Coûts d'outillage plus élevés pour les fraises en carbure durables
Voici comment maîtriser les coûts
Les prix des fraises en carbure et autres outils de coupe pour l'usinage ont fortement augmenté ces dernières années. Bien que les coûts d'outillage représentent encore une part relativement faible du coût total, ces augmentations de prix signifient que la facture totale peut être considérablement plus élevée. Existe-t-il des alternatives? Ou pouvez-vous contrôler les coûts d'une autre manière?
En fait, on constate des augmentations de prix sur l'ensemble du marché des outils en carbure. Depuis plusieurs années, les principaux fabricants appliquent régulièrement des augmentations de prix allant de quelques pour cent à des pourcentages à deux chiffres. Cela vaut non seulement pour les fraises en carbure monobloc, mais aussi pour les plaquettes en carbure brasé.
L'un des principaux acteurs du secteur a augmenté ses prix de 22% en moyenne l'année dernière, mais même avec cela, selon certains initiés, le groupe ne peut pas couvrir entièrement l'augmentation des coûts des matières premières. Le prix du cobalt est également loin d'être stable. Après avoir fortement chuté en 2023-2024, le prix de cette matière est reparti à la hausse l'année dernière (+67%). Le cobalt étant un liant important (souvent 6 à 15% du poids de l'outil), les hausses de prix affectent directement les coûts de production des métaux durs.
Pourquoi les prix des matières premières augmentent-ils?
Plusieurs raisons expliquent la hausse des prix. La principale est l'augmentation des prix des matières premières, non seulement pour les poudres et les minerais de carbure de tungstène, mais aussi pour l'APT (paratungstate d'ammonium). Ce dernier, le paratungstate d'ammonium, est la forme chimique sous laquelle le tungstène est commercialisé ; plus de 75% du tungstène est commercialisé sous cette forme. L'APT sert de référence pour les prix des métaux durs.
En 2025, les prix de l'APT ont augmenté de 80 à 95% en peu de temps. Il faut en chercher la cause en Extrême-Orient, ou plutôt dans la négligence de nombreux pays occidentaux à maintenir leur propre approvisionnement en matières premières. 80% du minerai de tungstène provient de Chine. L'année dernière, la Chine a réduit son quota de minerai de tungstène de 6,5% et la production augmente plus lentement en raison des mesures d'assainissement de l'environnement et de la fermeture d'anciennes usines. Les mines situées dans d'autres parties du monde ne peuvent pas absorber cette baisse de production, notamment parce que certaines grandes mines se trouvent en Russie et que l'Occident ne veut pas faire affaire avec ce pays.
À cela s'ajoutent les droits de douane imposés par les États-Unis sur les produits chinois. L'offre est donc restreinte. Cette situation ne semble pas devoir changer dans un avenir proche. D'autre part, la demande de l'industrie est en hausse. Non seulement la demande de l'industrie manufacturière augmente (elle consomme plus de 10 milliards d'outils en carbure par an), mais la défense est également en demande.
Enfin, les fabricants sont confrontés à l'augmentation des prix de l'énergie, des coûts de main-d'œuvre et, surtout en Europe, doivent se conformer à un nombre croissant de réglementations (telles que REACH, les réglementations sur le CO2), ce qui augmente encore les coûts. Dans l'ensemble, le marché s'attend à ce que la hausse des prix soit permanente.
Comment maîtriser les coûts?
Les augmentations de prix ne sont pas les mêmes pour tous les outils en carbure. Elles dépendent notamment du pourcentage de carbure. Les augmentations de prix moyennes pour les fraises en carbure monobloc ont fluctué entre 6 et 15% au cours des deux dernières années, pour les plaquettes entre 4 et 10% et pour les outils spéciaux entre 12 et 25%.
Grâce à un système de gestion d'outils numérisé lié à un système d'émission, on sait où se trouve un outil et quelle est sa durée de vie restante
Compte tenu de la hausse des prix des outils, il est d'autant plus important de porter un regard critique sur le processus d'usinage. Cela commence par un système de gestion des outils qui permet de mieux comprendre la consommation des fraises et autres outils de coupe. Mesurer c'est savoir s'applique ici plus que jamais.
Bien que l'utilisation des systèmes de gestion des outils ait connu une croissance constante ces dernières années, ils sont encore loin d'être courants dans l'industrie de l'usinage. Il y a encore des stocks d'outils inutiles qui traînent, ce qui, avec l'augmentation des prix, constitue un capital mort supplémentaire. Avec un système numérisé de gestion des outils relié à un système de gestion des sorties, on sait où se trouve un outil et quelle est sa durée de vie restante.
Les concepteurs de systèmes de gestion d'outils affirment que les stocks peuvent être réduits de 20 à 30% en moyenne si l'on dispose d'une vision en temps réel de l'outillage disponible ; le nombre de commandes urgentes coûteuses diminue. Avec un assemblage correct, un préréglage et des données cohérentes, on obtient une durée de vie des outils de 10 à 20% plus longue et on réduit la proportion des coûts de défaillance dus à l'utilisation de données d'outillage incorrectes. Même si ces affirmations ne sont qu'à moitié vraies, il y a là une possibilité de réduire les coûts.
Adapter la stratégie de fraisage
Une option consiste à adapter la stratégie de fraisage. Cela peut se faire de plusieurs manières. Le fraisage trochoïdal (avec une petite avance radiale ae et une grande profondeur axiale ap) permet une bien meilleure utilisation de la fraise sur toute sa longueur. Cela augmente à la fois la productivité et la durée de vie de l'outil, car l'usure de la fraise est beaucoup plus régulière. La productivité accrue peut être utilisée pour fraiser avec un diamètre de fraise plus petit. Le fraisage dynamique (angle d'avance constant), le fraisage en lamelles (profondeur de coupe radiale très faible) et le fraisage à grande avance (utilisation d'avances élevées pour enlever la matière en fines tranches) sont d'autres exemples de stratégies de fraisage qui peuvent réduire la consommation d'outils.
Il est également possible de réduire la vitesse de coupe (vc). Si l'on réduit la vitesse de coupe de 10%, l'impact sur la productivité reste limité, mais la durée de vie de l'outil peut être améliorée de manière significative. Une troisième option dans le processus d'usinage consiste à s'assurer que les vibrations sont minimisées. En effet, les vibrations sont désastreuses pour la durée de vie d'un outil de coupe (et mauvaises pour la qualité de la pièce). Les moyens les plus simples de réduire les vibrations consistent à choisir des fraises à angle d'hélice variable et des porte-outils de haute qualité. Lors du fraisage de l'aluminium et de l'acier inoxydable, l'angle d'hélice variable par rapport à l'universel permet d'éviter les vibrations harmoniques. La prévisibilité s'en trouve améliorée. Les porte-outils rétractables et hydrauliques ont de meilleurs effets d'amortissement qu'un porte-outil Weldon.
Une meilleure concentricité contribue directement à l'allongement de la durée de vie de l'outil. Une différence de concentricité d'un centième de millimètre fait toute la différence, car si une fraise ne tourne pas parfaitement rond, une branche est soumise à des charges plus lourdes et s'use plus rapidement. Dès que cette dent se casse, les autres suivent en raison du déséquilibre plus important. Cela est encore plus vrai dans les stratégies de fraisage à haut rendement telles que le fraisage trochoïdal, car les épaisseurs de copeaux sont très fines.
Des alternatives aux fraises en carbure?
Pour de nombreuses applications, un outil en carbure est indispensable. Dans ces cas-là, il est donc important de les utiliser aussi efficacement que possible. Mais les fraises et les plaquettes en carbure ne sont pas toujours nécessaires. Pour un certain nombre d'opérations, le cermet est une alternative utile. Le cermet est un composite de céramique et de métal qui, à grande vitesse, présente une résistance à l'usure et à la chaleur supérieure à celle du carbure.
Le carbure reste imbattable pour l'ébauche, le fraisage lourd (ou le tournage) et l'usinage de matériaux à haute ténacité. C'est le cas pour le fraisage ou le tournage de l'acier inoxydable. Mais les propriétés typiques du carbure de tungstène sont loin d'être pleinement exploitées lorsque, par exemple, l'usinage se fait avec de faibles forces de coupe, ou à des vitesses élevées, ou avec de faibles profondeurs de coupe. De même, dans les situations de coupes continues ou légèrement interrompues, la ténacité du carbure est en fait exagérée et constitue donc actuellement une solution trop coûteuse pour l'usinage de finition. Les propriétés typiques du cermet prennent alors tout leur sens, comme une plus grande résistance à l'usure, une meilleure stabilité dimensionnelle et une usure prévisible.
Pour certaines opérations de finition, les outils en cermet peuvent constituer une alternative pour ceux qui trouvent les prix actuels des outils en carbure trop élevés. Toutefois, le choix du cermet doit toujours se faire sur des bases techniques. Il est plus fragile, ce qui, en cas de mauvaise utilisation (coupes lourdes interrompues ou machines instables), entraîne la rupture de l'outil et réduit immédiatement à néant les économies réalisées. N'oubliez pas non plus que les fraises pleines ne sont pas fabriquées en cermet. Il faut donc compter sur les plaquettes, qui sont généralement 10 à 25% moins chères que les plaquettes en carbure comparables. Pour les plaquettes destinées aux opérations de tournage, l'écart de prix est parfois légèrement supérieur.
Réaffûtage
Il est évident que le réaffûtage des fraises et des forets a fait l'objet d'une plus grande attention ces dernières années. Tant au niveau international qu'au niveau du Benelux, les entreprises qui réaffûtent les fraises font état d'un intérêt croissant. Quelques règles simples permettent de déterminer rapidement si le réaffûtage se justifie.
Tout d'abord, le prix de la fraise VHM: au-delà de 50 euros, le réaffûtage est généralement intéressant ; à partir d'un prix de 80 euros, il est toujours intéressant d'un point de vue économique. La condition préalable est que la longueur résiduelle soit encore suffisante (au moins 70%) et que la fraise ne soit pas gravement endommagée. Le diamètre peut constituer une contre-indication: pour les diamètres inférieurs à 4 mm, il est techniquement difficile de remettre l'outil dans son état d'origine. Le coût de l'affûtage dépasse alors souvent le prix d'un outil neuf.
Une deuxième contre-indication est une décoloration bleue des arêtes de coupe: cela indique des microfissures ou même des arêtes de coupe brûlées. Et la troisième indication pour ne pas réaffûter est qu'il s'agit d'une fraise complexe, avec des géométries spéciales pour le fraisage trochoïdal, par exemple. Les outils seront alors moins performants après le réaffûtage.
Bien que les réaffûteurs déclarent avoir plus de travail, ils constatent également que les clients n'exploitent pas encore pleinement ce potentiel. Il y a notamment des doutes parce que la fraise réaffûtée ne correspond pas exactement à la fraise neuve. Il n'est pas possible d'obtenir un outil identique à 100%, mais selon la qualité de l'affûtage, on peut souvent récupérer un outil de haute qualité, avec une bonne stabilité dimensionnelle et une bonne prévisibilité, mais avec une durée de vie légèrement inférieure (80-90% de l'outil d'origine en moyenne). Par exemple, il est possible de faire réaffûter la fraise à une taille fixe.
Mais si l'on mesure et prérègle les outils et qu'on les programme dans des programmes de FAO avec des données d'outils actualisées, une taille légèrement différente n'est pas un obstacle, et l'on économise en moyenne la moitié du nouveau coût, selon que l'on fait rechaper l'outil ou non.
Recyclage
Le recyclage des outils en carbure est une priorité pour tous les fabricants. Grâce à l'amélioration continue du processus de recyclage et de production, la qualité des matériaux recyclés est désormais au même niveau que celle des matières premières neuves. C'est exactement ce que le marché demande lorsqu'il s'agit d'applications haut de gamme. En raison des prix élevés sur le marché des matières premières, les fabricants d'outils versent de l'argent aux entreprises métallurgiques qui leur remettent leurs outils usagés.
