La surveillance des lubrifiants réfrigérants basée sur les données optimise les résultats

Les données intelligentes rendent la gestion des lubrifiants réfrigérants plus efficace, plus durable et plus économe en énergie

Dans le processus de rectification, de petites imperfections font la différence entre une pièce conforme et une pièce rejetée. Un résultat de rectification parfait suppose des composants mécaniques correctement réglés en usine et une chimie appropriée. Cela met en évidence un composant souvent sous-estimé : le lubrifiant réfrigérant.

Le lien entre la chimie et les composants mécaniques

La surveillance des lubrifiants réfrigérants basée sur les données est un élément essentiel pour parvenir à une production autonome et à des résultats de rectification optimaux. Cette surveillance constitue le lien entre la chimie et les composants mécaniques et rend le processus de rectification plus robuste, plus efficace et plus durable grâce à l'échange standardisé de données et à l'utilisation de jumeaux numériques.

C'est là qu'intervient umati (Universal Machine Technology Interface). Cette initiative mondiale de connectivité des constructeurs de machines, basée sur la norme OPC UA, permet une communication indépendante du fabricant entre les machines. Cela permet l'interopérabilité afin d'intégrer de manière transparente les données de surveillance des lubrifiants réfrigérants dans les systèmes informatiques et les plateformes cloud, et de réaliser une connectivité plug-and-play dans l'écosystème industriel.

GrindingHub

Au salon GrindingHub, organisé par la VDW (Association allemande des constructeurs de machines-outils) à Stuttgart du 5 au 8 mai 2026, les visiteurs pourront en apprendre davantage sur l'alimentation optimisée en lubrifiant réfrigérant pour obtenir les meilleures qualités de surface.

Économies d'énergie pouvant atteindre 27 %

Des recherches scientifiques ont montré qu'une alimentation en lubrifiant réfrigérant adaptée aux besoins permettait de réaliser d'importants gains d'efficacité et de productivité.

"Dès notre première étude, nous avons pu identifier des fenêtres de processus permettant de réduire la consommation d'énergie pour l'affûtage de 27 %, sans nuire à la qualité des pièces usinées ni favoriser l'usure des outils", explique le professeur Berend Denkena, directeur de l'Institut des techniques de production et des machines-outils (IFW) de l'université Leibniz de Hanovre.

"Dans le même temps, nous avons pu augmenter la vitesse d'usinage de 20 %, ce qui s'est traduit par une augmentation considérable de la productivité." Grâce à un approvisionnement en lubrifiant réfrigérant adapté aux besoins, ce potentiel pourrait à l'avenir être transféré de manière systématique et reproductible vers des applications industrielles.

Réduction de la consommation de lubrifiant réfrigérant

Il existe également des effets positifs en termes de durabilité dans la production industrielle. "L'application de lubrifiants réfrigérants en fonction des besoins permet de réduire leur consommation, ce qui diminue non seulement la consommation d'énergie pendant le processus de rectification, mais aussi les coûts de production, de préparation et d'élimination du lubrifiant réfrigérant", explique M. Denkena.

Denkena est membre de la WGP (Association académique allemande pour la technologie de production), qui mène depuis de nombreuses années des recherches sur l'adaptation de l'utilisation des lubrifiants réfrigérants en fonction des besoins. Des conditions de processus plus stables prolongent également la durée de vie des outils et réduisent le nombre de produits rejetés et de retouches. Au final, cela contribue à une utilisation plus efficace des ressources et à une production industrielle plus durable.

Surveiller de près les forces de rectification et la puissance de l'arbre

"Un approvisionnement en lubrifiant réfrigérant adapté aux besoins est rendu possible par l'enregistrement continu des variables d'état liées au processus et leur utilisation pour faire varier l'approvisionnement en lubrifiant réfrigérant", explique le professeur Denkena.

L'IFW a d'abord mené des recherches sur les principes de base de l'alimentation en lubrifiant réfrigérant dans la zone de contact de rectification. Sur cette base, des concepts de technologie de capteurs et de régulation sont actuellement développés afin de réaliser à l'avenir une alimentation en lubrifiant réfrigérant adaptée aux besoins et automatisée. Les données constituent ici la matière première la plus importante.

"Dans notre première étude, nous avons enregistré des variables pertinentes pour le lubrifiant réfrigérant, telles que le débit, la température et la pression, mais aussi des paramètres liés au processus, tels que les forces de rectification, la puissance de la broche et les propriétés liées à la pièce à usiner", explique le chercheur. L'analyse a porté sur l'influence des variations des conditions du lubrifiant réfrigérant sur le processus de rectification.

L'objectif est de s'appuyer sur cette étude afin de pouvoir utiliser à l'avenir les données fournies par les capteurs pour influencer spécifiquement des variables cibles telles que l'efficacité énergétique, la consommation de lubrifiant réfrigérant, l'usure des outils et la qualité des pièces.

Une émulsion saine, sans mousse ni infections

La gestion optimale des lubrifiants réfrigérants dans l'usine est également une priorité pour le fabricant de lubrifiants Fuchs SE, basé à Mannheim.

"Une gestion efficace des lubrifiants réfrigérants repose essentiellement sur quatre éléments principaux", explique Alexander Kaiser, responsable de la gamme de produits Global Product Line Smart Services & Digital Business Partner chez Fuchs.

Tout d'abord, une émulsion stable doit être mélangée avec une structure de gouttelettes aussi fine que possible et une qualité d'eau connue et recommandée. En outre, un contrôle continu de l''état de santé' de l'émulsion doit garantir des performances à long terme. Un apport régulier d'émulsion fraîche est également nécessaire pour réguler la concentration et compenser les pertes de volume. Enfin, l'utilisation sélective d'additifs doit empêcher les infections ou la formation de mousse.

"Certaines parties du processus peuvent être partiellement ou totalement automatisées", explique M. Kaiser. L'automatisation est utile si l'application est stable et ne subit pas de fortes fluctuations. La rentabilité joue également un rôle, car l'automatisation nécessite toujours des investissements.

Jumeaux numériques dans le cloud

Lorsque le processus est automatisé, la concentration actuelle doit être mesurée à l'aide de réfractomètres en ligne. Le niveau de remplissage actuel du réservoir de lubrifiant réfrigérant est également enregistré. Le système d'automatisation utilise ensuite la concentration cible pour l'application afin de déterminer la quantité de remplissage nécessaire et sa concentration, de manière à ce que l'émulsion reste à un niveau de concentration constant.

"Tous les équipements de production et leurs points de lubrification sont cartographiés sous forme de jumeaux numériques dans notre plateforme de gestion des services basée sur le cloud, LubeLink FluidsConnect", explique le responsable de Fuchs. Ce système enregistre, planifie et gère en permanence l'état actuel, les quantités de remplissage et l'ensemble du processus de maintenance.

"Ainsi, l'équipe Smart Services est toujours informée de l'état de la production et peut prendre des mesures à un stade précoce pour éviter les arrêts imprévus", explique M. Kaiser.

Sentir, observer, mesurer

La concentration en lubrifiant réfrigérant est généralement déterminée à intervalles réguliers, soit à l'aide d'un réfractomètre (automatique ou manuel), par titrage sur place ou par des analyses détaillées en laboratoire.

En outre, le pH et la teneur en nitrites sont régulièrement mesurés. Des cotons-tiges permettent de détecter d'éventuelles infections bactériennes.

Dans certains cas, l'odeur et l'aspect visuel sont également consignés. Ces informations sont utilisées pour planifier les cycles de remplissage et les intervalles de nettoyage des réservoirs. "LubeLink facilite la coordination efficace des experts sur place grâce à des plans d'intervention et des notifications", explique M. Kaiser.

La fonctionnalité et la fiabilité des équipements sont également contrôlées régulièrement lorsque le remplissage entièrement automatique est mis en œuvre. Toutes les données, qu'elles soient enregistrées automatiquement ou manuellement, sont stockées et mises à disposition de manière centralisée dans FluidsConnect.

Considération commerciale par application

La question de savoir si tous ces efforts en valent la peine pour l'utilisateur industriel relève en fin de compte d'une considération commerciale. En effet, les gains d'efficacité et de productivité obtenus grâce à la gestion automatisée des lubrifiants de refroidissement dans le processus de rectification varient selon l'application.

Selon M. Kaiser, des économies sont possibles tant au niveau des coûts de personnel que des coûts de fluides, principalement grâce à la durée de vie plus longue des fluides. Ces économies doivent toutefois être mises en balance avec l'investissement dans l'automatisation.

"L'investissement ne sera peut-être pas rapidement rentabilisé sur tous les marchés, pour tous les clients et toutes les applications", admet le directeur de Fuchs. Dans tous les cas, la gestion professionnelle des lubrifiants réfrigérants augmente la productivité en réduisant au minimum les temps d'arrêt et en garantissant que les pièces sont produites selon les normes de qualité souhaitées.

Moins d'eau, d'additifs et d'énergie

Outre les avantages économiques, il y a aussi des avantages environnementaux. En prolongeant la durée de vie du lubrifiant réfrigérant, on réduit à la fois la quantité de concentré nécessaire et la quantité d'eau fraîche. Dans le même temps, la quantité d'émulsion à évacuer est également réduite.

"De plus, lorsque l'émulsion reste en bon état, l'utilisation d'additifs peut être réduite, voire totalement éliminée. Il convient également de mentionner qu'une durée de vie plus longue des outils et une lubrification parfaite peuvent entraîner des économies d'énergie considérables", explique M. Kaiser.

Le traitement des données dans le cloud offre encore plus d'avantages. Les nouvelles fonctionnalités, les mises à jour de sécurité et les améliorations sont immédiatement disponibles. Les données sont accessibles depuis n'importe quel endroit, n'importe quel appareil et à tout moment, ce qui est parfait pour les réseaux de production mondiaux. Les données provenant des machines, des capteurs, des laboratoires et des interventions de service sont disponibles dans un seul système, sans silos de données, conflits de versions et discontinuité des médias.

Enfin, les systèmes redondants, associés à une surveillance professionnelle, garantissent une ouverture

Les données restent en Allemagne

Une préoccupation majeure pour les utilisateurs est que les données doivent être stockées en toute sécurité dans le cloud.

"Nous sommes conscients de l'importance capitale de la sécurité informatique", souligne M. Kaiser. LubeLink est une plateforme basée sur le cloud qui s'appuie sur les dernières technologies web. L'application est hébergée en Allemagne.

"LubeLink étant en constante évolution, nous faisons régulièrement tester et certifier l'application et l'environnement d'hébergement par un partenaire externe indépendant", explique le directeur de Fuchs. "Jusqu'à présent, aucune vulnérabilité ni aucun problème de sécurité n'ont été détectés, un résultat dont nous sommes fiers. Cela nous permet d'offrir à nos clients un système moderne, puissant et extrêmement sûr pour la gestion de leurs processus de lubrification", explique M. Kaiser.

L'IA promet encore plus d'efficacité

L'apprentissage automatique promet encore plus d'améliorations en termes d'efficacité dans la gestion des lubrifiants de refroidissement basée sur les données.

"Nous utilisons différentes technologies modernes pour créer une réelle valeur ajoutée pour nos clients à partir des données disponibles. Lorsque cela s'avère nécessaire, nous avons également recours à des méthodes d'intelligence artificielle", explique l'expert en lubrifiants de refroidissement.

"Grâce à nos années d'expérience et à la base de données que nous avons constituée au fil du temps, nous pouvons détecter - et dans de nombreux cas prédire - les anomalies dans les applications de lubrifiants à un stade précoce."

Cependant, les discussions avec les clients ne portent pas sur les algorithmes ou les technologies à utiliser, mais sur la manière de rendre la production plus productive, plus efficace et plus durable, précise Alexander Kaiser.