Qu'est-ce que le liquide de refroidissement CNC ?
Le liquide de refroidissement CNC est utilisé dans l'usinage pour cool et lubrifier à la fois l'outil de coupe et la pièce à usiner.
Lors de la découpe du métal, la friction chauffe l'ensemble. Une chaleur élevée peut endommager les outils et provoquer des brûlures, des déformations ou des finitions défectueuses des pièces.
Le liquide de refroidissement peut aider à éloigner la chaleur de l'outil et de la pièce afin que vous obteniez des coupes uniformes et une durée de vie de l'outil plus longue.
Il réduit la friction, ce qui diminue l’usure des outils et les maintient plus affûtés plus longtemps.
Le liquide de refroidissement élimine les copeaux et les petits morceaux de métal de la zone de coupe, empêchant ainsi les copeaux de rayer la pièce ou de bloquer l'outil. Certains liquides de refroidissement contribuent également à protéger le métal de la rouille ou de la corrosion.
Comment fonctionne le liquide de refroidissement CNC
Le liquide de refroidissement CNC est acheminé vers la zone de coupe à l'aide de pompes et de tuyaux. Il est pulvérisé, goutte à goutte ou inondé sur l'outil et le matériau pendant l'usinage.
Le liquide de refroidissement absorbe la chaleur au contact, puis la rejette en retournant vers le réservoir. Il forme également un film mince entre l'outil de coupe et la pièce.
Cette couche agit comme un lubrifiant, réduisant ainsi le contact direct et les frottements. Cela rend la coupe plus fluide et contribue à prolonger la durée de vie des outils.
Les machines utilisent le liquide de refroidissement de différentes manières. Certaines utilisent un brouillard refroidi par air et liquide, tandis que d'autres utilisent un jet de liquide pour les travaux lourds.
Terminologie du liquide de refroidissement CNC
Lorsque vous travaillez avec du liquide de refroidissement CNC, vous rencontrerez plusieurs termes courants :
- Concentration — Le mélange de liquide de refroidissement et d’eau, généralement donné en pourcentage.
- Puisard — Le réservoir qui contient votre liquide de refroidissement.
- Huile de vagabond — De l’huile qui pénètre dans votre liquide de refroidissement à partir de machines qui fuient ou de pièces huileuses.
- Émulsion — Un mélange dans lequel l’eau et l’huile sont combinées, souvent présent dans les liquides de refroidissement solubles dans l’eau.
- pH — Le niveau d’acidité ou d’alcalinité du liquide de refroidissement, qui affecte son bon fonctionnement et empêche la rouille.
Types de liquide de refroidissement CNC
| Taper | Utilisation principale | Remarques |
|---|---|---|
| Huile soluble | Usinage général | Convient à la plupart des métaux |
| Synthétique | Coupe à grande vitesse | Pas d'huile, moins de résidus |
| Semi-synthétique | Mélange d'huile et de synthétique | Performance équilibrée |
| Huile pure | Coupe lourde, faible vitesse | Bonne lubrification, pas d'eau |
huiles solubles
Les huiles solubles sont obtenues en mélangeant de l'huile avec de l'eau. Ces liquides de refroidissement sont souvent appelés « émulsions » car ils forment un liquide laiteux une fois mélangés.
Elles sont populaires car elles offrent à la fois refroidissement et lubrification. Vous pouvez utiliser des huiles solubles pour l'usinage de différents métaux, comme l'acier ou l'aluminium.
Ils aident à prévenir la rouille et à réduire l'usure de vos outils de coupe. Ces liquides de refroidissement sont faciles à utiliser, mais il est important de surveiller les proportions de mélange pour éviter les bactéries et la détérioration.
Avantages :
- Bon pour de nombreux métaux
- Équilibre le refroidissement et la lubrification
- Aide à prévenir la rouille
Inconvénients :
- Peut se détériorer s'il n'est pas entretenu
- Nécessite une vérification régulière
Liquides de refroidissement synthétiques
Les liquides de refroidissement synthétiques ne contiennent pas d'huile. Ils sont fabriqués à partir de mélanges chimiques qui se dissolvent complètement dans l'eau, donnant une solution claire ou colorée.
Les synthétiques offrent un excellent refroidissement et préservent la propreté de votre zone d'usinage. Si vous usinez des métaux non ferreux ou souhaitez conserver des pièces impeccables, les synthétiques constituent un excellent choix.
Elles favorisent moins la prolifération bactérienne que les huiles solubles. Cependant, leur lubrification peut être moins efficace pour les travaux difficiles.
Caractéristiques communes :
- Excellent refroidissement
- Idéal pour l'usinage à grande vitesse ou à haute pression
- Faible entretien
Inconvénients :
- Pas idéal pour une lubrification intensive
- Peut mousser dans certains systèmes
Formulations semi-synthétiques
Les liquides de refroidissement semi-synthétiques constituent la transition entre les huiles solubles et les synthétiques. Ils contiennent un mélange d'huile et de produits chimiques synthétiques, vous offrant ainsi les avantages des deux types.
Le liquide a tendance à paraître translucide ou trouble. Ce type de liquide offre un équilibre entre refroidissement, lubrification et prévention de la rouille.
Vous pouvez utiliser des huiles semi-synthétiques pour les travaux d'usinage légers et moyens. Elles durent généralement plus longtemps que les huiles solubles et s'abîment moins vite.
Points principaux :
- Idéal pour l'usinage à usage général
- Moins d'entretien que les huiles solubles
- Refroidissement et lubrification équilibrés
Attention à :
- Certains peuvent avoir besoin de contrôles de concentration plus fréquents
- Peut ne pas fonctionner correctement pour les coupes très lourdes
Huiles pures
Les huiles pures ne se mélangent pas à l'eau. Elles sont utilisées telles quelles et fabriquées à partir d'huiles minérales ou végétales, parfois avec des additifs.
Ces liquides de refroidissement sont idéaux pour les travaux où la lubrification est plus importante que le refroidissement. On les trouve principalement dans les applications de rectification ou d'usinage à basse vitesse.
Ils protègent vos outils de l'usure et contribuent à une finition soignée des pièces. Cependant, ils peuvent dégager de la fumée et des odeurs, et nécessiter une manipulation particulière en raison du risque d'incendie.
Faits en bref :
- Idéal pour les travaux sous pression extrême
- Excellente lubrification
- Aucun mélange requis
Considérer:
- Le moins efficace pour le refroidissement
- Peut créer plus de dégâts et de fumées
- Nécessite une bonne ventilation
Choisir le bon liquide de refroidissement CNC
Compatibilité des matériaux
Les différents métaux et plastiques réagissent différemment aux liquides de refroidissement. Si vous travaillez l'acier inoxydable, par exemple, un liquide de refroidissement par immersion permet d'éviter la surchauffe et l'écrouissage.
Pour l’aluminium, vous devez utiliser un liquide de refroidissement qui ne provoque pas de taches ni de corrosion.
| Matériel | Liquide de refroidissement nécessaire | Pourquoi? |
|---|---|---|
| Acier inoxydable | Inondation, pouvoir lubrifiant élevé | Prévenir la chaleur, réduire l'usure |
| Aluminium | Non tachant, peu moussant | Éviter la corrosion |
| Plastiques | Brume légère, faible lubrification | Empêche la fonte, utilisation minimale |
Applications d'usinage
Pour le taraudage et le filetage, il est important d'utiliser un liquide de refroidissement à fort pouvoir lubrifiant afin d'éviter la casse ou l'écaillage de l'outil. L'arrosage par immersion est courant en cas de production importante de copeaux, car il permet d'évacuer les copeaux de la zone de travail.
Si vous effectuez des opérations de fraisage ou de finition légères, un système de brumisation ou de pulvérisation peut suffire et assurer une propreté optimale. Certaines opérations CNC, comme le perçage de trous profonds, nécessitent un refroidissement spécifique.
Considérations environnementales
De nombreux liquides de refroidissement contiennent des produits chimiques qui peuvent être dangereux s’ils ne sont pas manipulés correctement.
Lorsque vous choisissez un liquide de refroidissement, recherchez ceux qui contiennent des ingrédients moins nocifs ou ceux qui sont biodégradables. Cela vous aide à réduire les risques pour la santé et facilite l'élimination.
Systèmes de distribution de liquide de refroidissement CNC
Systèmes de refroidissement par inondation
Les systèmes de refroidissement par inondation pompent un flux constant de liquide de refroidissement sur la zone de coupe. Cela refroidit l'outil et la pièce tout en évacuant les copeaux et les débris.
On retrouve généralement ces systèmes sur les fraiseuses et les tourneuses qui découpent les métaux. Ces systèmes utilisent des buses pour diriger de grandes quantités de liquide vers la zone de découpe.
Cela permet non seulement de bien refroidir, mais aussi de garder l’outil affûté et de réduire les risques de brûlure.
Avantages :
- Bon pour le refroidissement et le nettoyage
- Facile à installer et à entretenir
- Convient à la plupart des opérations de coupe
Inconvénients :
- Utilise beaucoup de liquide de refroidissement
- Nécessite un nettoyage et une gestion des déversements
- Peut provoquer des éclaboussures
Systèmes de refroidissement par brouillard
Les systèmes de refroidissement par brouillard pulvérisent un fin brouillard de liquide de refroidissement directement sur l'outil et la pièce. Ils assurent un refroidissement et une lubrification légère sans inonder la zone, contrairement aux systèmes à inondation.
Les systèmes de brumisation utilisent de l'air et du liquide de refroidissement pour créer une fine pulvérisation. Ils sont utiles pour l'usinage léger, le perçage ou le travail dans des espaces restreints.
Avantages :
- Utilise moins de liquide de refroidissement que le système d'inondation
- Moins de désordre et un nettoyage plus facile
- Idéal pour les petites pièces ou lorsque l'inondation complète n'est pas nécessaire
Inconvénients :
- Le refroidissement peut ne pas être suffisant pour les coupes lourdes
- Une fine brume peut être préoccupante pour la qualité de l’air si elle n’est pas ventilée
- Nécessite encore de l'entretien pour les buses et les lignes
Livraison par broche
Les systèmes d'arrosage par broche envoient le liquide de refroidissement directement à travers la broche de la machine et l'outil de coupe. Le liquide de refroidissement sort à la pointe de l'outil, atteignant en premier l'arête de coupe.
Ce système permet d'acheminer le liquide de refroidissement là où il est nécessaire, même au plus profond des trous ou dans les espaces restreints. Il assure un excellent refroidissement et contribue à l'évacuation des copeaux lors du perçage profond.
Caractéristiques principales :
- Dirige le liquide de refroidissement vers les endroits difficiles d'accès
- Fonctionne bien avec le perçage de trous profonds et les coupes complexes
- Prend en charge des vitesses de coupe plus élevées en améliorant la durée de vie de l'outil
Défis :
- Coût d'installation et d'entretien plus élevé
- Fonctionne uniquement avec des outils conçus pour un flux de liquide de refroidissement interne
Lubrification en quantité minimale
Les systèmes de lubrification à quantité minimale (MQL) utilisent une très faible quantité de lubrifiant, mélangée à de l'air, pour réduire les frottements au niveau de la zone de coupe. Contrairement aux autres systèmes, la MQL vise à utiliser le moins de liquide possible, juste assez pour lubrifier.
Les systèmes MQL pulvérisent le lubrifiant en fines gouttes. Cette méthode est idéale pour les travaux de coupe légers, les métaux non ferreux ou pour réduire le gaspillage de liquide de refroidissement.
Avantages :
- Utilise très peu de liquide de refroidissement
- Environnement de travail plus propre
- Moins de déchets et nettoyage plus facile des pièces après usinage
Limites:
- Pas idéal pour les coupes intensives ou les températures élevées
- Peut nécessiter une configuration spéciale pour chaque machine
Sécurité et impact environnemental
Assurez-vous toujours que votre espace de travail est bien ventilé. Le port d'équipements de protection tels que des gants et des masques peut vous protéger contre toute exposition accidentelle.
Tous les liquides de refroidissement ne se valent pas. De nombreux liquides de refroidissement CNC modernes sont non toxiques et respectueux de l'environnement.
Cependant, certains contiennent encore des produits chimiques qui nécessitent un stockage et une manipulation prudents. Lisez toujours les étiquettes et suivez toutes les consignes de sécurité.
Principaux conseils de sécurité à suivre :
- Portez un équipement de protection individuelle approprié
- Évitez de respirer les brouillards ou les fumées
- Conserver les liquides de refroidissement à l'abri de la chaleur ou des flammes nues.
- Gardez les contenants fermés lorsqu'ils ne sont pas utilisés
L'impact environnemental des liquides de refroidissement CNC peut également varier. Certains sont faciles à recycler ou à éliminer en toute sécurité, tandis que d'autres peuvent nuire à l'air ou à l'eau s'ils ne sont pas gérés correctement.
| Type de liquide de refroidissement | Risque de sécurité | Impact environnemental |
|---|---|---|
| À base d'eau | Faible à modéré | Généralement plus sûr |
| À base d'huile | Peut être inflammable | Nécessite une élimination prudente |
| Synthétique | Varie | Certains sont écologiques |
Questions fréquemment posées
Quel liquide de refroidissement est recommandé pour des performances optimales de la machine CNC ?
Utilisez un liquide de refroidissement adapté à votre matériau et à votre travail de coupe. Pour la plupart des travaux, une émulsion aqueuse ou un liquide de refroidissement semi-synthétique conviennent parfaitement.
Les ateliers de métallurgie recommandent souvent des liquides de refroidissement semi-synthétiques pour un bon compromis entre refroidissement et protection des outils. Consultez toujours le manuel de votre machine avant de choisir un liquide de refroidissement.
Comment le liquide de refroidissement à base d’eau se compare-t-il aux autres types de processus d’usinage ?
Les liquides de refroidissement à base d'eau évacuent efficacement la chaleur et sont économiques. Ils réduisent les risques de fumée et d'incendie car ils ne brûlent pas facilement.
Cependant, ils peuvent provoquer de la rouille s'ils ne sont pas vérifiés. Les liquides de refroidissement à base d'huile durent plus longtemps et offrent une meilleure lubrification, mais peuvent être plus difficiles à nettoyer et coûter plus cher.
Quels sont les principaux composants qui composent les formules de liquide de refroidissement CNC ?
La plupart des liquides de refroidissement CNC sont composés d'eau, d'huile, d'émulsifiants, de biocides et d'additifs. L'eau refroidit, tandis que l'huile contribue à la lubrification.
Des additifs sont ajoutés pour lutter contre la rouille, les bactéries et la formation de mousse. Certaines formules ajoutent des produits chimiques supplémentaires pour s'adapter à certains travaux ou métaux.