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Types de fluides de coupe CNC : Votre guide complet de sélection
En matière d'usinage de précision, le bon fluide de coupe CNC fait toute la différence. Vous avez besoin de plus qu'un simple liquide pour garder vos outils de coupe affûtés et vos pièces dans les tolérances.
Le choix du fluide de coupe CNC impacte la durée de vie de vos outils, la qualité du fini de surface et les coûts de fabrication. Par exemple, le mauvais fluide de coupe est la principale cause des dommages prématurés aux outils, d'une finition de surface de mauvaise qualité et de problèmes de maintenance.
Cependant, avant de choisir un fluide de coupe CNC, vous devez comprendre les capacités et les limites de chaque fluide.
Qu'est-ce que le fluide de coupe CNC ?
Le fluide de coupe CNC est un fluide spécial pour l'usinage CNC. Il a trois fonctions principales :
- Il contrôle la chaleur
- Réduit la friction
- Et élimine les copeaux de la zone de coupe.
Son rôle principal est d’améliorer la durée de vie des outils et la qualité des pièces.
Dans le travail des métaux, la friction génère beaucoup de chaleur à l'interface entre l'outil et la pièce. Cette chaleur peut atteindre 1000°F. Sans un refroidissement adéquat, vos outils de coupe subiront une usure rapide, une déformation thermique et une défaillance prématurée. Surtout, la pièce elle-même subira des modifications dimensionnelles et des dommages à la surface.
Au-delà du refroidissement, les fluides de coupe CNC remplissent également les fonctions suivantes :
- Dissipation de chaleur
- Lubrification
- Évacuation des copeaux
- Prévention de la corrosion
Principaux types de fluides de coupe CNC
Il existe deux principaux types de fluides de coupe CNC : à base d'eau et à base d'huile. Cependant, la classification pratique les divise en quatre types.
Voici les types :
- Huiles pures
- Huiles solubles
- Fluides semi-synthétiques
- Fluides synthétiques
Chaque catégorie vous apporte des connaissances pour associer les propriétés du fluide de coupe à vos exigences en matière d'usinage.
Huiles pures
Les huiles pures contiennent 100 % de pétrole et d'huile minérale, sans eau. Elles sont utilisées non diluées, directement du contenant à votre machine. Leur aspect sombre et épais les distingue immédiatement des alternatives à base d'eau.
Composition et performance
Ces huiles contiennent sulfure de pression extrême et composés de chlore. Leur objectif est de gérer les forces de coupe intenses. La formulation assure une lubrification maximale au niveau du tranchant. En réalité, aucun autre type de fluide de coupe n'offre des propriétés de lubrification de limite comparables.
La résistance du film huileux empêche le contact métal-à-métal, même sous une pression extrême. Par conséquent, vous obtenez une durée de vie plus longue pour les outils, car la viscosité crée une barrière protectrice qui est meilleure que les fluides de coupe à base d'eau.
Huiles solubles
Les huiles solubles créent une émulsion blanche laiteuse lorsqu'elles sont mélangées avec de l'eau. Vous diluez généralement ces concentrés dans des proportions de 5% à 10% d'huile pour 90% à 95% d'eau. Il s'agit du type de liquide de refroidissement CNC le plus utilisé dans la fabrication.
Formulation et caractéristiques
L'huile minérale de base contient des émulsifiants qui se mélangent facilement avec l'eau. Lorsqu'elle est bien mélangée, de petites gouttes d'huile se suspendent dans l'eau, créant une émulsion stable. Cette combinaison procure à la fois un refroidissement par l'eau et une lubrification par l'huile.
Éléments anticorrosion protègent les surfaces usinées et les pièces de la machine. Ensuite, les biocides contrôlent la croissance bactérienne, bien que le suivi régulier reste important.
Refroidissants semi-synthétiques
Les refroidissants semi-synthétiques représentent une formulation hybride entre les huiles solubles et les produits entièrement synthétiques. L'apparence translucide à semi-opaque indique un contenu réduit en huile. En général, il varie de 2 à 8 % contre 30 à 50 % dans les huiles solubles.
Formulation et avantages
La chimie mélange de petites quantités d'huile minérale avec des lubrifiants synthétiques et des additifs. Cette approche hybride offre un meilleur refroidissement que les huiles solubles. Cependant, elle conserve une meilleure lubrification par rapport aux produits entièrement synthétiques.
La formule synthétique améliore la stabilité de l'émulsion et prolonge la durée de vie du bain. En résultat, vous obtiendrez un fonctionnement plus propre avec moins de résidus sur les machines et les pièces. Cette formulation réduit la quantité d'huile de traînée, facilitant ainsi l'entretien par rapport aux huiles solubles traditionnelles.
Refroidissants synthétiques
Les refroidissants synthétiques ne contiennent aucun pétrole. Cette formulation comprend des polymères chimiques solubles dans l'eau, des inhibiteurs de corrosion et des additifs de lubrification synthétiques.
Composition chimique
Ces refroidissants sont de véritables solutions plutôt que des émulsions. Il n'y a pas de gouttes d'huile suspendues dans l'eau. Cette différence fondamentale offre des avantages significatifs en termes de performance.
Les polymères synthétiques assurent la lubrification par des mécanismes différents de ceux de l'huile. En même temps, la lubrification dans les additifs chimiques et à haute pression extrême remplace le film d'huile.
Méthodes de livraison du liquide de refroidissement pour CNC
La méthode de livraison influence la performance du liquide de refroidissement tout autant que le type de liquide lui-même. C'est pourquoi vous devez adapter l'approche de livraison en fonction de vos besoins de usinage.
Systèmes de refroidissement par inondation
Le refroidissement traditionnel par inondation fournit de grands volumes de liquide de refroidissement directement sur la zone de coupe. Les débits de liquide varient généralement entre 30 000 et 60 000 ml par heure. Le liquide de refroidissement inonde complètement la zone de coupe, assurant une élimination maximale de la chaleur.
Cette approche est idéale pour les matériaux susceptibles de subir un durcissement par travail, tels que l'acier inoxydable et l'Inconel. Le flux continu de liquide de refroidissement empêche le chauffage localisé. Par exemple, l'usinage de l'acier inoxydable 316 sans un refroidissement adéquat par inondation entraînera un durcissement rapide du matériau et une défaillance de l'outil.
Lubrification à faible quantité (MQL)
La MQL (lubrification à faible quantité) est une technologie d'usinage presque à sec. Un lubrifiant atomisé est appliqué en petites quantités, moins de 50 ml par heure. La brume fine lubrifie précisément au niveau du tranchant sans refroidissement par inondation.
Cela est également bénéfique pour l'écosystème. Par exemple, la consommation de liquide de refroidissement diminue de 95 à 99 % par rapport aux systèmes par inondation. Les pièces sortent de la machine pratiquement sèches, ce qui élimine les opérations de nettoyage. En conséquence, les coûts opérationnels et de disposition sont réduits de manière significative.
Systèmes de refroidissement haute pression
La livraison de liquide de refroidissement par le biais du broche fournit le liquide directement au niveau du tranchant. La pression varie de 300 à 1500 PSI, ce qui force le liquide de refroidissement à traverser les canaux internes de l'outil jusqu'à la zone de coupe.
Cela améliore l'évacuation des copeaux. Dans le perçage de trous profonds, le jet de liquide de refroidissement haute pression pousse les copeaux vers le haut et hors du trou. Sans cette pression, l'accumulation de copeaux peut casser l'outil. Par exemple, percer des trous avec un rapport profondeur/diamètre supérieur à 5:1 devient pratique avec un refroidissement haute pression.
L'amélioration de la durée de vie de l'outil sur des matériaux difficiles atteint de 200 à 300 %. Le liquide de refroidissement atteint des zones auxquelles le refroidissement par inondation ne peut pas accéder. Il fournit à la fois lubrification et refroidissement exactement là où cela est nécessaire. Cependant, les outils spécialisés et les modifications de la machine augmenteront considérablement les coûts.
Conclusion
Le bon liquide de refroidissement CNC nécessite également une correspondance des qualités de refroidissement en fonction de vos exigences de traitement. Par exemple, les huiles pures offrent une lubrification maximale pour les opérations lourdes. Les huiles solubles offrent des performances polyvalentes pour l'usinage général.
Les semi-synthétiques présentent des propriétés équilibrées pour des travaux plus précis. Il est important de toujours consulter les fabricants de liquides de refroidissement pour optimiser les performances en fonction de vos applications.
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