Impact de l’environnement de lubrification lors de l’usinage d’un alliage réfractaire

Abstract

Ce mémoire de recherche présente une étude expérimentale de l'usinage du superalliage Inconel 718, un matériau stratégique mais complexe en raison de son usinabilité difficile et de ses applications dans des environnements extrêmes. L'objectif principal de cette étude est d'optimiser le processus de tournage de l'Inconel 718 en évaluant l'impact de divers paramètres de coupe (vitesse de coupe, profondeur de passe, avance et rayon du bec d’outil) et de différentes conditions de lubrification, notamment l'usinage à sec, la lubrification en quantité minimale (MQL) et la nano-lubrification en quantité minimale (nano-MQL). Une approche expérimentale rigoureuse a été mise en œuvre, basée sur un plan d'expériences Taguchi L18. Les réponses technologiques étudiées incluent la rugosité de surface (Ra), l'effort de coupe tangentiel (Fz), la puissance de coupe (Pc) et le taux d'enlèvement de matière (MRR). Les données collectées ont été analysées à l'aide de méthodes statistiques avancées, telles que l'Analyse de Variance (ANOVA) pour quantifier l'influence des paramètres d’usinage, et la Méthodologie des Surfaces de Réponse (RSM) pour établir des modèles prédictifs. Pour l'optimisation multi-objective, des techniques comme GRA et TOPSIS ont été appliquées afin d'identifier les conditions optimales permettant de faire le compromis entre les paramètres technologiques, qui sont souvent contradictoires. Les résultats ont démontré la supériorité de la lubrification nano-MQL en termes de réduction des efforts et de la puissance de coupe, contribuant ainsi à une meilleure efficacité énergétique et à une réduction significative de l'impact environnemental. Les modèles prédictifs développés se sont avérés fiables, et les méthodes d'optimisation ont permis d'identifier des compromis efficaces entre des objectifs conflictuels, offrant des conditions de coupe qui améliorent la qualité de surface, minimisent la consommation d'énergie et optimisent la productivité. Ce travail fournit des directives précieuses pour une fabrication plus efficiente et durable des composants critiques en Inconel 718.