Durabilité des liquides de coupe.

Article de presse

Quel est le lien entre les liquides de coupe et la durabilité ?

La durabilité est un aspect incontournable des liquides de coupe. Il existe cependant d’autres paramètres à prendre en compte. Un ingénieur et un fabricant de liquide de coupe se sont donc intéressés à la question. Ce qui était au départ une simple idée est devenu rapidement un projet structuré d’envergure, que les responsables ont suivi avec la plus grande attention et le plus grand soin. Non seulement les objectifs sont ambitieux, mais les résultats du projet de la durabilité se révèlent également concluants. Les entreprises de secteurs exigeants et majeurs se tournent vers la durabilité.

La durabilité est la plus grande tendance de la décennie. L’ONU a défini 17 objectifs de développement durable appelés « Sustainable Development Goals (SDG) » (voir l’encadré). Ces objectifs portent sur les trois aspects du développement, à savoir l’économie, l’écologie et la justice sociale. En ce qui concerne les processus de production, la question de la durabilité se pose également dans le domaine de la fabrication des composants par formage ou enlèvement de copeaux.

DURABILITÉ À LA FOIS POUR LES PRODUITS ET LES PROCESSUS

Le fabricant de liquides de coupe Oemeta Chemische Werke GmbH basé à Uetersen près de Hambourg, ayant pleinement conscience de ses responsabilités, œuvre depuis déjà de nombreuses années pour définir, classer et prendre en compte les aspects de la durabilité dans le domaine des fluides d’usinage pour le formage ou l’usinage par enlèvement de copeaux. Il a ainsi sans doute joué un rôle pionnier auprès des PME. D’autant plus que les entreprises de secteurs majeurs et exigeants tels que l’aérospatial, la technologie médicale et le secteur électronique et automobile se tournent également vers la durabilité.

Mais de quelle manière précisément ? Oemeta est une entreprise traditionnelle qui a développé dans les années 1980 un lubrifiant d’usinage haute performance exempt d’huile minérale à base d’ester et qui a toujours veillé à ce que ses produits respectent l’environnement. Cela ne concerne pas seulement les produits, mais aussi les processus dans lesquels ils sont utilisés.

STRUCTURER ET SUIVRE LES OBJECTIFS DE L’ONU ET LE PROTOCOLE DE KYOTO

En raison de la structuration par les objectifs de l’ONU pour un développement durable et par les étapes clés dans la collaboration internationale, à savoir le protocole de Kyoto, les aspects de la durabilité sont devenus obligatoires pour chaque entreprise. On présume que, tôt ou tard, la planification et la réalisation des processus de production ne seront plus possibles sans un contrôle de la durabilité. La question de la durabilité se pose donc également pour la fabrication de composants par usinage par enlèvement de copeaux. Comment pouvons-nous rendre les processus de production durables ? Quels ODD peuvent être mis en œuvre et suivis dans la chaîne de processus par enlèvement de copeaux ?

Et quelles mesures d’évaluation peuvent être utilisées à cette fin ? Les stratégies de durabilité pour les utilisateurs de fluides d’usinage doivent d’abord être présentées. Des exemples pratiques montrent ensuite comment les aspects de la durabilité dans le cadre des stratégies peuvent être pris en compte dans la chaîne de processus par enlèvement de copeaux. Oemeta suit essentiellement les ODD 3, 6, 12 et 13 en ce qui concerne les liquides de coupe. Pour la restructuration de l’économie de l’UE pour un avenir durable, le Pacte vert pour l’Europe est suivi comme un plan d’action et porte en particulier sur le climat et la protection de l’environnement.

Promotion d’une utilisation plus efficace des ressources en passant à une économie plus propre et basée sur des circuits courts

Restauration de la biodiversité et lutte contre la pollution de l’environnement avec pour objectif principal : la disparition des émissions nettes de gaz à effet de serre dans l’UE d’ici 2050.

L’industrie des lubrifiants évolue en ce sens avec la mise en œuvre de l’initiative allemande sur les lubrifiants durables (Initiative NaSch). Tous les acteurs de la chaîne de livraison, tels que les associations industrielles comme la Verband Schmierstoffindustrie (VSI), les politiques et les ONG doivent donc contribuer à chercher des solutions pour que la durabilité soit largement acceptée.

NOUVELLE CONCEPTION DE PROCESSUS ET PRODUITS MODERNES

La conception des processus peut déjà jouer un rôle important dans la durabilité dans les processus d’usinage par enlèvement de copeaux. Lorsqu’ils optimisent la consommation d’énergie et préservent les ressources, les effets de la durabilité peuvent être alors beaucoup plus importants. Les processus de circulation, le recyclage interne et les systèmes de déshuilage des copeaux permettent ainsi de réutiliser les fluides d’usinage usés et extraits. Le fabricant du liquide de coupe doit non seulement préparer ses produits, mais aussi fournir des conseils appropriés et encourager la prise de décision et la détermination des responsables des processus. Une conception de la chaîne de processus adaptée permet de préserver l’environnement et de réduire les coûts des processus.

Le produit lui-même joue cependant un rôle important. Oemeta a ainsi développé au cours de la dernière décennie des fluides d’usinage exempts de biocides qui ont la même performance et une durée de vie souvent plus longue que les anciens produits avec biocides. À elle seule, cette restructuration dans le processus d’usinage

• réduit les risques pour les employés,
• représente moins de danger pour l’environnement, et
• fait baisser la consommation.

Cela agit directement sur les ODD 3, 6 et 12, sans avoir en principe à modifier la conception de la chaîne de processus.

Le fabricant a obtenu les principaux effets de la durabilité en renonçant à l’huile minérale. Le développement d’un liquide de coupe exempt d’huile minérale à base d’ester comme une huile à deux composants multifonction ne séduit pas seulement parce qu’il n’utilise pas de combustibles fossiles. Il améliore également les processus de nettoyage et d’usinage. Les huiles multifonctions sont ainsi optimisées pour des applications variées dans la machine-outil et la chaîne de processus. Elles agissent ainsi comme huile hydraulique, liquide de coupe, huile de rectification ou détergent. Si les différentes huiles multifonctions du même système sont utilisées dans une seule et même chaîne de processus pour différentes fonctions, le contact involontaire des différents fluides ne pose pas de problème, car les produits sont parfaitement compatibles.

La conception d’une chaîne de processus peut être adaptée aux caractéristiques de l’huile multifonction, les utilisateurs obtiennent très rapidement des effets de durabilité exceptionnels, à savoir :

• la consommation de liquide de coupe est réduite considérablement,
• il n’y a plus de processus de nettoyage,
• les huiles hydrauliques et les voies de guidage peuvent être recyclées,
• la consommation d’énergie est réduite,
• les matières premières renouvelables remplacent les matières premières fossiles, pétrochimiques
• La conception de processus modifiée et surtout la transition des huiles à base d’ester avec leur impact environnemental limité agissent directement sur les ODD 12 et 13.

LES RAFFINATS SECONDAIRES ET LES HUILES MULTIFONCTIONS GARANTISSENT DES EFFETS CONSIDÉRABLES

Deux exemples montrent que les objectifs de l’ONU peuvent accélérer le pas sur la question de la durabilité des fluides d’usinage et des liquides de coupe :

comme les procédés de traitement actuels des huiles produisent des raffinats secondaires dont la qualité est aussi bonne que celle des raffinats primaires et qui permettent également d’obtenir des viscosités plus faibles, un fabricant de transmission a opté pour une huile d’usinage haute performance à base de raffinat secondaire pour une grande partie de la fabrication de roues dentées.

L’huile a une viscosité de 15 mm2/s et a été conçue pour tous les processus d’usinage des roues dentées classiques. Elle a été testée largement pendant environ un an. Elle a ensuite remplacé complètement l’ancienne huile. L’huile désormais utilisée ne présente aucun inconvénient notable par rapport au raffinat primaire précédemment utilisé. Elle émet une tonne de CO2 en moins par tonne d’huile. Le fluide d’usinage requis chaque année s’élève à plus de 100 tonnes. L’exemple montre que les émissions de CO2 peuvent être réduites considérablement grâce à l’étroite coopération du fabricant d’huile et de l’utilisateur. Et cela sans impact sur les coûts et la performance.

Au début des années 2000, un grand constructeur automobile a commencé à utiliser le système d’huile multifonction exempt d’huile minérale à base d’ester « HYCUT » d’Oemeta pour la fabrication de ses vilebrequins. Comme la conception de la ligne de production pour les vilebrequins implique d’alterner souvent entre l’huile d’usinage et émulsion, la chaîne de production est conçue selon les propriétés des lubrifiants. Étant donné que les liquides hydrosolubles sont parfaitement compatibles avec les liquides non hydrosolubles, il n’y a pas d’incompatibilités entre les zones d’eau/d’huile dans la ligne de production de vilebrequins. Les trois lavages intermédiaires ne sont plus nécessaires, comme c’était le cas pour les fluides classiques. Cela réduit considérablement les coûts d’investissement. Les mesures de recyclage offrent d’autres avantages : le liquide de nettoyage issu du lavage intermédiaire restant est ensuite préparé pour être réutilisé ultérieurement. Un produit d’huile multifonction exempt d’huile est utilisé pour le nettoyage partiel avant la trempe par induction. L’huile de perçage profond multifonction appliquée sur les pièces est dissoute dans le fluide de lavage. Cela permet d’obtenir une émulsion haute performance et de qualité qui peut être réutilisée.

Les avantages sont les suivants :

• Baisse des coûts d’investissements
• Meilleure sécurité de processus
• Consommation de liquide réduite par rapport aux produits classiques

Après plusieurs années d’utilisation, l’Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik de la TU Braunschweig a confirmé dans une étude selon la méthode LCA normalisée que l’huile multifonction exempte d’huile minérale HYCUT a permis jusqu’à 60 % d’amélioration de la performance environnementale et une économie de 470 tonnes. Équivalent en CO2 pendant une année. L’utilisation de l’huile multifonction exempte d’huile minérale HYCUT a donc permis de réduire davantage l’impact environnemental qu’un système de liquide coupe classique à base d’huile minérale à utilisation équivalente dans l’usinage de métaux.

ENVIRONNEMENT, ÉCONOMIE ET ACCEPTATION SOCIALE EN UN COUP D’OEIL

Ce liquide de coupe fera peut-être réfléchir quelques autres responsables de processus d’usinage à la question de la durabilité. Les possibilités, les faits et exemples donnés montrent qu’elle en vaut la peine, y compris sur le plan économique et pour l’acceptation sociale grandissante des entreprises en vue d’atteindre les principaux objectifs de l’ONU.