Liste des exemples pratiquesLa précision s’invite dans les systèmes de lubrification réfrigérante
Le système de lubrification réfrigérante Dosimetrix® hybrid utilise une pompe à membrane KNF Smooth Flow dans le but d’obtenir précision et fiabilité du mélange et du dosage des lubrifiants dans les machines destinées au travail des métaux.
Les machines modernes pour le travail des métaux sont les moteurs de la fabrication intelligente et jouent un rôle essentiel dans le concept de l’Industrie 4.0. Pour une efficacité maximale et un processus d’usinage de haute performance précis, elles s’appuient sur des systèmes intelligents de lubrification réfrigérante. Afin d’optimiser le mélange et le dosage du lubrifiant réfrigérant, le système Dosimetrix® hybrid de BRISCO Systems utilise une pompe à membrane pour liquides KNF. Celle-ci fournit un débit précis et régulier des fluides avec une pulsation minimale et les performances requises.
Le rôle essentiel des lubrifiants réfrigérants dans le travail des métaux à haute performance
Les machines pour le travail des métaux sont extrêmement importantes dans une multitude de secteurs différents, dont entre autres, l’aéronautique, la médecine et l’automobile. Les machines-outils modernes ont recours à des outils commandés par ordinateur et automatisés qui exécutent des tâches complexes de travail des métaux, tels que le fraisage, le tournage, le perçage et l’écroûtage. Beaucoup de ces machines-outils sont en mesure de passer rapidement d’une étape de processus à l’autre et produisent des pièces aux géométries complexes avec une grande précision dimensionnelle.
Ces machines doivent pouvoir compter sur des lubrifiants réfrigérants qui diminuent les frottements, dissipent la chaleur et réduisent l’usure au cours du processus d’usinage. Ainsi, la qualité de l’usinage est garantie, de même que la fiabilité et l’efficacité du processus. La durée de vie des outils est également prolongée. Les lubrifiants réfrigérants destinés aux machines pour le travail des métaux se composent généralement de trois éléments : de l’eau, des huiles de base à savoir minérales ou synthétiques, ainsi que des additifs, comme par exemple, des émulsifiants, des inhibiteurs de corrosion et des additifs haute pression et anti-buée qui améliorent les propriétés souhaitées du lubrifiant réfrigérant. La composition du lubrifiant réfrigérant est adaptée à l’application spécifique. Les systèmes de lubrifiants réfrigérants permettent de surveiller, de mélanger et de doser la composition et la concentration optimales du lubrifiant.
Haute précision et exactitude avec le système de lubrification réfrigérante
Pour les applications nécessitant de moyennes ou grandes quantités de lubrifiants réfrigérants, BRISCO Systems a développé Dosimetrix® hybrid, un système de lubrification réfrigérante automatisé avec connexion IoT, conçu pour une gestion précise des fluides et du refroidissement. Ce système fournit un mélange constant et précis qui garantit la qualité d’usinage, l’efficacité et le contrôle des coûts. Le système calcule de façon autonome la concentration de recharge requise, maintient un niveau de remplissage constant et peut automatiquement fournir des volumes supplémentaires dosés correctement pour maximum 100 réservoirs distincts.
Le système de lubrification réfrigérante Dosimetrix® hybrid comporte six composants :
- Des raccords d’entrée pour l’eau et le concentré du lubrifiant réfrigérant, les deux débits étant régulés séparément
- Des vannes de haute précision et des débitmètres garantissant un dosage précis dans une plage de 0,1-15 % de concentration (précision ± 0,1 %)
- Une chambre de mélange dans laquelle l’eau et le concentré sont mélangés dans des conditions contrôlées
- Des capteurs qui surveillent les débits, la pression, la température, la concentration, le niveau de remplissage et les fuites
- Un module de commande et de fonctionnement avec l’écran, l’interface de commande ou la commande optionnelle via le portail web
- Des fonctions de sécurité telles qu’une protection anti-débordement automatique, une détection des fuites et un arrêt d’urgence
Un défi majeur pour les systèmes de lubrification réfrigérante est d’obtenir un mélange fiable d’émulsions huile-eau. La stabilité des émulsions est fortement influencée par la taille des gouttelettes. Des gouttelettes plus petites et plus uniformes améliorent la stabilité du mélange qui conserve alors ses propriétés de refroidissement et de lubrification sur des périodes prolongées. Des émulsions mal formées sont plus sujettes à la séparation de phases, qui est susceptible d’entraîner des odeurs, une réduction de la performance d’usinage et la nécessité d’un remplacement précoce du fluide réfrigérant, d’où une augmentation des temps d’arrêt et des coûts d’exploitation.
Par conséquent, la qualité constante de l’émulsion nécessite un dosage contrôlé et reproductible du concentré de lubrifiant dans des conditions de débit définies. Pour garantir un mélange et un dosage entièrement automatiques et de haute précision, Dosimetrix® hybrid doit fournir un lubrifiant réfrigérant indépendamment des fluctuations de la pression de l’eau dans la ligne d’approvisionnement. Comme le lubrifiant est injecté dans un tuyau d’eau sous pression par l’intermédiaire d’une buse, des changements de pression de l’eau influencent directement la performance de la pompe requise et la précision du mélange. L’obtention d’un mélange constant nécessite par conséquent une pompe de haute précision capable de maintenir un débit stable, quelles que soient les variations de pression. De plus, la pompe doit offrir un rapport performance/taille élevé, une bonne capacité d’aspiration, une faible pulsation et une forte résistance aux produits chimiques.
L’ingénierie de confiance : KNF lance une nouvelle solution de pompage pour des performances fiables des systèmes
En 2019, BRISCO Systems s’est adressé à KNF pour tester des pompes pouvant délivrer un débit de 3 l/min à 6 bars de pression (rel.). Pour l’évaluation, KNF a fourni les pompes à membrane pour liquides FP 400 et NF 1.300. Initialement, BRISCO Systems avait opté pour une pompe à double membrane standard avec membranes en EPDM d’un concurrent, mais la solution s’est avérée problématique dans le système des lubrifiants réfrigérants. Bien que KNF n’ait pas été choisi au début, une relation de collaboration étroite entre KNF et BRISCO Systems a toutefois été entretenue dans le cadre d’autres projets.
En novembre 2022, les ingénieurs de KNF ont réexaminé sur site les défis relatifs à Dosimetrix® hybrid. La pompe concurrente était peu performante et présentait une détérioration de la membrane dû à la cavitation. Des paramètres de processus actualisés ont alors permis à KNF d’analyser la situation et de proposer en remplacement une pompe à membrane Smooth Flow. Cette pompe n’était pas encore disponible lors de l’évaluation initiale en 2019. Livrée en décembre 2022 pour les essais, cette pompe pour liquides a réussi toutes les épreuves et a été intégrée dans le système Dosimetrix® hybrid où elle fonctionne actuellement de manière fiable et efficace.
La pompe KNF Smooth Flow pour éviter la cavitation et stimuler la performance
Au cœur du système de lubrification réfrigérante Dosimetrix® hybrid, la pompe à membrane pour liquides prélève le lubrifiant d’un réservoir situé à 1-1,5 m en dessous de la pompe et l'injecte dans un tuyau d’eau sous pression via une buse. Pour gérer les fluctuations de la pression de l’eau dans la ligne d’approvisionnement ou de la demande de nouveaux réfrigérants, le système calcule le débit avec lequel la pompe doit fournir le lubrifiant réfrigérant.
En appliquant la technologie Smooth Flow unique de KNF, cinq membranes connectées en parallèle, chacune fonctionnant de manière déphasée, génèrent un débit élevé et régulier avec une excellente linéarité et une pulsation minimale, tout en évitant la cavitation et en protégeant la pompe et le système. Avec un débit maximal de 4,4 l/min et une pression de 6 bars (rel.), ainsi que l’amorçage automatique et un fonctionnement possible à sec, la pompe pour liquides garantit un transfert régulier et fiable du lubrifiant, l’intégrité du système, ainsi que la protection des composants sensibles. Sa technologie de membrane fournit un fonctionnement étanche et empêche toute contamination croisée par des additifs, tout en répondant aux exigences de précision et de fiabilité des applications pour machines-outils.
En savoir plus sur la
technologie Smooth Flow de KNF.
La pompe à membrane sur mesure pour les systèmes de lubrification réfrigérante avec l’avantage de la compatibilité chimique
Comme toutes les pompes à membrane de KNF, les pompes Smooth Flow sont basées sur un système modulaire qui permet une adaptation sur mesure de la tête de pompe, des matériaux, ainsi que des connexions mécaniques, électriques et hydrauliques. Pour le système Dosimetrix® hybrid, la résistance chimique aux liquides corrosifs ou neutres est extrêmement importante. La pompe pour liquides adaptée et sur mesure qui est utilisée dans le système est conçue avec des membranes en EPDM revêtues de PTFE. Les vannes sont en FFKM, les joints en FKM et la tête de pompe en PP. Tous ces matériaux se caractérisent par leur compatibilité chimique avec les différents liquides transférés, notamment les fluides contenant de l’huile. Afin de garantir une adaptation parfaite et gagner de la place dans le système, la tête de la pompe KNF peut être tournée à 180°. Elle utilise également un moteur à courant continu sans balais qui fournit une performance réglable de la pompe et répond aux exigences de mélange et de dosage précis du système de lubrifiants réfrigérants.
« La pompe de KNF offre un rapport performance/taille élevé et peut être intégrée dans le système de contrôle spécialisé de Dosimetrix® hybrid. Il est très important pour nous que la pompe fonctionne avec un entretien minimal et bénéficie d’une longue durée de vie car cela réduit les temps d’arrêt et les coûts pour nos clients », conclut Jürgen Gosch. La pompe à membrane pour liquides fournit des lubrifiants avec un débit précis et fiable pour une large plage de fonctionnement, garantissant un dosage minutieux dans le système de lubrification réfrigérante. KNF possède une grande expérience dans le domaine de la conception de solutions de pompage sur mesure. Les ingénieurs travaillent en étroite collaboration avec chaque client pour garantir une adaptation parfaite de la pompe et fournir une assistance technique tout au long du processus d’intégration. Les clients tels que BRISCO Systems bénéficient du soutien local de KNF et de son expertise dans différents secteurs et marchés.
