importants en raison de leurs propriétés de dégradation élevées.
• Ces huiles ne sont pas idéales pour des applications spécifiques à hautes performances.
• Les huiles pures présentent un impact négatif sur l'environnement si elles ne sont pas correctement éliminées.

Huiles solubles

Les huiles solubles, également connues sous le nom d'émulsions ou d'huiles hydrosolubles, constituent d'excellents choix de liquides de refroidissement pour l'usinage général et sont couramment utilisées parmi les fluides de coupe solubles dans l'eau. Les huiles solubles dans l’eau créent souvent des émulsions lorsqu’elles sont mélangées à de l’eau. Le résultat du mélange comprend l’huile minérale de base et l’émulsion pour créer un fluide de travail des métaux. Il fonctionne bien sous forme diluée et offre d'excellentes performances de lubrification et de transfert de chaleur.

Les huiles solubles sont bon marché et couramment utilisées dans l’industrie métallurgique. Ils contiennent 60 à 90 % de pétrole, d'émulsifiants ou d'huile minérale et adhèrent à la pièce pendant l'usinage. Il est idéal pour la lubrification et offre une excellente résistance à la rouille lorsqu'il est mélangé avec une quantité spécifique d'inhibiteur de rouille.

Avantages

• Ces huiles facilitent un meilleur refroidissement et une meilleure lubrification grâce au mélange d'eau et d'huile.
• Les huiles solubles sont polyvalentes et conviennent parfaitement aux opérations légères et moyennes, y compris diverses applications ferreuses et non ferreuses.
• Vous pouvez accompagner les opérations telles que le taraudage et le brochage traitées avec des huiles pures à l'aide d'huiles solubles très résistantes.

Inconvénients

• Le réservoir de liquide de refroidissement favorise la croissance microbienne des bactéries et des champignons s'il n'est pas entretenu correctement.
• L'huile présente dans le mélange entraîne des problèmes de contrôle de la rouille, des pertes par évaporation et une contamination par l'huile tramée.

Comprendre la concentration du liquide de refroidissement des machines CNC

L'application d'une mauvaise concentration de liquide de refroidissement dans votre machine CNC peut entraîner plusieurs complications. Par conséquent, il est essentiel de comprendre comment utiliser le rapport de liquide de refroidissement approprié pour la machine CNC pour obtenir les meilleurs résultats. Certains risques sont associés à l'application d'une concentration de liquide de refroidissement inférieure aux exigences minimales de la machine CNC. Ceux-ci incluent :

• Croissance microbienne
• Usure plus rapide des outils de coupe
• Corrosions des pièces et des machines

D'un autre côté, les risques causés par une concentration excessive de liquide de refroidissement incluent :

• Mousse
• Toxicité
• Un gaspillage concentré
• Conduction thermique réduite
• Mauvaise lubrification
• Décoloration des machines et des pièces usinées
• Dégradation des outils due à l'accumulation de résidus

Tableau de concentration du liquide de refroidissement CNC

Vous trouverez ci-dessous un tableau de concentration du liquide de refroidissement contenant les variations des niveaux de concentration du liquide de refroidissement CNC :

MatériauFraisageTournageTapotageCuivreHuile solubleHuile solubleHuile solubleHuile solubleAluminiumHuile minérale ou huile soluble (avec 96 % d'eau)Huile minérale avec huile soluble (ou) 10 % de graisseHuile soluble (avec 70-90% d'eau)Huile minérale mélangée à 25 % d'huile de baseBronzeHuile solubleHuile solubleHuile solubleHuile minérale à 30% saindouxAcier à faible teneur en carbone et à outilsHuile soluble75% minérale avec et 25% d'huile de saindouxHuile solubleHuile minérale avec 25%-40% d'huile de saindouxFont malléableHuile solubleHuile solubleHuile solubleHuile solubleAciers alliés90% d'huile minérale avec 10% d'huile de saindouxHuile minérale à 75% avec 25% d'huile de base de soufreHuile soluble70% d'huile minérale avec 30% d'huile de saindouxLaiton Soluble huile (avec 96 % d'eau)Huile minérale avec 10 % de matières grassesHuile solubleHuile minérale avec 10 % – 20 % d'huile de saindouxFonteSecSecSec25 % d'huile de saindoux avec 80 % d'huile minérale ou sèche

Liquides de coupe à base d'eau et liquides de refroidissement CNC haute pression

Les fluides de coupe à base d'eau et les liquides de refroidissement pour machines CNC à haute pression sont courants dans les processus de travail des métaux. Ces fluides sont efficaces pour lubrifier les outils et les matériaux de coupe.

Les fluides à base d'eau ont d'excellentes propriétés de dissipation thermique et de pouvoir lubrifiant. Ils constituent généralement des alternatives écologiques et rentables aux liquides de refroidissement pour machines à haute pression. Cependant, les liquides de refroidissement à base d'eau sont vulnérables à la croissance bactérienne et peuvent favoriser la corrosion de certains métaux.

En attendant, il serait utile d'investir dans un système capable d'augmenter les vitesses et les avances, d'améliorer la durée de vie des outils et d'éviter les problèmes de contrôle des copeaux si votre machine fonctionne avec des liquides de refroidissement CNC à haute pression. En conséquence, le liquide de refroidissement CNC haute pression augmente considérablement la productivité. Vous pourriez subir des pressions supérieures à 1 000 psi, vitales pour les opérations de taraudage et de forage profond.

Cependant, les liquides de refroidissement CNC haute pression sont coûteux et nécessitent un entretien important pour garantir une fonctionnalité optimale. De plus, ces systèmes nécessitent des compétences pour garantir un fonctionnement sûr et efficace.

Conclusion

Les liquides de refroidissement pour machines CNC aident à atteindre une efficacité optimale dans un atelier CNC. Ces liquides de refroidissement aident à réduire l'accumulation de chaleur, à lubrifier l'outil de coupe et à prévenir la décoloration et les défaillances dans les processus d'usinage tels que le fraisage, le tournage ou le perçage CNC.

N'hésitez pas à nous contacter chez WayKen chaque fois que vous avez besoin de l'aide de professionnels pour déterminer le type de lubrifiant et la pression idéaux pour vos machines CNC. Nous sommes un atelier CNC unique pour tous vos besoins de fabrication, nous vous offrons des services d'usinage CNC fiables et professionnels.

FAQ

Quel est le bon moment pour changer le liquide de refroidissement d'une machine CNC ?

Divers facteurs influencent souvent l'intervalle dont vous avez besoin pour changer le liquide de refroidissement de votre machine. Vous devez tenir compte du matériau usiné, du type de liquide de refroidissement et des conditions de fonctionnement de la machine CNC. Cependant, la plupart des fabricants de machines CNC recommandent en règle générale de procéder tous les 6 à 12 mois.

Comment puis-je tuer les bactéries présentes dans le liquide de refroidissement d'usinage CNC ?

Vous pouvez prévenir ou arrêter la croissance bactérienne dans le liquide de refroidissement des machines CNC en injectant de l'ozone directement dans le liquide de refroidissement. Il tue les virus, le rendement, les bactéries ou les moisissures et élimine les odeurs du carter de liquide de refroidissement.

Qu'est-ce qui cause la formation de mousse dans un liquide de refroidissement CNC ?

Le manque de minéraux dans l’eau d’approvisionnement est l’une des principales causes de formation de mousse dans les liquides de refroidissement. Cependant, il est conseillé de vérifier la dureté de l'eau à l'aide de bâtonnets de test de dureté.