Un mandrin magnétique est un dispositif, ou porte-pièce, qui utilise la force magnétique pour maintenir un élément en métal ferreux pendant l’usinage. Il fait également référence aux aimants utilisés pour fixer un support de pièce, tel qu’un étau ou un autre accessoire, à la machine de travail. Un mandrin électromagnétique est un type de mandrin magnétique qui produit une traction magnétique réglable, lui permettant de maintenir une variété de pièces. Les processus qui utilisent des mandrins magnétiques peuvent inclure le perçage, le meulage et le tournage. Ils ne sont pas limités à un usage industriel uniquement ; certains amateurs utilisent des mandrins magnétiques.
Il existe trois types de base de mandrins magnétiques. Le mandrin magnétique permanent a une série d’inserts magnétiques qui sont constamment polarisés, ce qui signifie qu’ils ont des pôles permanents et tirent constamment sur la pièce. Un autre type est le mandrin électromagnétique, qui n’est engagé que lorsque le courant électrique est activé. Ce mandrin a l’avantage de pouvoir désactiver la traction magnétique, libérant la pièce rapidement et facilement. L’inconvénient de ce mandrin est qu’il libère la pièce lorsque le courant électrique est arrêté, exposant souvent le travailleur à un risque de blessure si cela se produit pendant un processus de travail.
Le troisième type est le mandrin magnétique électro-permanent, qui est un hybride des mandrins permanents et électromagnétiques. Cet appareil verrouille la pièce avec une décharge électrique puis utilise une autre décharge électrique pour la déverrouiller. S’il y a une panne de courant pendant le travail d’une pièce, le mandrin continue de tenir fermement. Chaque aimant est entouré d’une bobine électrique qui peut inverser la polarité de l’aimant extrêmement rapidement. Une autre fonction de la bobine est de contrôler la quantité de traction magnétique exercée par le mandrin magnétique.
Les mandrins magnétiques ne contiennent que des matériaux ferreux – à base de fer -, ce qui limite le type de pièce qu’un machiniste peut travailler. Un métal de terre rare appelé néodyme fer bore, ou néodyme, crée des aimants au moins cinq fois plus puissants que les aimants traditionnels. Les fabricants l’utilisent souvent dans les applications d’aimants industriels. Les machinistes préfèrent généralement travailler avec des pièces en métal recuit, car les matériaux durcis conservent parfois le magnétisme lorsque le mandrin ou le porte-pièce est éteint.
Les avantages de l’utilisation d’un mandrin magnétique incluent généralement la réduction du temps de configuration de la machine, la réduction des processus de configuration et la réduction des dommages causés aux pièces par le mandrin. Parfois, la force magnétique offre une meilleure prise sur la pièce. Certains mandrins magnétiques sont suffisamment puissants pour avoir une force de serrage de 12 tonnes par pied carré (10886 kg par 0.093 m2), ce qui les rend utiles pour l’enlèvement de matériaux lourds.