Usinage par enlèvement de matière.
Outils de coupe en général.
Matériaux.
En 1990, 35 % des outils de coupe utilisés au Japon sont des cermets contre 5 % en Europe. Les cermets progressent en Europe au détriment des carbures, au Japon c'est l'inverse. Sandvik Coromant et Norton exploitent une technique basée sur la CVD : des plaquettes en carbure métallique ou nitrure de silicium sont revêtues d'une fine couche de diamant (de 2 à 50 micromètres).
Deux familles de céramiques sont utilisées dans les outils de coupe : 
On recherche le meilleur couple métal à usiner/céramique. Il n'existe à ce jour aucune règle précise et chacun a sa recette. Avec les céramiques, on peut atteindre des vitesses de coupe de 500 m/min dans l'acier au lieu de 120 pour les outils carbure, et de 600 m/min dans la fonte grise. Il faut des machines à la fois très puissantes et très rigides, un équilibrage dynamique soigné des broches et des outils est indispensable. Problème : comment déceler l'usure des plaquettes ?
Une plaquette de wisker coûte trois fois plus cher qu'un carbure mais l'usinage est trois fois plus rapide. On diminue non pas le coût de l'usinage mais le temps machine.
Pendant l'usinage des alliages légers, le copeau emmagasine bien plus de chaleur que l'outil, il faut réduire le frottement et le temps de contact outil-copeau. En usinage extérieur, on tourne très vite pour éliminer les copeaux, en usinage intérieur on peut traiter l'outil par sulfinuzation pour diminuer la quantité de chaleur produite.
L'intérêt des revêtements de surfaces.
Les outils de coupe sont maintenant presque tous munis de revêtements qui sont devenus l'un des principaux facteurs de leur efficacité. Pour assurer un usinage efficace il ne suffit plus de savoir choisir la meilleure forme d'outil pour la fabrication envisagée, il faut aussi déterminer le revêtement le mieux approprié. Il ne suffit pas que l'outil enlève des surépaisseurs de métal, il faut aussi qu'il laisse derrière lui une surface utilisable et que l'opération soit aussi peu coûteuse que possible. Un bon revêtement doit limiter les échauffements, éviter les soudures à froid, augmenter les vitesses de coupe et les profondeurs de passe, diminuer les efforts de coupe et contribuer à l'obtention d'un bon état de surface. Il doit aussi s'user lui-même très peu.
Perçage.
Les forets à lubrification interne résolvent beaucoup de problèmes de perçage, en particulier pour les matériaux réputés difficiles à usiner et l'usinage à grande vitesse. Ils sont disponibles aujourd'hui même pour de tous petits diamètres.
Par exemple, le foret CrazyDrill Cool ® de Mikron Tool SA Agno est vendu revêtu pour le travail des aciers et non revêtus pour les métaux non ferreux. Les diamètres disponibles vont de 1 à 4 mm et il existe 3 catégories de longueurs : 6.d, 10.d et 15.d. Le fabricant donne un exemple : pour un perçage de diamètre 1,5 mm et de profondeur 22,5 mm dans l’acier inoxydable, il suffit de 3 débourrages lorsque le foret travaille à une vitesse de coupe de 40 à 45 m/min avec une avance de 0,05 mm/tour.
Rectification.
Une meule incorrectement dressée ou mal choisie ne coupe pas et des frottements intenses apparaissent, allant jusqu'à provoquer des tapures dans les cas graves, avec éventuellement des couches de métal retrempé. On estime que 70 à 80 % de l'énergie mise en jeu est dissipée dans la pièce rectifiée.
Déformation plastique à chaud.
Les outillages de travail à chaud seraient probablement inutilisables sans les couches d'oxydes qui les protègent. Dans les matrices de forgeage un film d'oxyde FeO se forme lors du « rodage », après exécution d'une dizaine de pièces. Les outillages, soumis à la fatigue thermique qui craquelle leur surface, doivent être refroidis.
Extrusion et filage à chaud.
Lors de l'extrusion du cuivre les filières en acier non traité sont immédiatement détruites à 15 000 bars et 780°C, mais elles supportent 50 extrusions sans dommage avec un traitement enrichissant la surface en chrome : l'acier à au moins 3 % de carbone est placé pendant 15 heures à 980°C dans un cément à base d'alumine et de chrome, activé par des chlorures, en atmosphère d'hydrogène, puis trempé à l'huile à 1 050 °C. Il en résulte des couches de 10 micromètres de carbures de chrome Cr7C3, Cr23C6, dont la dureté dépasse 1500 HV.
Traitement des outillages.
Un usinage par électroérosion mal conduit peut causer des dommages à la surface des outils, par exemple une retrempe du métal conduisant à l'écaillage. La trempe à cœur est totalement proscrite car elle donne des contraintes résiduelles de traction rendant l'acier inapte non seulement au travail, mais encore à la rectification par suite de sensibilité exagérée à l'échauffement par meulage. Il faut faire les revenus à une température aussi élevée que le permet la dureté voulue pour l'outillage. Pour éviter la décarburation ou la surcarburation, on peut empaqueter les pièces à traiter dans de minces feuilles d'acier inoxydable.
Déformation plastique à froid.
Formage des métaux.
Les contraintes doivent provoquer l'écoulement du métal pour obtenir, avec ou sans perte, des formes nouvelles, des propriétés mécaniques particulières, des états de surface voulus. Les outils voient défiler à leur contact un métal qui se renouvelle. Le frottement qui gène son écoulement est en général néfaste, sauf pour le laminage où il est au contraire utile.
Travail des métaux en feuilles.
Emboutissage.
Les frottements sont particulièrement sévères dans les zones où les tôles sont en quelque sorte «avalées» par les outils. Ces zones sont le siège d'importantes dissipations d'énergie et leur état de surface conditionne l'aspect final et la précision géométrique des pièces fabriquées.
Les outils d'emboutissage sont soumis à des conditions d'usure particulièrement sévères et la protection de leur surface contre le grippage et l'abrasion est une nécessité vitale pour les entreprises. Si l'abrasion est un processus relativement prévisible, progressif et rarement catastrophique, il en va tout autrement du grippage qui, à lui seul, est responsable de 20 à 25 % des arrêts de lignes de production. Quand il survient, il impose une reprise des outils pour éliminer le métal transféré, un repolissage, voire le rechargement et/ou un nouveau traitement thermique de la zone touchée. Le personnel chargé de ces opérations est nécessairement d'une haute qualification et au bout du compte l'addition est lourde ! En outre, les pièces portant des rayures ou des traces de grippage doivent être rebutées impitoyablement car, outre leur aspect défectueux, elles présentent des risques de faiblesse mécanique et d'inaptitude à l'usage. Parfois, pour des fabrications où une haute qualité est nécessaire, un tri manuel à 100 % doit être réalisé ...
Le grippage résulte de la rupture du film lubrifiant chargé d'éviter le contact du flan et de l'outil. Cette rupture permet aux deux matériaux en présence de constituer des jonctions intermétalliques, autrement dit des microsoudures. Les aciers à haute limite élastique, les aciers inoxydables et surtout les alliages d'aluminium sont parmi les matériaux les plus sensibles à ce phénomène, en revanche les tôles électrozinguées ou galvanisées donnent de bien meilleurs résultats grâce aux propriétés anti-adhérentes du dépôt de zinc.
Les parties des outillages les plus sensibles au grippage sont généralement celles qui présentent 
les plus faibles rayons de courbure, en raison des pressions et des glissements qui s'y produisent. Les zones où la tôle subit une déformation de rétreint propise à la formation de plis sont particulièrement défavorables.
Les huiles utilisées en emboutissage représentent des tonnages énormes et posent des problèmes lors des phases suivantes de la fabrication (application de peintures, de colles, de mastics, ...) et lors de leur élimination, car les produits qu'elles contiennent et les agents de dégraissage sont parfois très toxiques. Des états de surface spécifiques permettent de piéger aussi bien les débris d'usure que les lubrifiants, on les obtient en gravant au laser des «puits» de forme appropriée, mais cette solution a des limites, en particulier dans les zones les plus délicates. 
On s'oriente plutôt aujourd'hui vers des procédés de lubrification sèche et des revêtements appropriés que l'on met en œuvre sur les outils. Il s'agit essentiellement de dépôts physiques en phase vapeur (Physical Vapor Deposition ou PVD) de nitrure de titane TiN, de carbonitrure de titane TiCN et de nitrure de chrome CrN. Les grippages sont pratiquement supprimés, la durée de vie des outillages est multipliée dans des proportions énormes, pouvant aller jusqu'à 20 fois. La lubrification peut être totalement supprimée ou, dans les cas les plus difficiles, limitée à une pulvérisation au niveau des seules zones à risque.
Cintrage de tubes.
Pendant des décennies les industriels ont été forcés d'utiliser des lubrifiants hautement chargés en chlore pour les opérations de cintrage de tubes réalisés en matériaux « difficiles » comme le titane ou certains aciers inoxydables. Certains lubrifiants synthétiques sans chlore et biodégradables permettent aujourd'hui de réaliser ces opérations avec de meilleurs états de surface, tout en diminuant l'usure des outillages. Ces produits sont pulvérisés au cours du cintrage et disparaissent ensuite sans que l'on ait besoin de procéder à un dégraissage avant les opérations ultérieures ; on peut d'ailleurs les utiliser pour d'autres opérations de formage comme l'emboutissage profond.