Un lubrifiant à base aqueuse, elaboré à partir de biopolymères d’origine renouvelable et d’additifs appropriés, optimise la fabrication, y compris dans le domaine médical. Il se refroidit très bien et sa viscosité peut être adaptée.
L’usinage des matériaux fait appel à un ensemble complexe de machines, de pièces à usiner, d’outillage, de grandeurs de commande, de conditions limites et de lubrifiant. Un nouveau support à base d’eau et sans huile minérale offre selon son fabricant d’excellentes propriétés de refroidissement et, à la différence des lubrifiants classiques miscibles avec l’eau, il permet d’ajuster sa viscosité selon les besoins pendant le traitement. Ce produit, Berufluid, a été mis au point par la société Carl Bechem à Hagen dans le cadre d’un projet de recherche.
Les résultats de tests de meulage réalisés par des utilisateurs comme Tyrolit montrent que l’on peut également atteindre d’excellents volumes de découpe dans des applications d’usinage de carbure de tungstène exigeantes, qui dépassent les valeurs possibles avec des huiles ou des solutions de meulage, avec à la clé, une usure moindre des outils.
Ainsi, pour rectifier des goujures de fraises à queue en carbure de tungstène (K 10), on atteint en général un volume de découpe Q’w de 3 à 7 mm3/mms à l’aide d’une meule en diamant. Ces valeurs correspondent aussi bien à des lubrifiants miscibles ou non avec l’eau et qui n’ont pas non plus montré de différences sensibles en termes de performances lors du test.
Des comparaisons ont été établies avec plusieurs émulsions et solutions, de l’huile de meulage et Berufluid à base aqueuse. Avec les émulsions ou les solutions, un Q’w maximal de 5 a été atteint pour le meulage de 16 goujures. Avec l’huile de meulage, le Q’w maximal s’est élevé à 10 pour 16 goujures. Berufluid à base aqueuse a atteint un Q’w de 15 pour une utilisation avec 40 goujures. Les essais chez les utilisateurs ont montré une force très basse, une faible usure de la meule et un excellent pouvoir refroidissant. Aucun problème de brouillard d’huile ne s’est produit avec Berufluid.
« Les volumes de découpe plus importants que l’on peut atteindre, ainsi que l’allongement de la durée de vie des outils contribuent à optimiser la rentabilité du process », explique le professeur Heinz Dwuletzki, responsable de la division Laboratoire et Développement pour le travail des métaux chez Bechem. Les utilisateurs qui transfèrent leurs process de travail des métaux d’un système à base d’huile vers un système à base aqueuse sans huile, n’ont pas à investir dans des dispositifs coupe-feu et dans des solutions de sécurité. Ils réalisent ainsi des économies d’énergie indirectes du fait de l’allongement de la durée de vie des outils et d’économies directes puisqu’ils dépensent moins pour refroidir le support d’usinage. Bechem peut également attester d’excellents résultats pour d’autres opérations que la rectification, tels que le taillage de roues dentées, le fraisage, le taillage fraise-mère, le perçage et le perçage profond, ainsi que pour la deformation.
La nouvelle solution de lubrification peut également être utilisée en génie biomédical, par exemple, pour fabriquer des implants à formes complexes. L’enjeu réside ici dans les matériaux qui sont difficiles à usiner, les fortes exigences en matière de qualité de surface, le respect des cotes et la reproductibilité.
Le lubrifiant Berufluid sans huile minérale est déjà intégré à la chaîne de production dans quelques champs d’application du secteur. Il convient en général à l’usinage du titane ou d’alliages de titane, de l’acier ou d’associations d’acier et de tungstène, du tungstène et de la céramique (la zircone). Des expériences concluantes ont été réalisées pour l’usinage d’alliages de cobalt et de chrome.
Le passage à une fabrication avec un autre lubrifiant dans le secteur du génie biomédical est évidemment lourd de conséquences. Le passage de l’huile à l’eau entraîne des modifications indispensables dans les process d’usinage, au niveau des machines et des séquences de travail, qui doivent être documentées. Pour des raisons réglementaires, les autorités compétentes devront à nouveau évaluer toutes les étapes de production.
Kai-Uwe Vieweg Carl Bechem, Hagen
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