Dans l’usinage par enlèvement de copeaux comme le fraisage de matériaux durs et tenaces, de nombreux facteurs influencent la qualité de la coupe, la durée d’un outil et, plus globalement, la sécurité du processus. On retrouve très souvent ces matériaux durs : aciers fortement alliés, Inconel ou encore titane, dans l’industrie aéronautique.

Pour le développement de nouvelles machines dédiés à la production de composants de structures aéronautiques de grande dimension en titane, le centre de recherche allemand INGERSOLL MACHINE TOOLS a procédé à de nombreux essais. Son objectif a été de définir le meilleur process: machine, outil, lubrifiant, pour atteindre les conditions les plus favorables d’usinage de l’alliage de titane Ti6AL4V.


Une approche de la performance par comparaison directe
Les essais avec différents lubrifiants réfrigérants provenant de plusieurs fabricants ont été effectués dans le centre technique de l’entreprise. Tous les produits ont fait l’objet de tests de façons identiques, à partir de centres d’usinage, afin d’obtenir des résultats indépendants et comparables. “Les derniers essais, effectués dans des conditions idéales avec l’alliage de titane Ti6AL4V ont confirmé les résultats des essais précédents” explique Daniel Ermert, spécialiste d’application chez Ingersoll.

Ces essais de fraisage ont été effectués avec des fraises à une dent utilisant de nouvelles géométries normalisées de plaquettes carbure revêtues. Cette nouvelle géométrie est dédiée à l’usinage de superalliages du secteur de l’aérospatial. Les essais avec différents lubrifiants ont porté sur l’usure du tranchant d’un outil de fraisage avec différentes vitesses de coupe allant de 35 à 60 m/mn et d’une avance par dent de 0,2 mm. En comparaison directe avec les meilleurs produits testés, les résultats de BLASER Vasco 5000 ont été supérieurs: pour les mêmes vitesses de coupe, l’usure a été nettement inférieure et pour la même usure, les vitesses de coupe sensiblement plus élevées (voir tableau). Le responsable essais outil d’Ingersoll, Daniel Ermert explique “Avec Vasco 5000, nous avons de nouveau obtenu des durées d’outil exceptionnellement longues qui atteignent cette fois-ci le cap de 150 minutes. Par ailleurs, on aurait pu continuer d’usiner avec ces plaquettes encore au moins 30 minutes”. Pour un produit concurrent, jugé qualitativement bon, la durée d’outil est arrivée à son terme dès 120 minutes. Ces résultats visibles confirment les tableaux d’analyse des relevés collectionnés durant les différents cycles d’essais. Ces derniers ont clairement apporté la preuve que la durée d’outil reste directement liée au lubrifiant réfrigérant utilisé.




- Ce tableau représente graphiquement le résultat des comparaisons effectuées entre les meilleurs produits testés et Blaser Vasco 5000.

Le spécialiste “outil” d’Ingersoll relève la bonne compatibilité avec la machine-outil du produit Blaser Swisslube Vasco 5000 qui se traduit aussi par la faible formation de mousse durant l’usinage. “Par rapport à d’autres produits dont la mousse encombre encore le bac à copeaux, la faible quantité de mousse engendrée par Vasco 5000 se dissout rapidement. C’est un avantage appréciable. Le bon niveau de lubrification évite le sur-dosage ce qui est également appréciable pour la préservation de l’environnement du point de vue des utilisateurs du secteur aéronautique” remarque Daniel Ermert.



- “Produit de haut rendement à base d’huile ester, Vasco 5000 est l’aboutissement du travail fournit durant huit ans par quelque 40 personnes du département R&D chez Blaser Swisslube”, précise Daniel Berger, Chef de projet chez ce spécialiste.


Ce dernier a particulièrement apprécié l’engagement de Blaser Swisslube durant ces essais. “L’identification de Blaser avec ses produits est à 100%. Les collaborateurs de Blaser ont montré, durant les essais, qu’ils maîtrisent parfaitement leur métier, du développement jusqu’à l’amélioration des produits. Nous avons vraiment reçu le produit le mieux adapté à notre application”. La collaboration des centres de recherche respectifs Ingersoll et Blaser a permis de conclure pour l’un, la mise en place d’un nouveau lubrifiant après des années de recherche et, pour l’autre, la maîtrise d’un savoir-faire aplliqué aux matériaux les plus exigeants sur un secteur de pointe : l’aéronautique.

- En haut, la photographie macro montre l’usure constatée de la plaquette après 150 minutes d’usinage avec le lubrifiant Vasco 5000, tandis qu’en bas, ce même type de plaquette montre son degré d’usure après 120 minutes, utilisée avec le meilleur lubrifiant choisi par Ingersoll Machine-Tools, avant que l’entreprise ne mette en œuvre Vasco 5000...

 

Huit années de recherche et d’amélioration pour Vasco 5000

Déjà présente dans le domaine pointu de l’usinage des alliages légers, aciers inoxydables et matériaux durs avec Vasco 1000, l’entreprise BLASER SWISSLUBE s’était fixée comme objectif de satisfaire des exigences élevées considérant les progrès incessant accomplis dans le développement des matériaux. Ceux-ci imposent aux lubrifiants utilisés de répondre à de nouvelles exigences, plus pointues. L’insuffisance de performance des produits courants “titane” aux nouveaux alliages est à l’origine de ce nouveau défi.

“Produit de haut rendement à base d’huile ester, Vasco 5000 est l’aboutissement du travail fournit durant huit ans par les quelque 40 personnes du département R&D chez Blaser Swisslube. Les chimistes et laborantins ont examiné plus de 1 500 formules, l’équivalent d’environ 5 années de travail pour une personne. A cela s’ajoutent 175 essais de longue durée et de stabilité dans les laboratoires internes ainsi que des essais chez les clients avec 14 différents produits. Le challenge de développer un lubrifiant réfrigérant encore meilleur que Vasco 1000 a été d’envergure. Lors du développement de Vasco 5000, nous étions confrontés à plusieurs reprises à des défis de taille” reconnaît Daniel Berger, le chef de projet. Une fois de plus, la persévérance dans la recherche de solutions, sans succomber à la tentation de compromis, a été récompensée. “Les problèmes, liés par exemple à la corrosion ou à la stabilisation chimique insuffisante, ont été entièrement résolus les uns après les autres dans les différentes séries d’essais”.

Grâce aux bonnes caractéristiques de refroidissement et de lubrification, le gain de temps avec Vasco 5000 est multiple. Du fait que les outils durent plus longtemps, la sécurité d’usinage augmente. En effet, l’excellente capacité de lubrification empêche l’usure prématurée des outils de fraisage et par ce biais des dommages possibles sur la pièce même qui nécessite un processus d’usinage long, comme souvent dans l’industrie aéronautique.