Liquide de coupe

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Fraisage d'une paroi mince en aluminium avec utilisation d'un liquide de coupe aqueux arrosant l’arête de coupe.

Un liquide de coupe, et plus généralement un fluide d'usinage, est un liquide refroidissant et lubrifiant conçu spécialement pour le travail et l'usinage des métaux. Il existe différents types de fluides d'usinage, parmi lesquels on retrouve les huiles, les émulsions, les aérosols, l'air et d'autres gaz. L'utilisation de ces fluides améliore le travail et les procédés d'usinage des matériaux métalliques. Deux exceptions existent cependant : la fonte et le laiton qui sont usinés à sec.

On fait appel à un fluide d'usinage pour :

  • maintenir la pièce en cours de travail à une température stable (fonction critique lorsque les tolérances de fabrication sont réduites).
  • maximiser la durée de vie de l'outil de coupe en lubrifiant l’arête de coupe et en réduisant le phénomène de copeau rapporté
  • prévenir l'usure de la machine utilisée
  • assurer aux opérateurs de bonnes conditions de travail


Fonctions assurées par les fluides d'usinage[modifier | modifier le code]

Maintien en température[modifier | modifier le code]

Le travail des métaux génère de la chaleur à cause du frottement de l'outil sur la pièce et de l'énergie dissipée par la déformation du matériau. L'air ambiant est un mauvais refroidisseur pour l'outil de coupe car il conduit peu la chaleur (conductivité thermique faible).

Lubrification[modifier | modifier le code]

En plus du refroidissement les liquides de coupe aident l'usinage en lubrifiant l'interface entre l'outil et le copeau. En diminuant les frottement à cette interface, ils diminuent la création de chaleur. Cet lubrification permet également de prévenir l'adhésion du copeau sur l'outil qui risquerait d'affecter l'usinage.

Évacuation des copeaux[modifier | modifier le code]

Dans l'industrie grande série, le liquide de coupe permet également d'évacuer les copeaux de la zone de coupe vers un dispositif de centralisation des copeaux.

Composition des fluides d'usinage[modifier | modifier le code]

Les fluides d'usinage sont utilisés pour de très nombreuses opérations d'usinage, ce qui explique leurs compositions très variées. Ils sont en général élaborés par des formulateurs, qui font appel à de nombreux produits de base (composés type huile minérale, issus de la distillation du pétrole, graisses animales, huiles végétales ou autres matières premières).

On peut distinguer parmi ces fluides

  • les huiles entières
  • les fluides de type émulsion
  • les fluides type micro-émulsion
  • les fluides synthétiques

huiles entières[modifier | modifier le code]

Huiles minérales, additivées ou non

fluides de type émulsion[modifier | modifier le code]

Les fluides de type émulsion contiennent en général:

  • une base type huile minérale ou alkylbenzène
  • un émulgateur
  • un agent anti-corrosion
  • des additifs type extrême pression
  • des bactéricides et/ou des fongicides
  • des agents anti-mousse
  • de l'eau

Ces fluides sont fournis sous forme de concentrés qu'il faut diluer dans l'eau avant emploi (2 à 10 % habituellement).

fluides de type micro-émulsion[modifier | modifier le code]

Leur composition est assez voisine des fluides type émulsion. Ils comprennent en général

  • une base huile minérale ou alkylbenzène
  • un émulgateur anti-corrosion
  • des additifs antimousse
  • des additifs extrême-pression (non obligatoirement)
  • des bactéricides et/ou fongicides
  • un solvant
  • de l'eau

Ils sont fournis ici encore sous forme de concentrés à diluer dans l'eau (1,5 à 5 %)

fluides synthétiques[modifier | modifier le code]

Risques liés aux fluides d'usinage[modifier | modifier le code]

Au cours de l'usinage, les fluides se chargent non seulement en métaux, plus ou moins solubilisés, mais aussi en composés indésirables (issus de la dégradation thermique du fluide) et, surtout en cas d'utilisation de fluides aqueux, en contaminants biologiques (moisissures, bactéries, etc.).

Les opérations d'usinage émettent des aérosols, dont l'inhalation peut être à l'origine de diverses affections respiratoires. On retrouve en effet dans l'air les composés évoqués ci-dessus, dont certains sont des cancérogènes [1] ou des allergisants respiratoires.
Par ailleurs, le contact cutané avec ces mêmes fluides est susceptible de provoquer des dermatites ou des lésions eczématiformes [2].

Il convient donc

  • de vérifier régulièrement la qualité des fluides utilisés [3],[4]
  • d'assainir les postes de travail, à l'aide notamment de ventilations efficaces
  • d'éviter tout contact cutané avec ces produits [5]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Fiche d'aide au repérage de cancérogène - document INRS
  2. Dermatoses professionnelles aux fluides de coupe - document INRS
  3. N. Ollier. Maintenance des fluides d'usinage aqueux - Guide de bonnes pratiques. Ed. CETIM 2013
  4. Document IRSST Analyse microbiologique des fluides de coupe de métaux
  5. Document INRS ED 907

Bibliographie[modifier | modifier le code]