Dans l’industrie de la mécanique de pointe, la qualité de la filtration des huiles de coupe a un impact direct sur la précision des usinages des pièces et la qualité de leur état de surface. Pour augmenter la qualité de la filtration des installations, augmenter la durée de vie des huiles et réduire les opérations de maintenance, la filtration précouche à base de poudre de filtration est une technologie remarquable.
L’automobile, le médical, l’aéronautique sont des industries nécessitant des pièces et des assemblages de très haute précision. Sur un grand nombre de pièces, les précisions attendues par les industriels peuvent être de l’ordre du dixième de micromètres. Aussi, les traitements de surface appliqués et les aspects de surface ont une importance majeure sur certains sous-ensembles.
Alors que ce soit dans le décolletage, la rectification, le fraisage ou le tournage, les industriels de la mécanique portent une attention toute particulière à la qualité des huiles de coupes utilisées car elle joue un rôle clé dans la qualité des opérations réalisées.
L’importance d’une bonne filtration des huiles de coupe
Pour les industriels, faire le choix de l’huile adaptée est évidemment une première étape indispensable. Mais mettre en place les bons moyens de filtration dans le circuit de lubrification l’est tout autant. En effet, les huiles de coupes sont coûteuses et sont donc recyclées.
Toutes les machines-outils sont équipées de filtres, mais avec une porosité de 100 à 200 µm, ils ne retiennent que les copeaux d’usinage et évitent le colmatage des organes mécaniques sans vraiment les protéger.
Les principales causes de dégradation des huiles de coupe sont la présence de particules fines en suspension nuisant à la qualité de lubrification. Une huile mal filtrée présentant des micro-débris peut alors engendrer des défauts dimensionnels ou des défauts d’aspect sur des pièces obligeant leur mise au rebut, ou leur reprise.
Mais au delà, de l’impact sur la qualité des pièces, une huile mal filtrée peut avoir un impact important sur les installations et le matériel provoquant :
- L’usure des outils de coupe, des meules, des glissières…
- La détérioration des éléments internes du circuit de lubrification
- L’encrassement fréquent et prématuré des filtres
La filtration des huiles de coupe est donc un sujet à ne pas négliger pour améliorer la qualité des usinages, réduire les coûts de maintenance et augmenter la productivité des industriels.
Améliorer la filtration des huiles de coupes grâce à la filtration précouche
La filtration, de manière générale, est l’opération consistant à passer un fluide à travers un filtre pour lui extraire ses particules solides. Dans le cas de la filtration des huiles de coupe, s’il est assez facile d’éliminer les copeaux avec une filtration mécanique (toile, tamis, maillage métallique…) cela est plus complexe pour les plus petites particules métalliques de quelques dizaines de microns.
Aussi, les filtres ont tendance à s’encrasser et à se colmater avec le temps en accumulant à leur surface les impuretés. Cela engendre des surpressions dans les circuits, des acoups pouvant relarguer des débris et nécessiter des opérations de nettoyage fréquentes.
La mise en œuvre d’une filtration précouche est alors pertinente pour empêcher ce colmatage, réduire l’encrassement et garantir une filtration plus fine.
Filtration précouche et terres de filtration
La filtration par précouche est le fait d’utiliser des terres de filtration comme adjuvant dans le liquide à filtrer, ainsi qu’ une précouche de terre directement sur le filtre permettant à la fois de le protéger et de mieux filtrer les particules.
Ces adjuvants de filtration peuvent être de différentes sortes mais les principaux utilisés sont :
- la terre de diatomée
- la poudre de cellulose
- la farine de bois
- la perlite
Par exemple, la terre de diatomée, très utilisée dans l’industrie mécanique, est une poudre minérale obtenue par extraction de la diatomite, une roche siliceuse (composée à 70% de silice).
Cette roche est issue de la sédimentation et de la fossilisation des diatomées, des microalgues unicellulaires pourvues d’un squelette en silice de quelques dizaines de microns tubulaire et micro perforé. La poudre de diatomée obtenue est donc très poreuse, très peu dense et possède de grandes capacités de filtration et d’absorption.
Elle est préconisée notamment dans les cas suivants :
- faible concentration de matières en suspension à filtrer
- petite taille de particules (quelques microns)
- particules colmatant rapidement la surface des filtres
En dehors de la filtration des huiles de coupe, cette technologie de filtration est aussi utilisée dans l’élaboration des boissons (bière, vin, jus) pour éliminer les levures et les autres impuretés.
La filtration précouche, ça marche comment ?
Voici le schéma classique d’un système de filtration précouche, représenté ici avec des filtres à bougies :
On distingue 2 étapes majeures dans la filtration précouche :
- La pré imprégnation du filtre
- L’alluvionnage
Étape 1 : la pré-imprégnation
Une fois déposée, cette couche uniforme permet de :
- protéger les supports du filtre (toiles, tamis, cartons, bougies…) d’un colmatage prématuré par les impuretés,
- d’assurer la clarification des huiles de coupe dès le début de la filtration
- de baisser le seuil de filtration
- de favoriser le décolmatage du filtre
Étape 2 : l’alluvionnage
Les 3 avantages de la filtration précouche
Avantage 1 : une meilleure filtration
Les porosités du gâteau de filtration et de la pré-imprégnation étant bien plus petites que les porosités du filtre, la filtration par précouche est de meilleure qualité (les microparticules sont mieux filtrées).
Avantage 2 : un moindre encrassement du filtre
Avec la filtration précouche, le filtre est donc protégé de l’encrassement par l’adjuvant ce qui réduit son colmatage. Toutefois, il est important que de temps à autres, une opération de décolmatage soit réalisée pour casser le gâteau de filtration par vibration ou reflux de l’huile de coupe. Après purge du filtre, on récupère une boue de filtration qui en fonction de sa nature et de sa composition peut être incinérée ou revalorisée.
Avantage 3 : une augmentation de la durée de vie de l’huile
Les huiles de coupe sont des huiles très techniques et coûteuses pour les industriels. Il est donc important de pouvoir allonger leur durée de vie. Grâce à la filtration pré-couche, les huiles étant plus propres et moins contaminées, elles peuvent être utilisées sur des temps plus longs tout en garantissant la précision des usinages et le bon état de surface des pièces usinées.
Conclusion
La filtration est un domaine technique pouvant avoir un impact important sur la qualité de la production et sur la productivité des machines d’usinage. Les experts d’Afer spécialisés dans la filtration industrielle et les poudres de filtration peuvent vous apporter tous les conseils nécessaires sur les choix de technologies et sur les adjuvants adaptés à votre application.
Pour aller plus loin :
