Usinage CNC Il s'agit d'un procédé polyvalent dont les opérations varient en fonction des exigences spécifiques. Des conceptions simples peuvent être réalisées en une seule opération, comme le fraisage. Cependant, les conceptions plus complexes nécessitent généralement une plus grande variété d'opérations.
Vous trouverez ci-dessous quelques équipements d’usinage CNC clés largement utilisés dans l’industrie.
Le fraisage CNC est un procédé d'usinage extrêmement précis et polyvalent permettant d'enlever de la matière d'un bloc solide pour créer une forme ou un motif spécifique. Il implique l'utilisation d'un système CNC pour manipuler un outil de coupe multipoint, généralement une fraise, avec une précision extrême. Au cours de ce processus, la pièce est solidement fixée sur une table et la fraise tourne à grande vitesse pour éliminer systématiquement la matière. Cette méthode est particulièrement efficace pour générer des surfaces planes, mais ses possibilités vont bien au-delà des formes simples.
L'une des principales caractéristiques des fraiseuses CNC est leur capacité à réaliser des coupes intermittentes en plusieurs étapes, permettant ainsi la création efficace de géométries complexes. La technologie a évolué pour inclure des fraiseuses 3, 4 et 5 axes :
Le tournage CNC est un procédé d'usinage très performant, principalement utilisé pour le façonnage de pièces cylindriques, mais il peut également traiter des matières premières de forme carrée ou hexagonale. Fondamentalement, le tournage CNC utilise un tour commandé par ordinateur qui fait tourner la pièce contre différents outils de coupe. Ces outils découpent et façonnent la matière pour lui donner la forme cylindrique souhaitée.
La particularité du tour réside dans sa polyvalence et sa précision, gouvernées par différentes broches et vitesses. Ce procédé peut être réalisé sur des configurations verticales et horizontales, chacune répondant à des types de pièces et des exigences d'usinage spécifiques.
Il existe deux principaux types de machines :
Le perçage est un processus de fabrication important qui permet de réaliser des filetages de différentes tailles dans une pièce. Ce processus est entièrement automatisé grâce à l'intervention d'un ordinateur qui contrôle précisément le mouvement et la vitesse du foret.
Le perçage CNC est courant dans de nombreux secteurs, notamment celui des circuits imprimés, des pièces métalliques et des plastiques. Ce procédé offre plusieurs avantages par rapport au perçage manuel traditionnel, notamment une précision, une répétabilité et une efficacité accrues.
Les opérations de base des défonceuses CNC sont identiques à celles des fraiseuses. Les défonceuses traitent généralement des matériaux tendres comme le bois, tandis que le fraisage est courant pour les métaux plus durs. Comme toute opération CNC, les défonceuses offrent une excellente régularité, efficacité et précision.
Lors du processus de fraisage, la pièce reste parfaitement immobile tandis que la broche se déplace dans différentes directions. Ce procédé étant destiné à des matériaux tendres, la vitesse de rotation globale de la broche peut être assez faible. Il existe de nombreuses machines de fraisage CNC, notamment des défonceuses d'établi, des défonceuses à portique et des défonceuses à portique mobile. Le choix de la machine et de l'outil de coupe dépend des exigences spécifiques de la pièce et du produit final souhaité.
Une machine à décharge électrique (EDM) est un processus de fabrication qui utilise des décharges d'étincelles électriques pour éroder le matériau et produire des formes et des géométries complexes.
Le procédé consiste à créer une étincelle entre une électrode et la pièce. Les machinistes plongent la pièce dans un fluide diélectrique, ce qui isole l'énergie électrique et permet un contrôle précis de l'étincelle. La décharge d'étincelle vaporise la pièce et élimine l'excès de matière pour obtenir la forme souhaitée.
Il existe deux principaux types d'électroérosion : l'électroérosion par enfonçage et l'électroérosion à fil. L'électroérosion par enfonçage utilise une électrode consommable pour créer l'étincelle. L'électroérosion à fil, quant à elle, utilise un fil fin qui effectue des mouvements de va-et-vient pour créer l'étincelle.
La découpe plasma CNC est un procédé de fabrication dynamique largement utilisé dans les grands environnements industriels, réputé pour sa capacité à réaliser des découpes rapides et précises dans des matériaux conducteurs d'électricité comme l'acier, l'acier inoxydable, l'aluminium, le laiton et le cuivre. Cette méthode utilise une torche plasma qui crée un puissant arc plasma entre une électrode et la pièce, fondant et vaporisant efficacement le matériau au point de contact. Un élément essentiel de ce procédé est le flux de gaz à haute pression, tel que l'air ou l'azote, qui expulse le matériau en fusion de la zone de découpe, produisant ainsi un bord net et précis, avec une déformation ou une décoloration minimale.
Cette technique se distingue par sa polyvalence, permettant de découper sans problème des matériaux fins comme épais, ce qui élargit ses applications industrielles. De plus, la découpe plasma est économique et offre des coûts d'exploitation inférieurs à ceux des autres méthodes. Son intégration de vitesse, de précision et de prix abordable en fait un outil essentiel dans la fabrication moderne, notamment dans les secteurs où l'efficacité et la précision sont cruciales.
La découpe laser CNC, incontournable dans la fabrication industrielle, est reconnue pour sa précision et sa rapidité. Elle utilise des lasers de pointe, notamment de type CO2, Nd et Nd:YAG, pour vaporiser efficacement les matériaux et garantir des découpes nettes et précises. Cette technologie est suffisamment polyvalente pour traiter une large gamme de matériaux, contribuant à son utilisation généralisée dans divers secteurs.
La précision de cette technologie ne se limite pas aux opérations individuelles ; elle excelle en répétabilité, essentielle à la production de masse. Cette précision constante est particulièrement avantageuse dans des secteurs comme l'aéronautique et l'automobile, où la précision est cruciale. La découpe laser CNC est également reconnue pour son efficacité, qui se traduit par un gaspillage de matière minimal et une précision supérieure. De plus, le procédé simplifie le maintien de la pièce et réduit la contamination des pièces, améliorant ainsi la productivité globale. Grâce à sa capacité à réaliser des découpes finement détaillées et à respecter des tolérances strictes, elle s'impose comme un outil indispensable dans l'industrie manufacturière contemporaine.
Les capacités des machines CNC varient considérablement, en fonction de leur complexité et de leur coût. Certaines machines sont polyvalentes et effectuent diverses opérations, tandis que d'autres sont spécialisées pour des tâches spécifiques. Voici les types de machines CNC les plus courants dans l'industrie :
Fraiseuses : Elles effectuent des enlèvements de matière complexes à l'aide de divers outils, notamment des tours et des jets d'eau. Fonctionnant sur plusieurs axes (horizontal, vertical et angulaire), ces machines effectuent le fraisage détaillé du bois, du métal et du plastique, améliorant ainsi l'efficacité en minimisant le repositionnement de la matière.
Les procédés de tournage consistent à fixer la matière sur un mécanisme rotatif, généralement un tour. Pendant la rotation de la matière, un outil CNC en retire de petites quantités pour obtenir les formes souhaitées, permettant ainsi de fabriquer des composants cylindriques et coniques avec précision et régularité.
Conçus pour la précision, les routeurs CNC coupent et façonnent des matériaux tels que le bois, le plastique et le métal, offrant des conceptions 3D complexes pour les industries qui exigent des motifs détaillés et une grande précision.
Les rectifieuses CNC produisent des finitions de surface supérieures grâce à leurs meules abrasives. Ce procédé soustractif offre une précision remarquable, réduisant les imperfections de surface à des tolérances aussi fines que 0,1 millimètre, ce qui en fait un choix privilégié pour un traitement de surface de haute qualité.
Les méthodes de découpe avancées incluent l'électroérosion par enfonçage et l'électroérosion à fil. L'électroérosion par enfonçage utilise l'érosion thermique contrôlée avec des électrodes dans un fluide diélectrique, tandis que l'électroérosion à fil utilise des fils-électrodes fins pour une découpe complexe et détaillée.
Grâce au plasma à haute température, ces machines découpent efficacement des matériaux conducteurs tels que l'acier et l'aluminium, offrant des résultats rapides et précis pour les projets de métallurgie industrielle.
Les faisceaux laser focalisés permettent des coupes et des gravures nettes et complexes sur les métaux, les plastiques et le verre, ce qui les rend parfaits pour les applications dans l'aérospatiale, la bijouterie et l'électronique.
L'usinage CNC est reconnu pour sa précision et sa polyvalence, guidées par les paramètres définis lors de la génération du code G. Chez RapidDirect, nos systèmes de fraisage CNC peuvent traiter des pièces jusqu'à 4 000 x 1 500 x 600 mm (157″ x 59″ x 24″), offrant une surface d'impression nettement supérieure à celle des imprimantes 3D. Pour le tournage CNC, nous sommes équipés pour usiner des pièces jusqu'à 200 mm (7,9″) de diamètre, acceptant une grande variété de tailles de composants. Nos machines CNC offrent une précision exceptionnelle avec des tolérances aussi serrées que ± 0,001 pouce (± 0,025 mm), soit moins de la moitié du diamètre d'un cheveu humain moyen. Keso est équipé pour répondre à vos besoins avec un délai de livraison typique de 5 jours ouvrés et une livraison en 1 jour pour les pièces plus simples. Nous nous engageons à vous offrir précision et efficacité.
Voici une brève liste de matériaux CNC courants :
Voici une liste des finitions de surface CNC courantes :
Les procédés d'usinage, reconnus pour leur précision dans la fabrication de pièces CNC, sont utilisés à diverses fins dans de nombreux domaines. Les secteurs qui bénéficient le plus des capacités de l'usinage CNC sont :
| Industrie | Applications |
| Aérospatial | Munitions et autres articles similaires. |
| Automobile | Pièces de moteur, composants de transmission et composants de suspension. |
| Dispositifs médicaux | Implants, prothèses et instruments chirurgicaux. |
| Produits de consommation | Électronique, jouets et articles ménagers courants. |
| Machines et équipements | Pompes, vannes et engrenages. |
| Prototypage et R&D | Produire des prototypes et des pièces d'essai à des fins de recherche et développement. |
| Production de bijoux | Les bijoux complexes nécessitent précision et répétabilité |
| Moules et matrices | Les moules et les matrices sont nécessaires à la production de produits en plastique et en métal. |
Voici les principaux avantages et inconvénients qu’offre l’usinage CNC :
| Avantages | Inconvénients |
| Il permet un contrôle précis de l'outil de coupe, ce qui permet d'obtenir des pièces avec des tolérances serrées et une excellente répétabilité. | Les machines CNC sont relativement coûteuses. De plus, il en existe de nombreux types et la plupart de leurs opérations ne sont pas interchangeables. Les besoins en capitaux sont donc importants pour les petites et moyennes entreprises. |
| Il peut fonctionner à des vitesses élevées, permettant une production plus rapide des pièces. | Opérateurs qualifiés recherchés : Contrairement aux machines traditionnelles, les opérateurs CNC nécessitent une formation approfondie avant de pouvoir commencer à travailler. Ils sont donc plus recherchés et leurs exigences salariales sont plus élevées. |
| Il garantit une qualité constante, ce qui est excellent pour un produit de consommation ou une production à grand volume. | Bien qu'efficaces, certaines opérations CNC peuvent gaspiller davantage de matière que le processus manuel. Cependant, la précision, la répétabilité et l'efficacité qu'elles offrent peuvent compenser cet inconvénient dans de nombreux cas. |
| Il offre la flexibilité de créer une large gamme de pièces, allant des conceptions simples aux conceptions complexes, avec une programmation efficace et la bonne approche d'usinage. | |
| Il garantit une qualité constante, ce qui est excellent pour un consommateur ou une production à grand volume. | |
| Il est rentable pour les grandes séries de production, tirant parti des économies d'échelle pour réduire le coût par pièce, répondant aux exigences de l'industrie en matière d'efficacité et d'abordabilité. | |
| Il offre une sécurité accrue par rapport aux méthodes manuelles, car les opérateurs contrôlent les machines à distance, réduisant ainsi l'exposition aux dangers tels que les éclats, la chaleur et d'autres menaces. | |
| La plupart des processus étant automatisés, ils sont optimisés pour fonctionner de manière constante sans intervention, réduisant ainsi les besoins globaux de maintenance. |
Lors de la conception de pièces usinées CNC aux géométries complexes, il est essentiel de comprendre les limites du processus d'usinage pour obtenir les résultats souhaités. Contrairement à l'impression 3D, qui permet de produire des formes complexes sans augmentation significative des coûts, l'usinage CNC devient plus coûteux à mesure que la complexité des pièces augmente, en raison des étapes de configuration et de traitement supplémentaires. Les principales limites proviennent de la géométrie des outils de coupe, généralement cylindriques et limités par leur longueur de coupe, ce qui rend difficile l'obtention d'angles internes vifs.
Un autre facteur clé est l'accessibilité des outils. Alors que les machines 3 axes ne peuvent travailler que sur des éléments directement accessibles par le dessus, les systèmes 5 axes offrent une plus grande flexibilité en permettant à l'outil et à la pièce de se déplacer selon plusieurs angles. Cette capacité permet d'usiner des zones autrement inaccessibles sur les systèmes 3 axes. De plus, les pièces à parois minces posent un défi, car elles sont sensibles aux vibrations et peuvent se briser sous l'effet des forces d'usinage.
La prise en compte de ces contraintes lors de la conception pour l’usinage CNC garantit que les pièces sont à la fois fabricables et de haute qualité.
Répondre aux besoins de fabrication CNC, en particulier pour les PME, peut nécessiter de nombreuses ressources et nécessiter une expertise en usinage de pièces et une certification CNC. Pour relever ces défis, le partenariat avec des fournisseurs spécialisés en usinage CNC comme RapidDirect est devenu une pratique industrielle courante.
RapidDirect s'impose comme un partenaire industriel idéal, offrant des services d'usinage CNC haut de gamme. Implantée en Chine, pôle industriel mondial, l'entreprise affiche une solide réputation d'excellence. Son équipe d'experts est capable d'atteindre des tolérances allant jusqu'à 0,01 mm et propose une gamme de services tels que : Services de tournage CNC, Fraisage CNC services, services de découpe plasma et services de découpe laser.
De plus, RapidDirect est non seulement certifié ISO 9001, mais bénéficie également d'un processus de contrôle qualité de pointe, garantissant la plus grande satisfaction client pour chaque projet. Cette combinaison d'expertise et d'assurance qualité en fait un choix fiable pour répondre aux divers besoins d'usinage CNC.
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