Titane'Sa faible conductivité thermique et sa réactivité chimique élevée le rendent sujet aux défauts de surface pendantUsinage CNC. Bien que la géométrie des outils et les paramètres de coupe soient bien étudiés, l'optimisation du liquide de refroidissement reste sous-utilisée dans l'industrie. Cette étude (menée en 2025) comble cette lacune en quantifiant comment un apport ciblé de liquide de refroidissement améliore la qualité de finition sans compromettre le rendement.
Méthodologie
1. Conception expérimentale
●Matériel:Tiges Ti-6Al-4V (Ø50mm)
●Équipement:CNC 5 axes avec arrosage par l'outil (plage de pression : 20–100 bar)
●Mesures suivies :
Rugosité de surface (Ra) via profilomètre à contact
Usure des flancs d'outils à l'aide de l'imagerie par microscope USB
Température de la zone de coupe (caméra thermique FLIR)
2. Contrôles de répétabilité
●Trois répétitions de test par ensemble de paramètres
● Inserts d'outils remplacés après chaque expérience
●Température ambiante stabilisée à 22°C ±1°C
Résultats et analyses
1. Pression du liquide de refroidissement par rapport à la finition de surface
●Pression (bar) :20 50 80
●Ra moyen (μm) :3.2 2.1 1.4
●Usure de l'outil (mm) :0,28 0,19 0,12
Le liquide de refroidissement haute pression (80 bar) a réduit le Ra de 56 % par rapport à la valeur de base (20 bar).
2. Effets du positionnement des buses
Les buses inclinées (15° vers la pointe de l'outil) ont surpassé les configurations radiales de :
● Diminution de l'accumulation de chaleur de 27 % (données thermiques)
●Prolongation de la durée de vie de l'outil de 30 % (mesures d'usure)
Discussion
1. Mécanismes clés
●Évacuation des copeaux :Le liquide de refroidissement haute pression brise les copeaux longs, empêchant ainsi la recoupe.
●Contrôle thermique :Le refroidissement localisé minimise la distorsion de la pièce.
2. Limitations pratiques
● Nécessite des configurations CNC modifiées (capacité de pompe minimale de 50 bars)
● Pas rentable pour la production à faible volume
Conclusion
L'optimisation de la pression du liquide de refroidissement et de l'alignement des buses améliore considérablement l'état de surface du titane. Les fabricants doivent privilégier :
●Mise à niveau vers des systèmes de refroidissement ≥ 80 bars
● Réalisation d'essais de positionnement de buses pour des outillages spécifiques
Des recherches supplémentaires devraient explorer le refroidissement hybride (par exemple, cryogénique + MQL) pour les alliages difficiles à usiner.
Date de publication : 1er août 2025
