06 juillet 2021 | La Revue POLYTECHNIQUE 09/2020 | Fluidique

De l’air ionisé pour remplacer les lubrifiants réfrigérants

Grâce au système EcoCooling, les acteurs de l’industrie de la machine-outil ne seront plus contraints de recourir aux coûteux fluides d’usinage des métaux pour refroidir et lubrifier les pièces et outils de coupe. Procédé propre et respectueux de la nature, ce système utilise uniquement de l’air ionisé et refroidi, éliminant ainsi les risques environnementaux ainsi que les coûts associés aux fluides à base d’hydrocarbures.

Une partie de l’équipe à l’origine du système EcoCooling a développé la technologie à éclairage frontal utilisée dans les liseuses Kindle d’Amazon. De gauche à droite : Juha Hatjasalo, Leo Hatjasalo, Jori Oravasaari et Jarmo Maattanen.

L’industrie des outils métalliques s’engage dans une nouvelle ère, propre et écologique. Le système EcoCooling est le fruit d’un travail de longue haleine réalisé par l’équipe de recherche et développement qui s’était déjà distinguée en développant l’éclairage frontal de la gamme de liseuses Kindle d’Amazon. Aujourd’hui, ce groupe multidisciplinaire, composé de scientifiques, d’ingénieurs et d’entrepreneurs chevronnés, a mis au point une méthode sèche, propre et respectueuse de l’environnement pour la lubrification des pièces métalliques. Il s’agit d’un procédé utilisant uniquement de l’air ionisé et refroidi, sans aucune présence d’émulsion.

« Cela fait longtemps déjà que les ateliers cherchent à se débarrasser des lubrifiants réfrigérants et bon nombre d’entre eux travaillent à de possibles solutions, mais sans résultats probants » , explique Leo Hatjasalo, cofondateur et PDG de la société EcoCooling. « Aujourd’hui, nous avons la réponse qu’ils attendent, puisque ce nouveau système peut même être utilisé avec les métaux les plus durs, comme les carbures de chrome, de titane et de tungstène » , ajoute-t-il.

Cette année, le marché mondial des fluides de façonnage des métaux est estimé à quelque 12 milliards de dollars. Il jouit d’une croissance continue, puisqu’on prévoit, pour le marché mondial des machines-outils, une hausse de 120 à 150 milliards de dollars dans les cinq années à venir. Cette croissance est notamment stimulée par l’accélération de la demande en composants dans les secteurs aérospatial, de l’automobile et des transports.

Très compacte, l’unité de refroidissement EcoCooling ne nécessite aucun entretien, ce qui permet d’envisager la construction de machines à usiner les métaux moins coûteuses et moins volumineuses.

Un lubrifiant sec qui réduit les frottements dus à la coupe

« Dans le système EcoCooling, l’air ionisé pénètre dans la zone de coupe et forme un lubrifiant sec, qui réduit les frottements dus à la coupe, ainsi que la chaleur produite, tout en accélérant la formation d’une couche d’oxyde. Ce procédé est breveté sur tous les continents et nous sommes en cours de validation, pour que soient inclus tous les types de machine-outil » , déclare Leo Hatjasalo. Et il insiste sur le fait que ce système représente non seulement un moyen de réduire les coûts propres aux émulsions, mais également l’occasion d’améliorer la productivité en accélérant la vitesse de coupe, en réduisant l’usure des outils et en diminuant les frais de maintenance.

« Puisqu’aucun fluide ne vient contaminer les copeaux de métal, on peut alors les recycler dans leur totalité, sans qu’il soit nécessaire de les nettoyer » , explique-t-il. L’absence de déchets et de vapeurs toxiques provenant des fluides, ainsi que la réduction des émissions de CO ₂ – puisqu’aucune huile n’est utilisée –, représente un autre avantage. Grâce à sa taille ultra compacte, l’unité EcoCooling permet de construire des machines à usiner les métaux moins coûteuses et moins volumineuses.

« L’unité ne requiert aucun entretien et il a été démontré qu’elle prolongeait sensiblement la durée de vie des outils de coupe. Le système peut aussi être monté dans des machines-outils plus anciennes » , indique Leo Hatjasalo.

De nombreux tests ont donné d’excellents résultats

Au cours de ces dernières années, le système EcoCooling a été soumis à de nombreux tests, qui ont donné d’excellents résultats aux quatre coins de la planète, dans des environnements difficiles. Maintenant que ce procédé a fait ses preuves et démontré son impact positif en permettant aux entreprises de réaliser d’importantes économies et de réduire sensiblement leur empreinte carbone, l’objectif est de créer une gamme de produits polyvalente, destinée à toutes les machines-outils, et pas seulement aux tours.

Le système EcoCooling utilise un flux d’air ionisé et refroidi dans la zone de travail pour former un lubrifiant sec, réduisant ainsi les frottements dus à la coupe ainsi que la chaleur produite, tout en accélérant la formation d’une couche d’oxyde.

« Nous prévoyons également d’intégrer le système pour l’adapter à différentes machines CNC et de créer des solutions optimales pour tous les environnements de travail. Mais pour ce faire, nous avons besoin d’une aide extérieure en plus de nos propres financements. C’est pourquoi notre prochaine étape consiste à trouver un partenaire industriel qui nous aidera à commercialiser le système à l’échelle mondiale et d’étendre les champs d’application de cette technologie » , explique Leo Hatjasalo.

Oy ECE EcoCooling Engineering Ltd
FI-00150 Helsinki
Tél. +358 50 040 4768
www.ecocooling.fi

À propos d’Oy ECE EcoCooling Engineering Ltd

La société Oy ECE EcoCooling Engineering Ltd fait partie d’un groupe de sociétés finnoises qui développent des technologies de pointe au niveau international, comme celle de l’éclairage frontal utilisée dans les liseuses Kindle d’Amazon. Elle a été développée et industrialisée par la société de portefeuille Modilis Ltd., qui a été vendue à Amazon en 2010.

Le système breveté de refroidissement à l’air ionisé EcoCooling relève d’une histoire tout autre, puisqu’il vise à éliminer l’utilisation des lubrifiants réfrigérants nocifs dans les procédés de coupe des matériaux industriels. Développé depuis la fin des années 1980, ce système est le fruit de longues recherches industrielles. Il a été soumis à des tests rigoureux réalisés par des organismes indépendants, au cours de procédés concrets. Il est désormais prêt pour une commercialisation mondiale avec le soutien d’un partenaire industriel d’envergure internationale.