Bien choisir l’emplacement du contrôle du processus

Un contrôle efficace de la microlubrification a-t-il une chance sur les machines-outils ? Peut-on vraiment le leur appliquer ? Rhysearch et Unilube travaillent à ces questions dans une étude de faisabilité pour le contrôle du processus. L’état actuel de la technique ne permet que le contrôle du Système de Lubrification Minimale (comp. à ce sujet le blog : « Contrôle du processus de microlubrification »). Il est certes donc possible d’observer la fonction (correcte) mais pas la micro-pellicule lubrifiante.  Pourtant, une micro-pellicule lubrifiante agit précisément là où a lieu l’enlèvement de copeaux – c’est-à-dire entre la pièce et l’arête de coupe de l’outil. C’est pourquoi il est d’une importance capitale pour l’optimisation des coûts et du process de fabrication de disposer de connaissances exactes sur ce qui se passe réellement à cet endroit.

Qu’est-ce qui a été testé ?

La série de tests a débuté avec des essais au microscope. Lors de ces essais, plusieurs lubrifiants haute performance modifiés avec un marqueur fluorescent et d’une épaisseur précisément fixée ont été excités avec de la lumière d’une longueur d’onde définie. C’était nécessaire pour pouvoir mesurer l’émission lumineuse du lubrifiant. La même chose a été réalisée avec de l’huile naturellement fluorescente. Le résultat inattendu : il s’est avéré plus difficile que prévu d’avoir des données quantitatives sur la mesure de l’épaisseur de la micro-pellicule lubrifiante à un instant donné. Il était plus simple d’identifier à partir de quel moment la surface commençait lentement à sécher. Il en résulta la question intéressante du moyen le plus approprié, en pratique, de contrôler le processus. S’agit-il de la mesure de l’épaisseur de la couche de lubrifiant, plus coûteuse, avec adjonction d’un marqueur fluorescent ou du contrôle, plus facilement réalisable, du fonctionnement à sec d’une fraise avec des huiles naturellement fluorescentes ? Après les premières conclusions, le tout est passé à un dispositif expérimental macroscopique et réaliste. Nous avons testé ici les sources de lumière les plus diverses en utilisant différentes longueurs d’onde pour l’excitation. Nous avons alors pu observer des émissions lumineuses présentant différentes longueurs d’onde. Comme les longueurs d’onde d’excitation et d’émission se chevauchent partiellement, des filtres adaptés ont dû être recherchés aussi bien pour la source lumineuse que pour la caméra. Le bilan globalement positif : la lumière environnante naturelle influence effectivement le résultat, mais n’empêche pas le contrôle du processus de production. Ou exprimé autrement : l’occultation d’une machine-outil permet un contrôle du processus plus fin mais n’est pas absolument indispensable. Ainsi, par exemple, une lampe LED peut fournir la lumière habituelle dans une fraiseuse, mais, pendant la fabrication active, d’autres parties du spectre lumineux de la LED sont utilisés pour stimuler la fluorescence.

Une exigence impossible ? Au contraire !

Le point de départ de l’étude de faisabilité était une idée folle. Notre série d’essais nous a finalement permis de tester tous les aspects essentiels et nous pouvons aujourd’hui dire : D’un point de vue purement technique, rien ne va à l’encontre d’une utilisation sur une machine-outil ! Le contrôle du processus de microlubrification sur des machines-outils n’est donc pas fondamentalement voué à l’échec. Le contrôle du processus et le circuit de régulation sont plutôt réalisables sur une machine-outil qui utilise la fluorescence d’un lubrifiant et pilote la microlubrification pour un meilleur enlèvement de copeaux. La fenêtre de process optimale se trouve justement dans l’usinage quasi-sec où, certes, les copeaux et la surface de la pièce sont secs, mais où l’arête de coupe de l’outil à la sortie du matériau ne l’est pas encore, dans le cas idéal. La pratique montre toutefois que les utilisateurs éprouvent des difficultés à approcher de cet optimum par excès de précaution. C’est pourquoi nous pensons qu’un contrôle du processus pourrait vraiment être d’une grande aide pour le client.

Montre trois plaquettes réversibles dont deux sont enduites de lubrifiant. Dans l’un des lubrifiants, on a ajouté un marqueur fluorescent. Le lubrifiant fluorescent brille de manière intense et est bien visible. Résultat de la recherche d’Unilube dans le domaine de la microlubrification.
de gauche à droite : Plaquette réversible enduite de lubrifiant avec marqueur fluorescent, avec un lubrifiant normal et une plaquette réversible sèche

Pourra-t-on passer à l’atelier de production demain ?

En premier lieu, nous ne voyons pas les bénéfices d’un tel contrôle du processus dans le fait de donner un sentiment de sécurité à des utilisateurs inexpérimentés de la microlubrification. L’attention est portée ici en première ligne sur la fabrication de grandes séries. Précisément dans l’industrie automobile où règne une énorme pression sur les coûts, notre contrôle de processus innovant peut générer une belle plus-value. Cette industrie hautement productive et compétitive exploite déjà l’énorme potentiel d’économie de la microlubrification pour baisser ses coûts de production. Notre conclusion issue de nos expériences et de nos progrès lors de la série de tests : Un contrôle du processus à l’aide de lubrifiants fluorescents est faisable et présente du potentiel. De grandes parties de la recherche fondamentale sont maintenant effectuées et le contrôle du processus fonctionne dans des conditions de laboratoire coûteuses. La prochaine grande étape est le développement d’une solution à un coût raisonnable pour l’utilisation sur une machine-outil. La balle est dans le camp des clients et de leurs analyses coûts-bénéfices. Cet article de blog vous a-t-il plu ? Abonnez-vous à notre Newsletter et nous vous informons tous les mois sur les connaissances techniques actuelles en lien avec l’usinage quasi-sec. Les interlocuteurs d’Unilube AG et de Rhysearch pour ce projet restent volontiers à votre disposition si vous avez d’autres questions.

 

Monsieur Dr. Raoul Roth                                                               Monsieur Jonas Hügli
Chef de projet / Rhysearch                                                               Chef de projet / Unilube AG
Tél. : +41 81 755 49 58                                                                       Tél. : +41 71 672 65 22
raoul.roth@rhysearch.ch                                                                  info@unilube.ch

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