Selon les 17 objectifs mondiaux de développement durable fixés par les Nations Unies (ONU), les fabricants doivent non seulement optimiser leur consommation d'énergie, mais également minimiser leur impact sur l'environnement.Bien que la responsabilité sociale de l'entreprise soit importante pour l'entreprise, Sandvik Coromant estime que les fabricants gaspillent entre 10 et 30 pour cent de matériaux pendant le traitement, avec une efficacité de traitement typique de moins de 50 pour cent, y compris les phases de conception, de planification et de découpe.
Alors, que peuvent faire les fabricants ?Les objectifs de l’ONU recommandent deux voies principales, en tenant compte de facteurs tels que la croissance démographique, les ressources limitées et une économie linéaire.Tout d’abord, utilisez la technologie pour résoudre ces problèmes.Les concepts de l'industrie 4.0 tels que les systèmes cyber-physiques, le big data ou l'Internet des objets (IoT) sont souvent cités comme la voie à suivre par les fabricants cherchant à réduire les déchets.Cependant, cela ne tient pas compte du fait que la plupart des fabricants n’ont pas encore mis en œuvre de machines-outils modernes dotées de capacités numériques dans leurs opérations de tournage de l’acier.
La plupart des fabricants reconnaissent l'importance de la sélection de la nuance de plaquette pour l'efficacité et la productivité du tournage de l'acier et son impact sur la productivité globale et la durée de vie de l'outil.Cependant, beaucoup de gens ratent l’astuce en ne prenant pas en compte l’ensemble du concept de l’outil.Tout, des lames et poignées avancées aux solutions numériques faciles à utiliser.Chacun de ces facteurs peut contribuer à rendre l’acier plus écologique en réduisant la consommation d’énergie et en minimisant les déchets.
Les fabricants sont confrontés à de nombreux défis lorsqu’ils tournent l’acier.Il s'agit notamment d'obtenir plus de copeaux par arête à partir d'une seule lame, d'augmenter les taux d'enlèvement de métal, de réduire les temps de cycle, d'optimiser les niveaux de stocks et, bien sûr, de minimiser le gaspillage de matériaux.Mais et s’il existait un moyen de résoudre tous ces problèmes, tout en avançant globalement vers une plus grande durabilité ?Une façon de réduire la consommation d’énergie consiste à ralentir la vitesse de coupe.Les fabricants peuvent maintenir leur productivité en augmentant proportionnellement les vitesses d'avance et la profondeur de coupe.En plus d'économiser de l'énergie, cela augmente la durée de vie de l'outil.Dans le tournage de l'acier, Sandvik Coromant a constaté qu'une augmentation de 25 % de la durée de vie moyenne des outils, combinée à une productivité fiable et prévisible, minimise la perte de matière sur la pièce et la plaquette.
Le bon choix du matériau des pales peut atteindre cet objectif dans une certaine mesure.C'est pourquoi Sandvik Coromant a ajouté deux nouvelles nuances de carbure de tournage, GC4415 et GC4425, à sa gamme.Le GC4425 offre une résistance à l'usure, une résistance à la chaleur et une ténacité améliorées, tandis que le grade GC4415 est conçu pour compléter le GC4425 lorsque des performances améliorées et une résistance aux températures plus élevées sont requises.Il est important de noter que les deux nuances peuvent être utilisées avec des matériaux résistants tels que l'Inconel et les nuances d'acier inoxydable non allié ISO-P, qui sont particulièrement difficiles et durables pour les machines.La bonne nuance peut aider à usiner davantage de pièces dans le cadre d’une production en grand volume et/ou en série.
La nuance GC4425 maintient une ligne de bord intacte pour une sécurité élevée des processus.Étant donné que les plaquettes peuvent usiner plus de pièces par arête de coupe, moins de carbure est utilisé pour usiner le même nombre de pièces.De plus, les plaquettes aux performances constantes et prévisibles évitent d’endommager la pièce tout en minimisant le gaspillage de matière.Ces deux avantages réduisent la quantité de déchets générés.
De plus, pour les GC4425 et GC4415, le revêtement du substrat et de l'insert a été spécialement conçu pour mieux résister aux températures élevées.Cela réduit les effets qui provoquent une usure excessive, de sorte que le matériau conserve très bien son bord à des températures plus élevées.
Cependant, les fabricants devraient également envisager d’utiliser du liquide de refroidissement sur les pales.Si un outil est utilisé à la fois avec un sous-refroidisseur et un sous-refroidisseur, il peut être utile dans certaines opérations de désactiver le sous-refroidisseur.La fonction principale d'un fluide de coupe est d'éliminer les copeaux, de refroidir et de lubrifier entre l'outil et le matériau de la pièce.Lorsqu'il est appliqué correctement, il maximise la productivité, améliore la sécurité des processus et améliore les performances des outils et la qualité des pièces.L'utilisation d'un support avec liquide de refroidissement interne prolongera également la durée de vie de la fraise.
Le GC4425 et le GC4415 comportent tous deux une couche Inveio® de deuxième génération, un revêtement d'alumine texturée CVD (Al2O3) spécialement conçu pour l'usinage.Les recherches Inveio au niveau microscopique ont montré que la surface du matériau est caractérisée par une orientation cristalline unidirectionnelle.De plus, l'orientation des cristaux du revêtement Inveio de deuxième génération a été considérablement améliorée.Plus important encore, chaque cristal du revêtement d’alumine est aligné dans la même direction, créant ainsi une barrière solide pour la zone coupée.
Inveio offre une résistance élevée à l’usure et une longue durée de vie des plaquettes.Bien entendu, des outils plus puissants permettent de réduire le coût des pièces.De plus, la matrice en carbure cémenté du matériau contient un pourcentage élevé de carbure recyclé, ce qui en fait l'une des qualités les plus respectueuses de l'environnement.Pour tester ces affirmations, les clients de Sandvik Coromant ont effectué des tests préalables à la vente sur le GC4425.Une société d'ingénierie générale a utilisé à la fois une lame concurrente et une lame GC4425 dans ses rouleaux presseurs.La nuance ISO-P permet un usinage axial extérieur continu et une semi-finition à une vitesse de coupe (vc) de 200 m/min, une avance de 0,4 mm/tr (fn) et une profondeur (ap) de 4 mm.
Les fabricants mesurent généralement la durée de vie des outils en fonction du nombre de pièces usinées (pièces).Les nuances concurrentes peuvent usiner 12 pièces avant l'usure par déformation plastique, tandis que les plaquettes Sandvik Coromant peuvent usiner 18 pièces, augmentant ainsi la durée de vie de l'outil de 50 % et assurant une usure constante et prévisible.Cette étude de cas montre les avantages qui peuvent être obtenus en combinant les bons éléments d'usinage et comment les recommandations sur les outils préférés et les données de coupe d'un partenaire de confiance tel que Sandvik Coromant peuvent contribuer à garantir la sécurité des processus et à réduire le temps perdu dans le processus de recherche.le bon outil.Les outils en ligne tels que le CoroPlus® Tool Guide se sont également révélés très populaires pour aider les fabricants à évaluer les plaquettes de tournage et les nuances les mieux adaptées à leurs besoins.
Pour faciliter la surveillance du processus lui-même, Sandvik Coromant a également développé le logiciel de contrôle de processus CoroPlus® qui surveille l'usinage en temps réel et prend des mesures selon des protocoles programmés lorsque des problèmes spécifiques surviennent, tels que l'arrêt de la machine ou le remplacement d'outils de coupe usés.Cela nous amène à la deuxième recommandation de l’ONU en faveur d’outils plus durables : évoluer vers une économie circulaire, en traitant les déchets comme une matière première et en les réinvestissant dans des cycles neutres en ressources.Il devient de plus en plus évident que l’économie circulaire est respectueuse de l’environnement et rentable pour les industriels.
Cela inclut le recyclage des outils en carbure monobloc – après tout, nous bénéficions tous lorsque les outils usés ne finissent pas dans les décharges et les décharges.Le GC4415 et le GC4425 contiennent tous deux des quantités importantes de carbures récupérés.La production de nouveaux outils à partir de carbure recyclé nécessite 70 % d'énergie en moins que la production de nouveaux outils à partir de matériaux vierges, ce qui entraîne également une réduction de 40 % des émissions de CO2.De plus, le programme de recyclage du carbure de Sandvik Coromant est accessible à tous nos clients dans le monde entier.L’entreprise rachète les lames et couteaux ronds usés auprès de ses clients quelle que soit leur origine.Cela est en effet nécessaire compte tenu de la rareté et du caractère limité des matières premières à long terme.Par exemple, les réserves estimées de tungstène sont d'environ 7 millions de tonnes, ce qui durera environ 100 ans.Le programme de reprise de Sandvik Coromant est recyclable à 80 % grâce au programme de rachat de carbure.
Malgré l’incertitude actuelle du marché, les fabricants ne peuvent oublier leurs autres obligations, notamment la responsabilité sociale des entreprises.Heureusement, en mettant en œuvre de nouvelles méthodes d'usinage et des plaquettes en carbure adaptées, les fabricants peuvent accroître la durabilité sans sacrifier la sécurité des processus et répondre plus efficacement aux défis que la COVID-19 a apportés au marché.
Rolf est chef de produit chez Sandvik Coromant.Expérience dans le développement et la gestion de produits dans le domaine des matériaux pour outils de coupe.Il dirige des projets de développement de nouveaux alliages pour différents types de clients tels que l'aérospatiale, l'automobile et l'ingénierie générale.
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Heure de publication : 18 août 2023