Un nouveau procédé d'usinage des pièces en alliage résistant à la chaleur a réduit l'usure des outils de 15 %

Lorsque l'usinage des alliages difficiles ressemble à couper à travers le feu

Je me souviens encore du bruit — ce grincement aigu lorsque l'insert en carbure rencontre de l'Inconel 718 à grande vitesse d'avance. Les étincelles, l'odeur du liquide de refroidissement chauffé, et la frustration quand les outils cèdent à mi-parcours du cycle.
Si vous avez déjà usiné alliages résistants à la chaleur comme de l'Inconel, du Hastelloy ou du titane, vous savez que l'usure des outils est l'ennemi invisible qui ronge à la fois la productivité et la rentabilité.

Au cours des six derniers mois, notre équipe a testé un nouveau procédé hybride en combinant contrôle adaptatif de l'avance et alimentation en liquide de refroidissement à haute pression , conçu spécifiquement pour ces matériaux difficiles à usiner. Le résultat ? Une réduction vérifiée de 15 % de l'usure des outils , et jusqu'à 11 % de temps de cycle plus court sans compromettre la qualité de surface.

Qu'est-ce qui rend les alliages résistants à la chaleur si difficiles à usiner ?

Les alliages résistants à la chaleur (HRAs) conservent leur résistance au-dessus de 800 °C. Si cela est idéal pour les pièces aéronautiques ou les turbines, c'est un cauchemar pour la durée de vie des outils.
Les problèmes typiques incluent :

• Une température de coupe excessive provoquant des ébréchures sur l'arête.

• Un dépôt sur l'arête dû à une évacuation insuffisante des copeaux.

• Diffusion de carbure dur lors d'un contact prolongé à haute température.

Avant notre nouveau procédé, les plaquettes outils duraient souvent moins de 40 à 50 minutes de temps de coupe avant d'être remplacées — une routine coûteuse en production de petites séries.

Le nouveau procédé hybride : tests en conditions réelles et données

Nous avons introduit trois modifications de procédé pendant la phase de test sur un Centre de tournage DMG Mori NLX 2500 utilisation Plaquettes Kennametal KC5010 et Inconel 718 barres (Ø80 mm)

Idée principale :
La algorithme d'alimentation adaptatif ajuste automatiquement la vitesse d'avance en fonction de la résistance au coupe. Lorsque l'outil rencontre des zones plus difficiles ou une température accrue, l'avance est momentanément réduite, empêchant le micro-écaillage et stabilisant la progression de l'usure de l'outil.

Pendant ce temps, jets de liquide de refroidissement à haute pression à 12 MPa améliorent l'évacuation des copeaux, abaissant la température de contact d'environ 80°C , selon nos relevés thermocouples intégrés dans la machine.

Pourquoi cela est important pour les achats industriels et la planification de production

Pour les acheteurs d'usine et les ingénieurs de production, cette amélioration se traduit directement par une meilleure efficacité coûts.

• durée de vie de l'outil prolongée de 15 % signifie une consommation réduite d'inserts par lot.

• temps de cycle réduits de 11 % permettent un débit plus rapide.

• Finition de surface constante réduit les retouches lors des inspections.

Si vous usinez des HRAs dans des aérospatial , énergie , ou médical applications, l'intégration d'un contrôle adaptatif de l'avance avec un liquide de refroidissement à haute pression peut rapidement compenser les coûts de mise à niveau du matériel — généralement en moins de trois mois de production .

Comment mettre en œuvre ce procédé dans votre usine

Voici une feuille de route simple si vous envisagez d'adopter cette méthode :

1. Mettre à niveau le système de liquide de refroidissement – Utiliser des pompes capables de 10 à 15 MPa.

2. Installer un logiciel de surveillance d'alimentation – Disponible sur la plupart des contrôleurs CNC modernes.

3. Sélectionner des plaquettes en carbure revêtues – Choisir des revêtements TiAlN ou AlTiN présentant une grande stabilité à chaud.

4. Effectuer des passes d'essai – Commencer à 90 % des paramètres de coupe actuels et ajuster de manière adaptative.

5. Surveiller le taux d'usure – Utiliser un microscope d'outil pour quantifier la largeur d'usure (VB) toutes les 15 minutes de fonctionnement.

Conseil : De nombreux contrôleurs CNC, comme FANUC et Siemens, permettent un ajustement dynamique de l'avance lié à la charge de la broche — permettant un contrôle adaptatif semi-automatisé sans investissement majeur en logiciels.

Avis d'expert : vers où cette technologie évolue-t-elle

La prochaine étape de l'optimisation de l'usinage est L'analyse prédictive de l'usure basée sur l'IA , où des capteurs mesurent les vibrations, la force de coupe et la température afin de prédire la défaillance des plaquettes avant qu'elle ne se produise.
Nous avons déjà commencé à tester cela dans notre chaîne de production — les premières données montrent un gain supplémentaire de 5 à 8 % d'utilisation des outils .

Pour les équipes achats qui évaluent des fournisseurs, les usines intégrant un réglage adaptatif de l'avance et une optimisation du fluide de coupe présenteront un avantage clair en termes de durée du cycle, d'intégrité de surface et de coût par pièce — particulièrement pour des composants à haute valeur ajoutée en alliages aérospatiaux et médicaux.