Aéronautique : le triple effet des fluides de coupe

Atterrissage parfait en termes de qualité des composants, d’entretien et de réduction des mises au rebut

Précision et haute technologie, stabilité et réduction de poids : les exigences vis-à-vis des composants destinés à l’industrie aéronautique sont extrêmement élevées. Cela va de pair avec de fortes exigences de performance au niveau de la production des pièces, tant en ce qui concerne les matériaux comme l’aluminium, le titane et les composites, que les machines et les outils impliqués dans les processus d’usinage. Il est en l’occurrence essentiel que le processus de fabrication se déroule sans problème : grâce à ses fluides de coupe spécialement développés et homologués pour l’usinage de composants aéronautiques, l’expert en lubrifiants Rhenus Lub garantit la fabrication de composants de meilleure qualité tout en réduisant les coûts d’outillage.

Les fabricants de composants d’avions misent de plus en plus sur des matériaux légers innovants tels que le plastique renforcé de fibres de carbone (PRFC), l’aluminium et le titane – avec pour objectif de construire des avions plus efficaces et plus économes en kérosène. Outre la fiabilité et le cadencement précis des processus, la priorité absolue en matière de fabrication est plus particulièrement donnée à la qualité des composants. Ainsi, par exemple, si trop de chaleur est générée pendant le processus d’usinage, alors des micro-fissures, des taches ou une porosité résiduelle peuvent se produire sur les composants usinés, les tolérances de fabrication spécifiées ne sont alors plus respectées. Conséquences : un taux de mise au rebut élevé assorti d’une usure prématurée des outils, soit des vecteurs de coûts décisifs. Il faut savoir que d’énormes coûts s’accumulent rapidement pour toutes les parties impliquées dans la chaîne de fabrication et d’approvisionnement dès lors que la construction d’un avion est interrompue en raison du manque ou de la défectuosité de composants. Pour obtenir les meilleurs résultats tant au niveau de la qualité que de la rentabilité dans la fabrication des composants aéronautiques critiques en termes de sécurité, il est donc indispensable de connaître précisément le processus de fabrication ainsi que les caractéristiques résultantes des composants. D’autre part, la solution pour optimiser le processus d’usinage passe aussi par le recours à des fluides de coupe spéciaux.

Aircraft : un usinage selon les tolérances de fabrication les plus précises

Avec des fluides de coupe spéciaux, une plus grande précision dimensionnelle dans les processus d’usinage a été prouvée. Ces lubrifiants contribuent de façon significative à l’amélioration de la qualité de surface, réduisent les opérations de reprise et améliorent la qualité du composant. Un autre avantage décisif pour le constructeur est également à prendre en compte au regard des machines-outils : l’utilisation de fluides de coupe spéciaux permet une plus longue durée d’utilisation des outils, ce qui réduit considérablement les coûts d’outillage. Ce facteur de coût est particulièrement essentiel pour les matériaux hautement résistants comme le titane ou les alliages à base de nickel transformés dans l’industrie aéronautique. Les opérations d’usinage qu’impliquent ces matériaux engendrent souvent des coûts extrêmement élevés relatifs à l’outillage.

Amélioration ciblée de la qualité : le bon usage des fluides de coupe

Qu’il s’agisse du fraisage, du tournage, du perçage ou de la rectification de composants pour le fuselage, les structures, les turbines, le train d’atterrissage ou les ailes : « Dans l’industrie aéronautique, il est d’usage de se servir de fluides de coupe pour tous les travaux d’usinage classiques », explique Daniele Kleinmann, responsable de la gestion des produits Fluides de coupe chez Rhenus Lub. « Toute la différence réside néanmoins dans le choix du bon fluide de coupe. C’est grâce à cela que les fabricants atteignent une fiabilité de production maximale tant sur la qualité que sur la productivité. En tant que l’un des principaux fabricants de lubrifiants, Rhenus Lub possède plus de 20 ans d’expertise dans l’industrie aéronautique. C’est l’expérience qu’il faut pour développer les produits adaptés aux multiples opérations et matériaux de ce secteur exigeant et pour prodiguer à la clientèle des conseils fiables.

Jörg Kummerow, responsable des ventes de fluides de coupe en Allemagne du Sud et spécialiste du secteur aéronautique chez Rhenus Lub, sait à quel point ceci est important et le démontre par l’exemple du process de fabrication d’une turbine. « Les aubes de turbines en alliages à base de nickel (p. ex. Inconel 718), les pales de ventilateurs en titane et les compartiments moteurs en Waspaloy ne bénéficient pas du même usinage. Afin d’optimiser chaque processus d’usinage avec le bon fluide de coupe, il est essentiel de prendre tous les facteurs en considération. L’expertise est donc la clé de notre réussite. En effet, nous devons tout savoir sur le processus de fabrication et les propriétés des matériaux et composants pour opérer le bon choix. » Par exemple, un lubrifiant pour l’usinage d’alliages à base de nickel (comme l’Inconel ou le Waspaloy) devra présenter des propriétés lubrifiantes particulièrement efficaces. Pour l’usinage du titane, un puissant effet de refroidissement et de lubrification est nécessaire – d’où la recommandation d’employer plus spécifiquement le rhenus TU 560 dans ce cas de figure. C’est précisément la tâche qu’accomplissent les experts de Rhenus Lub en coordonnant au plus près la machine-outil, les outils et le fluide de coupe pour fournir au final une aide substantielle et durable au client.

turbine

Aubes de turbines en alliages à base de nickel, des composants aéronautiques particulièrement délicats à fabriquer.

L’assurance qualité dans l’aéronautique – des exigences et des homologations strictes

Les constructeurs d’avions ont un cahier des charges spécifiques bien précis au regard des lubrifiants hautes performances utilisés à titre de fluide de coupe pour la production de certains composants. On compte parmi celles-ci :

  1. de longues durées de vie pour l’obtention des meilleurs résultats possibles en termes de rentabilité.
  2. un comportement fiable et économique garantissant une consommation efficace du fluide de coupe.
  3. De bonnes propriétés détergentes et de rinçage qui améliorent la propreté des composants et des machines.

Souvent, un fluide de coupe ne peut être employé que s’il est approuvé pour une utilisation dans l’aéronautique. « Pour l’homologation, nos fluides de coupe en combinaison avec les matériaux sont soigneusement vérifiés pour s’assurer qu’ils ne causent aucun dommage aux composants qui entraînerait leur mise au rebut », explique l’expert en aéronautique M. Kummerow. L’homologation aéronautique assure tant aux sous-traitants qu’aux constructeurs que les fluides de coupe utilisés n’ont aucune incidence négative sur les matériaux usinés. Un grand nombre de lubrifiants hautes performances de Rhenus Lub sont homologués par l’industrie aéronautique par différents pionniers du secteur comme Airbus, Rolls-Royce, MTU, Safran, Premium Aerotec ou Embraer – « et nous faisons en sorte d’élargir constamment notre éventail d’homologations », ajoute M. Kleinmann.

Un avantage de plus pour les fluides de coupe de rhenus : la protection de l’environnement et la sécurité au travail

En matière de sécurité et de protection, l’utilisation de fluides de coupe a obtenu satisfaction, en particulier lors de l’usinage de composites. Cette opération est généralement réalisée « à sec », ceci présentant des inconvénients notables, dont notamment une courte durée de vie des outils, une qualité insuffisante des composants et la formation de poussières fines nocives pour la santé. Rhenus Lub propose dans ce cas de figure également des solutions exemplaires pour l’usinage des composites : ses fluides de coupe spéciaux rhenus XT 46 FC et rhenus XY 190 FC pour l’usinage par arrosage du carbone et d’autres combinaisons de matériaux légers. La poussière fine qui se dégage lors de l’usinage est automatiquement rassemblée et éliminée grâce au fluide de coupe. Cela évite la présence de systèmes d’évacuation d’air et de filtres supplémentaires qui sont requis en cas d’usinage à sec – il s’agit d’un équipement très coûteux mais néanmoins nécessaire et obligatoire pour assurer une protection suffisante contre les poussières de fibres.

Par ailleurs, la bonne tolérance cutanée, l’absence de substances SVHC et de pictogrammes GHS ainsi que la classification des risques de pollution de l’eau de niveau 1 qui caractérisent un grand nombre de fluides de coupe de Rhenus Lub contribuent à la protection de l’environnement et à la sécurité au travail. C’est pourquoi ces produits sont très bien acceptés dans l’industrie aéronautique. « De plus, le secteur aéronautique apprécie l’usage de fluides de coupe qui ne contiennent pas d’acide borique ni de formaldéhyde, des substances pouvant en effet s’avérer elles aussi nocives pour la santé », complète M. Kummerow.

carbon-traitement

Les fluides de coupe spéciaux permettent l’usinage économique et de qualité des matériaux de construction légers comme le PRFC, comparé ici à un usinage traditionnel à sec (à droite).

Rhenus Lub vous accompagne dans toutes les étapes, de la production au montage.

Utilisés pour l’usinage de matériaux légers stables, pour l’amélioration du fraisage au micron près et pour faciliter les dernières opérations de montage, les lubrifiants hautes performances de Rhenus Lub jalonnent toutes les étapes de construction d’un avion. Les fluides de coupe de Rhenus Lub représentent une grande part de l’assurance qualité des composants d’avions et sont à la fois gages d’économies, tant pour les constructeurs que pour les sous-traitants qui gagnent ainsi en compétitivité.

www.rhenuslub.de

Daniele Kleinmann
Responsable de la gestion des produits Fluides de coupe

Téléphone +49 2161 5869-45
kleinmann@rhenusweb.de

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Jörg Kummerow
Responsable de la vente des fluides de coupe Allemagne du Sud

Téléphone +49 2161 5869-320
Kummerow@rhenusweb.de

Informations complémentaires

rhenus TU 560

rhenus TU 560 est un fluide de coupe émulsifiable à l’eau particulièrement approprié pour l’usinage du titane, de l’aluminium et de l’acier. Il se caractérise par ses propriétés spécialement optimisées pour l’industrie aéronautique :

  • Très longues durées de vie des outils
  • Très peu moussant dans l’application
  • Compatibilité avec les matériaux aéronautiques contrôlée, p. ex. selon les spécifications d’Airbus et de Safran
  • Bonne tolérance cutanée
  • Classe de pollution des eaux 1

rhenus XT 46 FC et rhenus XY 190 FC

rhenus XT 46 FC est un fluide de coupe spécial émulsifiable à l’eau, rhenus XY 190 FC est un fluide de coupe spécial hydrosoluble et entièrement synthétique. Ces deux fluides de coupe sont employés pour l’usinage efficace de matériaux composites tels que les plastiques renforcés de fibres de carbone (PRFC), les plastiques renforcés de fibres de verre (PRFV) et les combinaisons de matériaux légers (composites multi-couches).

  • Très bonne dégradation de la mousse
  • Excellent effet de rinçage
  • Grande stabilité, grande durée de vie, nécessité de maintenance réduite
  • Sans acide borique ni formaldéhyde
  • Bonne tolérance cutanée
  • Odeur agréable
  • Classe de pollution des eaux 1