Le nettoyage au coeur de l’usinage du futur

Face aux exigences en matière de fiabilité, qualité, délais de production et réglementations environnementales, l’industrie de l’usinage et de la mécanique doit aujourd’hui répondre à de nombreux défis techniques et organisationnels pour produire des pièces de qualité, en grande quantité, dans des temps resserrés.

Le Cetim-Ctdec – Centre Technique de l’industrie de la mécanique et du décolletage – développe des solutions innovantes pour les industriels, et travaille à ce titre depuis plusieurs années à l’amélioration et à l’automatisation du système d’usinage des pièces métalliques. Le centre a mené depuis 2010 des travaux de Recherche & Développement au travers du projet Usitronic® (1), aboutissant à une solution d’îlot de production intelligente et autonome permettant de connecter tous les éléments de production (machine-outil, machine de nettoyage, machine de mesure tridimensionnelle), et capable de produire en continu des pièces complexes avec une garantie du zéro défaut.

Pour ce faire, cette solution utilise des systèmes connectés et intelligents tout au long de la chaîne de production, de la fabrication aux étapes de contrôle, en passant par le nettoyage des pièces, étape essentielle pour garantir les caractéristiques dimensionnelles et géométriques attendues des pièces usinées.

Exemple de cellule robotisée intelligente utilisée pour l’usinage de pièces métalliques – le cas Usitronic®

(1) Usitronic® projet de Recherche et Développement par le Cetim-Ctdec avec le soutien du pôle Mont-Blanc Industries. Partenaires industriels et techniques : Baud Industries, Pernat Emile, ESPI, SYMME, Staubli, Autodesk, Cetim. Partenaires financiers : L’Etat Français, le Feder, la Région Auvergne Rhône-Alpes, le Conseil Départemental de HauteSavoie.

Le nettoyage, une opération clé dans les nouveaux systèmes de production intelligents et connecté

De nombreuses exigences techniques

L’opération de nettoyage a un impact direct sur la fiabilité de la mesure dimensionnelle des pièces à produire. Cette étape nécessite de trouver un équilibre entre les exigences de performance du dégraissage final, le rythme de production et les contraintes liées à l’intégration du nettoyage en ligne tout en respectant la réglementation environnementale ainsi que les conditions d’hygiène et de sécurité.

Quelle solution de nettoyage choisir ?

Chaque îlot de production est une application différente, utilisant des ressources et moyens choisis suivant les applications. Pour une application donnée d’un îlot de production¹, le Cetim-Ctdec a testé plusieurs solutions de nettoyage afin d’identifier une technologie permettant de répondre à toutes ces exigences. Parmi les solutions évaluées : le nettoyage par plasma, par vapeur sèche, par centrifugation, le nettoyage à base de lessiviels, vibratoire et enfin le nettoyage par mélanges azéotropes à base d’hydrofluoroéthers.

C’est cette dernière solution qui a été retenue après la conduite d’analyses de propreté et de particules, de tests de séchage et de validation du temps de nettoyage ainsi que la mesure de la température de la pièce à la fin du cycle de nettoyage.

Les mélanges azéotropes à base d’hydrofluoroéthers, une technologie de pointe pour le nettoyage de précision

Le Cetim-Ctdec s’est rapproché de la société 3M, fabricant de fluides hydrofluoréthers ainsi que de la société Inventec, partenaire distributeur de 3M et formulateur pour les applications de solutions de nettoyage, et a retenu la gamme ３Ｍ™ Novec™ ainsi que la gamme PromosolvTM d’Inventec pour ce projet.

Ces gammes répondent aux exigences définies pour cette application :

• Flexibilité.Ces gammes de nettoyage fonctionnent en procédé phase vapeur. Elles forment une solution qui permet de nettoyer, rincer et sécher les pièces les plus complexes au sein d’une machine fermée ou hermétique tout en limitant le taux d’émissions dans le processus de nettoyage.
• Performance. Cette solution de nettoyage en cycle court, donc très rapide (inférieur à 2 minutes) est très efficace dans l’élimination des contaminants moyens et lourds tels que les résidus de flux, d’hydrocarbures, d’huiles de silicone et des graisses.
• Sécurité. Elle est également sûre pour les installations environnantes : elle est ininflammable, ne présente aucun risque d’oxydation et bénéficie d’une excellente compatibilité avec la plupart des matériaux. Elle est également non cancérigène, mutagène ou reprotoxique.
• Economie. La consommation énergétique occasionnée par ces gammes de solution de nettoyage demeure limitée puisqu’elles ne requièrent pas de zone de séchage à haute température. De plus, ce mode de nettoyage n’occasionne aucune consommation d’eau.
• Durabilité.Les fluides HFE ne portent pas atteinte à la couche d’ozone (ODP nul) et ne sont pas visés par la réglementation F-GAZ car ils ont un faible pouvoir de réchauffement global (GWP) et bénéficient d’une faible durée de vie dans l’atmosphère.

Parmi ces solutions, de nombreuses entreprises ont opté pour le fluide ３Ｍ™ Novec™ 73DE. Une solution économique qui permet de conserver un équilibre entre performance, sécurité et environnement.

Le fluide ３Ｍ™ Novec™ 73DE, une solution adaptée à de nombreux domaines d’application

Le fluide ３Ｍ™ Novec™ 73DE est utilisé pour des applications de pointe dans différents secteurs :

• L’industrie du décolletage
• L’horlogerie
• Le marché médical, pour le nettoyage de prothèses par exemple
• Le marché aéronautique (roulements à billes, pièces d’ailes et de trains d’atterrissage)
• L’industrie automobile
• La fabrication additive

A propos du Marché Electronique & Energie de 3M : Les produits innovants conçus et commercialisés par 3M contribuent au développement des sources d’énergie fiables, des appareils électroniques et des réseaux de télécommunications. 3M s’engage pleinement en matière d’énergie renouvelable pour accroître la qualité tout en réduisant les coûts. Les solutions de 3M répondent aux besoins variés de ses clients dans les domaines de l’électricité, de l’électronique, des télécommunications, des énergies renouvelables, des systèmes optiques ou encore de la protection des infrastructures.

A propos d’Inventec : : Inventec, filiale à 100% du groupe Dehon, forte de 11 filiales dans le monde distribue, développe et met en œuvre des procédés innovants de nettoyage industriel respectueux des critères environnementaux pour les secteurs électronique, aéronautique, spatial, automobile, micromécanique, médical et fabrication additive depuis plus de 40 ans. Pour en savoir plus, visitez notre site internet : www.inventec.dehon.com

A propos du Cetim Ctdec : Créé en 1962, le Cetim-Ctdec est implanté à Cluses en Haute-Savoie (74), au cœur de la Vallée de l’Arve où se concentrent plus de 2/3 des entreprises du décolletage. Ce centre technique des industries mécaniques et du décolletage mutualise les moyens matériels et les compétences au service des industries, promeut les progrès techniques et contribue à la garantie de la qualité et à l’amélioration de la productivité. Il offre des activités collectives au service de la profession et des services aux entreprises dans les domaines de la conception produit / process, de l’industrialisation, de la production / contrôle et de l’organisation / système de management. Le centre rassemble aujourd’hui 55 collaborateurs au service des mécaniciens de l’est-rhônalpin (73, 74, Sud Franche Comté, nord Isère) et des décolleteurs français. Il fait partie de l’alliance Mécatim représentant 700 collaborateurs.