La compétitivité des outils de coupe KORLOY, fruit d’un savoir-faire avancé dans les matériaux en carbure, les revêtements, les brise-copeaux et la conception de haute précision
Le fruit de 60 ans d’expertise technologique : les fondements de la compétitivité des produits KORLOY
Les outils de coupe peuvent sembler n’être qu’un petit élément dans l’environnement de production, mais ils constituent en réalité une technologie clé qui détermine la productivité, la qualité, les coûts et la stabilité des procédés. Même avec les mêmes machines et matériaux, le temps d’usinage, la qualité, la durée de vie des outils et le taux de défauts peuvent varier considérablement selon l’outil utilisé. C’est pourquoi les outils de coupe ne sont plus considérés comme de simples consommables, mais comme un facteur essentiel de la compétitivité industrielle.
À l’occasion de son 60e anniversaire, KORLOY, dirigée par son CEO JUNGHYUN YIM, place depuis longtemps cette importance fondamentale des outils de coupe au cœur de son développement technologique. La priorité technologique de KORLOY au cours de ces 60 années de développement de produits est claire : proposer des solutions permettant d’accroître la productivité des clients, d’améliorer la qualité et de réduire les coûts de fabrication. Autrement dit, développer des produits capables de créer une nouvelle valeur pour les clients constitue le point de départ du développement technologique de KORLOY.
Une histoire technologique née de la production locale
L’histoire technologique de KORLOY a débuté avec la production locale d’outils de coupe en carbure. À ses débuts, l’entreprise se limitait à l’introduction de technologies de base provenant de fabricants étrangers de pointe. La création de son propre institut de recherche a toutefois marqué le véritable début du développement de technologies indépendantes. KORLOY a progressivement internalisé les technologies clés des outils de coupe – matériaux en carbure, revêtements CVD et PVD, brise-copeaux, conception de moules et production de précision en série – pour constituer sa propre gamme de produits.
KORLOY a ainsi démontré le potentiel de la production locale sur un marché coréen des outils de coupe autrefois dépendant des importations, avant de devenir une marque reconnue mondialement pour sa compétitivité en matière de qualité. Ses produits de marque propre sont notamment reconnus dans l’usinage des matériaux difficiles à couper destinés aux industries aéronautique, de défense et de l’énergie, élargissant continuellement leurs domaines d’application.
Plusieurs produits ont marqué les grandes étapes du développement technologique de KORLOY. La nuance A30, produit phare du marché ISO du fraisage en Corée et à l’international, illustre l’internalisation réussie de technologies étrangères avancées et la mise en place d’un système de production de masse. Le brise-copeaux AK, qui a révolutionné le contrôle des copeaux et l’état de surface dans l’usinage des métaux non ferreux, a été le premier produit KORLOY à recevoir le prix IR52 Jang Young-Shil. L’Alpha Mill pour l’usinage à 90° a été développé en troisième position mondiale et a stimulé les exportations, tandis que l’outil de rainurage MGT à deux arêtes, cinquième développement mondial de son type, s’est classé n°1 des ventes sur le marché chinois.
Les nuances PC9030 et PC5300, développées grâce aux technologies propriétaires de KORLOY en matière de revêtement PVD et de substrat, sont également devenues des produits « cash cow » majeurs. La série Rich Mill est un produit de fraisage emblématique issu des technologies propres de conception et de fabrication de KORLOY. Le foret indexable KING Drill est reconnu à l’international comme un best-seller offrant un excellent rapport qualité-prix. Enfin, les nuances Super et Super Endmill sont considérées comme des réussites de la production locale dans l’usinage de matériaux difficiles à couper pour les moteurs aéronautiques.
Les nuances Super (SNC805/SPC810) de KORLOY sont reconnues comme des produits ayant contribué au succès de la production locale dans l’usinage des matériaux difficiles à couper pour les moteurs aéronautiques.
La quête de l’indépendance technologique : les revêtements CVD et PVD
La technologie de revêtement a constitué un tournant majeur dans le développement technologique de KORLOY. À ses débuts, l’entreprise ne disposait d’aucune technologie CVD propre. Les chercheurs de l’époque ont été envoyés chez Sumitomo, partenaire japonais de KORLOY, afin d’acquérir les technologies nécessaires dans un environnement très restreint. Malgré d’importantes barrières de sécurité, ils ont observé et analysé les procédés avec persévérance pour en maîtriser les étapes essentielles. Ces efforts ont finalement permis à KORLOY d’acquérir ses propres technologies de revêtement et de fabrication CVD.
Le développement d’un film mince TiCN propriétaire pour le fraisage CVD n’a pas été simple non plus. Les essais de dépôt ont connu des dizaines d’échecs en raison de la formation répétée de phases êta à l’interface et de dépôts anormaux. En modifiant à la fois le substrat et la formulation du film mince, KORLOY est finalement parvenue au résultat recherché. Ces travaux ont conduit à la commercialisation de la nuance NCM25P, qui a également contribué à la croissance des ventes.
Le développement de la technologie des films minces PVD a lui aussi été une succession de défis. En l’absence initiale d’équipements de production, KORLOY a mené des recherches conjointes avec le milieu universitaire et a conçu et fabriqué en interne le premier équipement coréen de production PVD utilisant un procédé plasma HCD. Malgré des problèmes de fonctionnement, l’amélioration progressive et le remplacement des principaux composants ont permis à KORLOY d’internaliser jusqu’au savoir-faire lié au contrôle et à l’exploitation des équipements.
Par la suite, des essais ont été menés avec des équipements importés parmi les plus performants au monde, mais des problèmes persistants de délamination rendaient la production en série difficile. Après plusieurs semaines de tests, une simple contamination lors du prétraitement a été identifiée comme la cause principale. Sa résolution a marqué un tournant dans le développement du revêtement PC9030 et l’expansion des ventes de produits PVD. La technologie de revêtement actuelle de KORLOY est le fruit de cette persévérance et de ces nombreux essais.
Fruit d’un développement et d’une évolution continus, la gamme de produits de tournage CVD de KORLOY, comprenant notamment différentes séries telles que NC3200 associées à des brise-copeaux de tournage, est largement utilisée et appréciée dans les secteurs des composants automobiles et de l’usinage de pièces mécaniques. Pour le fraisage PVD, les solutions représentatives associent différentes nuances telles que PC5300 aux produits Rich Mill, Alpha Mill et HFM(D). Elles sont largement utilisées dans les secteurs des moules, de l’aéronautique, de l’énergie et de la défense.
Dans la gamme des forets indexables avec technologie de revêtement, KING Drill et TPDB Plus sont les produits phares. Grâce à son excellente rigidité de serrage, KING Drill est particulièrement apprécié dans les conditions d’usinage à haute productivité. TPDB Plus, reconnu pour sa compétitivité en matière de prix, offre quant à lui une productivité et une rentabilité élevées dans l’industrie des machines et équipements.
Enfin, TP4P est un outil de fraisage tangentiel destiné à l’usinage à 90°. Grâce à ses excellentes performances même dans des conditions d’usinage instables, il suscite récemment un intérêt croissant auprès des clients.
Les forets indexables KING Drill, TPDB Plus et TPDC Plus de KORLOY
Les trois piliers qui déterminent la performance des outils
La performance d’un outil de coupe ne dépend pas d’une seule technologie. KORLOY identifie trois éléments essentiels qui déterminent la performance et la fiabilité des outils : la résistance du substrat, l’adhérence et la résistance à l’usure du revêtement, ainsi que la précision de la géométrie. L’optimisation coordonnée de ces trois éléments technologiques est au cœur du développement d’outils de coupe haute performance.
Dans cette optique, KORLOY se concentre sur le renforcement de sa compétitivité fondamentale dans les matériaux en carbure. De la conception des alliages visant à maximiser la résistance à l’usure et la robustesse jusqu’à la maîtrise du procédé de frittage permettant d’obtenir une microstructure idéale, KORLOY internalise ses technologies clés et poursuit leur perfectionnement.
KORLOY dispose également d’une compétitivité différenciée dans les technologies de traitement de surface. Pour les revêtements PVD, la maîtrise des structures multicouches nanométriques permet de limiter la propagation des fissures et d’améliorer la résistance au délaminage ainsi que la dureté à haute température. Les revêtements CVD intègrent des technologies de nouvelle génération de contrôle de la texture d’alpha-alumine (α-Al₂O₃) et du MT-Ti(CN), offrant une excellente résistance à l’usure et une longue durée de vie des outils. La technologie de revêtement diamant offre également une qualité d’usinage de très haute précision grâce aux technologies de contrôle NCD et MCD, spécialement adaptées à l’usinage de la zircone et des composites renforcés de fibres de carbone (CFRP).
KORLOY exploite par ailleurs sa vaste base de données de conception de brise-copeaux et ses technologies de simulation FEM pour développer des géométries personnalisées, optimisées selon les matériaux et les conditions d’usinage. En assurant un contrôle optimal des copeaux et un environnement d’usinage stable, ces technologies contribuent à améliorer la productivité des clients.
KORLOY continuera à concentrer ses efforts sur le développement d’outils de coupe offrant des niveaux très élevés de performance et de fiabilité, grâce à la recherche intégrée sur les technologies des matériaux, des revêtements et des géométries.
(À gauche) Plaquette CVD de KORLOY, fruit de technologies propriétaires de revêtement et de fabrication,
(à droite) plaquette PVD, résultat d’efforts constants et d’une grande persévérance
Une industrie en mutation, de nouvelles orientations pour le développement des outils
L’une des principales évolutions récentes de l’industrie des outils de coupe concerne les matériaux usinés et l’environnement de production. Avec l’essor des véhicules électriques et la croissance des industries aéronautique et de défense, la demande d’usinage des matériaux traditionnels tels que l’acier et la fonte diminue, tandis que celle des matériaux difficiles à usiner et à forte valeur ajoutée, comme le titane, l’Inconel, les alliages d’aluminium et le CFRP, augmente.
L’expansion des industries aéronautique et de défense influence directement l’orientation du développement des outils. Afin d’usiner de manière stable des matériaux extrêmement difficiles tels que le titane, l’Inconel et les composites, le développement de substrats spéciaux à très haute dureté et ténacité, ainsi que de nouvelles technologies de revêtement et de géométrie, s’accélère. Par ailleurs, la demande augmente pour les brise-copeaux spéciaux réduisant les micro-vibrations et les outils à arrosage haute pression destinés à l’usinage de haute précision de grandes structures monoblocs et de composants aéronautiques aux géométries complexes.
L’essor des véhicules électriques entraîne également une transformation du marché. Avec la diminution des moteurs thermiques et des composants de transmission, la demande de coupe des matériaux ferreux recule, tandis que l’usinage des alliages d’aluminium et du CFRP destinés à alléger les véhicules progresse. La demande devrait également augmenter pour l’usinage de composants spécifiques aux véhicules électriques, notamment les carters de moteurs électriques et les engrenages de réducteurs.
Parallèlement, les risques liés aux chaînes d’approvisionnement en matières premières deviennent une variable importante pour l’industrie des outils de coupe. Face à la hausse des prix et aux éventuelles restrictions à l’exportation de métaux rares tels que le carbure de tungstène (WC) et le cobalt (Co), le développement d’alliages alternatifs et de cermets de nouvelle génération, la miniaturisation des plaquettes, la conversion des produits monoblocs en solutions indexables et le développement de plaquettes multi-arêtes gagnent en importance. Le recyclage des outils usagés et la fabrication circulaire des ressources constitueront également des enjeux majeurs à l’avenir.
Pour répondre à ces évolutions du marché, KORLOY concentre ses capacités de recherche et développement sur les technologies de nouvelle génération destinées à l’usinage des matériaux difficiles. Pour les matériaux particulièrement exigeants tels que le titane et l’Inconel utilisés dans les industries aéronautique et de défense, KORLOY se concentre notamment sur le développement de substrats de nouvelle génération à très haute ténacité et dureté, basés sur de nouvelles conceptions d’alliages. L’objectif est d’assurer une durée de vie stable des outils et des performances d’usinage élevées, même face aux fortes températures de coupe et aux conditions d’usure extrêmes.
KORLOY développe également activement ses propres technologies de revêtement CVD et PVD de nouvelle génération, reposant sur le contrôle de la structure et de la composition des matériaux à l’échelle nanométrique. Ces revêtements avancés améliorent la résistance thermique et la résistance à l’usure à haute température tout en offrant d’excellentes propriétés de lubrification, permettant ainsi de maîtriser efficacement les frottements et la chaleur lors de l’usinage de matériaux difficiles.
En parallèle, KORLOY renforce ses technologies d’arrosage haute pression et de conception de géométries spéciales de plaquettes afin de résoudre les problèmes fréquents de formation et d’évacuation des copeaux lors de l’usinage de matériaux difficiles. Grâce à des brise-copeaux et des géométries de coupe optimisés pour chaque matériau, KORLOY entend améliorer le contrôle des copeaux et la stabilité d’usinage, contribuant ainsi à accroître la productivité des clients et l’efficacité des procédés.
(À gauche) Plaquette CVD de KORLOY (NC3200 Series), (à droite) plaquette PVD de KORLOY (PC6100)
Technologies numériques et IA : accélérer le développement des outils
KORLOY exploite activement les technologies de simulation et d’analyse de données dans le développement de ses produits. Dès la phase de conception de la géométrie des outils, des simulations CAE permettent d’analyser en amont les efforts de coupe lors de la formation des copeaux, les contraintes, la répartition des températures, l’évacuation des copeaux, les vibrations et les écoulements. Cette approche améliore la qualité de la conception avant même la fabrication et réduit les essais et erreurs au cours du développement.
Dans les domaines des matériaux et des revêtements, KORLOY analyse les données relatives aux conditions de frittage, aux caractéristiques microstructurales et aux procédés de revêtement afin de minimiser les variations de qualité et de déterminer les conditions optimales. Les résultats des essais d’usinage sont également capitalisés et intégrés au développement de systèmes de bases de données destinés à la gestion des géométries, des équipements et des matériaux usinés, à l’optimisation des conditions d’évaluation et à l’amélioration de la fiabilité.
À l’avenir, KORLOY prévoit d’étendre ces technologies à la prédiction de la durée de vie des outils et à la recommandation des conditions d’usinage optimales grâce à l’IA. Sur les sites de production, des porte-outils intelligents équipés de capteurs peuvent recueillir et analyser en temps réel les données de vibration, de température et de charge d’usinage. L’IA pourra ainsi diagnostiquer l’état d’usure des outils et anticiper leur rupture, réduisant les arrêts imprévus des équipements et améliorant la fiabilité de l’usinage sans opérateur.
L’IA présente également un potentiel considérable dans les activités de R&D. La réalisation de nombreuses simulations dans un environnement virtuel permet de valider les substrats, les revêtements et la conception des produits tout en réduisant les délais de développement. L’utilisation de l’IA pour analyser les brevets et les données techniques existants devrait également permettre de gagner du temps et de favoriser l’émergence d’idées créatives.
KORLOY exploite activement les technologies de simulation et d’analyse de données dans le développement de ses produits.
La géométrie des outils est validée dès la phase de conception à l’aide de simulations CAE.
Une R&D qui commence par la voix du client
La division R&D de KORLOY explique : « Le principe le plus important de notre recherche et développement est une approche qualité centrée sur le “Market-in” : partir de la voix du client, valider les solutions à l’aide de données reproduisant les conditions réelles du terrain et, enfin, créer une véritable valeur pour le client. »
Le développement d’un produit commence par une étude préliminaire visant à recueillir les besoins des clients et à définir les problèmes. Ces besoins et problématiques sont ensuite traduits en méthodes d’évaluation précises afin de pouvoir être reproduits dans le centre interne d’évaluation des performances. À l’issue du développement, ces méthodes servent à vérifier rigoureusement si les problèmes existants ont été suffisamment résolus. Les exigences des clients constituent ainsi le critère de référence qui guide l’ensemble du processus, du lancement du développement jusqu’à sa validation finale.
La collaboration entre le centre de recherche, les équipes commerciales et le support technique joue également un rôle essentiel. Au début du développement, les équipes commerciales et techniques recueillent les besoins des clients. Une fois le produit développé et avant son lancement officiel, de nouveaux produits sont évalués par les clients. Durant la phase initiale de commercialisation, le support technique participe conjointement à l’accompagnement des clients et à la promotion des produits. Il s’agit ainsi d’un processus collaboratif continu, depuis la planification du produit jusqu’à son implantation réussie sur le marché.
Lors de la sélection de ses projets de R&D, KORLOY accorde une importance particulière à leur potentiel de réussite. Les projets présentant de fortes chances de succès permettent non seulement d’apporter aux clients une valeur différenciée et un avantage concurrentiel, mais contribuent aussi directement à la rentabilité de l’entreprise et à la création de futurs moteurs de croissance. Parmi les autres critères majeurs figurent la réponse rapide aux gammes de produits insuffisamment compétitives en termes de rapport qualité-prix, le développement de solutions pour les industries stratégiques, ainsi que le renforcement des gammes destinées aux secteurs de croissance future et des catégories de produits encore insuffisamment couvertes.
Le management technologique unique de KORLOY
CEO JUNGHYUN YIM de KORLOY explique : « Le management technologique consiste à proposer au marché, grâce à des investissements continus en R&D, des produits uniques qui se différencient de ceux de la concurrence. Son essence est d’offrir aux clients des produits et services différenciés tout en élargissant nos activités vers des industries à forte valeur ajoutée. »
Depuis 60 ans, KORLOY développe son expertise dans les matériaux en carbure, les revêtements, les brise-copeaux, la conception de précision et les technologies de production en série. Aujourd’hui, ces technologies s’étendent à de nouveaux défis : l’usinage des matériaux difficiles à couper, l’usinage d’ultra-précision, les données, l’IA et la fabrication respectueuse de l’environnement.
CEO JUNGHYUN YIM souligne : « Fabriquer des outils de coupe, c’est avant tout comprendre les procédés de nos clients. Améliorer leur productivité, stabiliser leur qualité et réduire leurs coûts de production : telle est la valeur que les produits et les technologies de KORLOY ont créée jusqu’à présent, et elle restera au cœur de notre management technologique à l’avenir. »
