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Qu'est-ce que la gravure CNC ?
La gravure CNC est une technique de fabrication soustractive qui implique l'élimination progressive d'une certaine quantité de matière de la surface de la pièce le long d'un chemin prédéterminé. La machine de gravure CNC produit les marquages visibles souhaités sur la surface de la pièce en effectuant des coupes peu profondes pour usiner des détails fins. Vous pouvez utiliser ceci processus d'usinage pour ajouter des informations telles que des textes de personnalisation, des numéros de série, des mesures, des marqueurs ou des points d'alignement dans des éléments mécaniques.
Il s'agit d'une méthode moderne de gravure qui s'appuie sur la technologie de commande numérique par ordinateur pour guider l'outil de gravure afin d'obtenir la plus grande précision et un contrôle de précision. Les équipes produits de différents secteurs utilisent l'usinage par gravure dans diverses applications, notamment à des fins décoratives.
Comprendre le processus de gravure CNC
Pour obtenir les meilleurs résultats du processus de gravure CNC, il serait préférable de comprendre le fonctionnement du processus. Le fonctionnement du processus de gravure est le suivant :
La première étape du processus de gravure CNC consiste à créer un modèle de visualisation ou de conception du motif de gravure avec CAD logiciel. Il est crucial de bien comprendre le progiciel de conception assistée par ordinateur pour générer efficacement des modèles complexes avec une grande précision.
Le logiciel CAM (fabrication assistée par ordinateur) est un logiciel unique que les concepteurs/ingénieurs utilisent pour créer des programmes pour la machine de gravure CNC basés sur la conception CAO.
L'ingénieur dépend de ce logiciel pour choisir l'outillage approprié pour l'opération de gravure, les paramètres de processus et les parcours d'outils du programme. Plus particulièrement, le logiciel CAM produit un fichier G-code contenant un langage que les machines CNC peuvent comprendre.
Un machiniste installe la pièce dans la machine de gravure CNC avant le début du processus. Ici, les machinistes positionnent la pièce de manière appropriée pour éviter les erreurs d'usinage.
La technologie CNC réduit l'intervention humaine pendant le processus de gravure. Le processus consiste à utiliser un routeur CNC pour couper le matériau d'une pièce le long d'un chemin défini afin d'obtenir la forme ou la conception préférée.
Types de gravure CNC
Les machinistes utilisent souvent différentes techniques de gravure CNC pour découper différents motifs et textes sur des surfaces de différents matériaux d'usinage CNC. Bien que ces procédés de gravure puissent offrir des résultats similaires, ils diffèrent sur des points spécifiques. Les types courants de gravure CNC comprennent :
Gravure de traînée de diamant
Comme son nom l'indique, ce processus consiste à faire glisser une pointe de diamant aux arêtes vives sur la surface d'une pièce pour créer les marquages souhaités. Le diamant est un outil de gravure fiable puisqu’il s’agit du matériau le plus dur connu. De plus, la méthode de gravure par traînée au diamant ne nécessite pas de rotation de l'outil. En conséquence, le grattage est le principal processus de découpe d’un matériau sur une surface.
La gravure par traînée au diamant CNC offre un excellent contrôle de précision sur les mouvements de l'outil, garantissant des opérations très précises et plus rapides. Ce procédé est idéal pour graver les métaux les plus durs en raison de la dureté supérieure du diamant.
Gravure rotative CNC
Ce processus de gravure CNC élimine la matière de la surface des substrats à l'aide de fraises rotatives. Les graveurs rotatifs ont des bords tranchants en forme de cannelures et ressemblent en quelque sorte à un outil d'usinage ordinaire.
Une broche unique maintient et fait tourner les graveurs rotatifs dans le graveur CNC. La gravure rotative CNC est une méthode à grande vitesse pouvant atteindre 20,000 0.5 tr/min. En outre, sa plage de profondeur de coupe est comprise entre 3 et XNUMX mm, en fonction des propriétés du matériau de la pièce et des exigences de conception. Par conséquent, ces capacités rendent la gravure rotative CNC très polyvalente, rentable et compatible avec différents matériaux.
Gravure laser CNC
La gravure laser CNC est une méthode populaire qui utilise un faisceau laser de haute intensité pour chauffer la surface d'une pièce jusqu'à un point où elle se sublime, laissant une empreinte. Les machines de gravure laser comportent une tête laser qui génère le faisceau laser qui fait fondre la surface de la pièce. Ce processus est rapide et précis puisque le mouvement de la tête laser est contrôlé par CNC. Plus important encore, les gravures laser sont fiables et ont une durée de vie prolongée.
Cependant, il serait utile de savoir que le marquage laser, la gravure laser et la gravure, même s'ils peuvent offrir des résultats similaires. Le marquage laser offre une profondeur d'indentation inférieure à celle de la gravure laser. De même, la gravure au laser est un processus différent qui implique l'utilisation de réactions chimiques sur le matériau provenant de la surface du substrat.
Matériaux adaptés aux machines de gravure CNC
Les machines de gravure CNC sont de différents types, chacune ayant des propriétés et des capacités distinctes. Ces graveurs CNC peuvent usiner divers matériaux d'usinage quelle que soit la demande. Les matériaux courants avec lesquels ces machines de gravure peuvent travailler comprennent :
Les métaux
Généralement, les métaux sont le matériau le plus populaire sur lequel une machine de gravure CNC travaille. La gravure sur métal est une forme de fraisage CNC moins intense. Vous utilisez les mêmes paramètres de coupe et types de fraises CNC lors de la gravure du métal.
Une fraiseuse CNC fonctionne comme une machine de gravure CNC à une étape de son fonctionnement, car un graveur laser vise à graver la surface des métaux plutôt que de la couper. Il en va de même pour les routeurs CNC couramment utilisés pour graver des motifs et fabriquer des pièces 3D aux designs complexes.
Néanmoins, les métaux sont difficiles à graver et peuvent nécessiter des outillages sophistiqués tels que des fraises revêtues. En tant que tel, la gravure sur métal coûte plus cher que la gravure sur d’autres matériaux comme le plastique. Une machine de gravure CNC peut graver des métaux comme l'or, l'argent, le cuivre, aluminium, laiton, acier inoxydable et acier doux. Outre ces métaux courants, les alliages de titane sont des métaux plus durs compatibles avec la gravure.
En outre, la dureté est l’une des propriétés les plus critiques à prendre en compte dans la gravure CNC, car elle permet de déterminer la difficulté de déformer sa surface. Par conséquent, un avis d’expert est d’envisager l’utilisation de fraises diamantées à ressort ou de fraises à graver hautes performances pour les matériaux extrêmement durs.
Les matières plastiques
Les machines de gravure CNC sont efficaces en matière de gravure matières plastiques. Il existe de nombreux polymères compatibles avec la gravure CNC. Ceux-ci incluent l'ABS, le nylon, le polyuréthane, le polyéthylène, le polyamide et le polystyrène. Plus particulièrement, les thermoplastiques conviennent mieux aux machines à graver car ils présentent une excellente stabilité thermique que les autres plastiques.
Les graveurs laser CNC et les graveurs rotatifs conviennent à la création de motifs et de textes sur la surface des matières plastiques. Cependant, la gravure au laser est le choix le plus populaire pour la gravure de plastiques car elle est très rapide, précise et nécessite peu d'entretien.
Bien que la gravure de panneaux sur du plastique puisse être facile, des défauts d'usinage tels que des bavures se produisent, ce qui les ramollit sous l'effet de la chaleur générée par la découpe. Cependant, vous pouvez gérer efficacement ces défis pour obtenir d’excellents résultats, comme une productivité accrue.
Le bois
La gravure sur bois offre une gamme d'applications artistiques, notamment les cadeaux, les articles de luxe et la décoration intérieure. Le bois est une option naturelle, douce et économique parmi les matériaux compatibles avec les machines de gravure rotatives laser et CNC. Les types courants de bois pouvant être gravés sont le liège, le balsa, le bouleau, les résineux et les feuillus.
Cependant, il serait utile de noter que le bois est anisotrope et que ses propriétés ne sont pas uniformes dans tous les domaines. Ils peuvent varier en fonction des nœuds, des cernes de croissance et de l'orientation des grains. Par conséquent, tenez-en compte lorsque vous déterminez le bois approprié pour vos projets de gravure.
De plus, la teneur en huile et en humidité peut nuire à l’efficacité des graveurs laser CNC. De même, faites attention à la poussière de bois lorsque vous utilisez une machine de gravure CNC rotative.
Facteurs de coût dans la gravure CNC
Plusieurs facteurs contribuent au coût des processus de gravure CNC. En voici quelques-uns :
Sélection des matériaux
Le matériau choisi pour le processus de gravure CNC est un élément important coût d'usinage déterminant. Différents matériaux à surface dure diffèrent des matériaux plus souples car ils nécessitent souvent des outils spéciaux, ce qui augmente le coût de la gravure.
Complexité de la conception
La complexité de votre conception ou motif de gravure peut influencer les coûts globaux du processus, car les conceptions complexes peuvent nécessiter un temps de programmation plus long, une vitesse d'avance plus lente et des outils spéciaux.
Coûts d’outillage et maintenance des machines
Vous aurez peut-être besoin d’outils spécialisés coûteux pour exécuter certaines tâches de gravure. Par conséquent, les coûts d'outillage peuvent augmenter considérablement si la conception nécessite des outils spéciaux ou des changements d'outils cohérents. De plus, l'entretien périodique des machines à graver pour des performances efficaces influence le coût du processus de gravure.
Tolérance et état de surface
La gravure CNC peut nécessiter un usinage de haute précision pour obtenir un résultat plus serré. tolérances et des finitions de surface de qualité supérieure pour répondre aux exigences de qualité strictes d'applications particulières. En tant que tel, cela peut devenir coûteux car vous devez utiliser une vitesse de coupe plus lente et un traitement de surface supplémentaire.
Avantages de la gravure CNC
Étant donné que la gravure CNC est un processus largement utilisé dans diverses industries, vous conviendrez qu’elle offre d’immenses avantages. Voici quelques-uns des avantages courants de la gravure CNC :
Personnalisation
Étant donné que ces machines de gravure utilisent un logiciel de CAO/FAO, les équipes de produits de différents secteurs parviennent à personnaliser facilement les pièces et composants CNC avec la conception et le texte souhaités. De même, le processus vous permet d'apporter des modifications immédiates à votre conception CAO pendant le processus.
Plus encore, la gravure CNC offre une excellente efficacité dans les ateliers d’usinage CNC spécialisés dans le prototypage rapide ou dans la gestion de nombreux projets simultanément. Le processus permet d'atténuer efficacement les erreurs ou de passer à une conception différente, optimisant ainsi la productivité.
Précision et précision supérieures
La technologie de gravure CNC offre une haute précision et une précision dimensionnelle puisqu’un ordinateur contrôle le processus. La machine de gravure CNC peut graver des panneaux avec une tolérance d'environ +/- 0.0025 mm. Le haut niveau de ce processus en fait un choix parfait pour diverses applications nécessitant une gravure.
Temps efficace
La gravure manuelle prenait du temps et était laborieuse car les artisans utilisaient couramment des outils manuels et dépendaient des compétences humaines pour fonctionner. Cependant, l’usinage par gravure CNC moderne est un processus rapide et automatisé. En conséquence, il crée des gravures CNC beaucoup plus rapidement et répond aux exigences de conception.
Applications de la gravure CNC
La gravure CNC est très polyvalente et fournit d’excellents résultats dans différentes applications dans plusieurs secteurs. Les applications les plus courantes de la gravure comprennent :
- Marquage industriel
- Sign Making
- Récompenses et Trophées
- Bijoux et objets personnalisés
- Éléments architecturaux
- Travail du bois
- Pièces automobiles
- Composants aérospatiaux
- Dispositifs médicaux
Choisir le bon service de gravure CNC
Choisir les bons experts en services de gravure CNC pour votre projet est crucial pour obtenir d'excellents résultats. Vous pouvez choisir parmi les différentes techniques de gravure pour ajouter des détails et des descriptions essentiels à vos pièces. Cependant, il est conseillé de choisir un atelier CNC doté des machines de gravure et de l'expertise appropriées pour gérer efficacement cette opération de fabrication secondaire.
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Pour aller plus loin
La gravure CNC est une solution efficace pour les industries manufacturières modernes, offrant de vastes capacités et applications. Il vous permet de réaliser les marquages, signes ou motifs artistiques souhaités sur des produits usinés en métaux, bois, plastiques ou autres matériaux solides.
C’est pourquoi les concepteurs de produits de divers secteurs continuent de s’appuyer sur la gravure pour créer des formes et des conceptions précises sur la surface des pièces usinées.
FAQs
En quoi la gravure CNC diffère-t-elle de la gravure laser ?
La technique de gravure CNC utilise des outils de coupe tranchants pour enlever de la matière d'une pièce maintenue et fixée dans une position. Le processus ne peut graver qu'une pièce à la fois puisque l'outil de coupe doit être réinitialisé pour la pièce suivante. En revanche, la gravure au laser utilise un faisceau laser haute puissance pour chauffer la surface d'une pièce afin de vaporiser le matériau souhaité de sa surface. La pièce à usiner n'a pas besoin d'être réparée ici puisqu'il s'agit d'un processus sans contact.
Quels sont les outils de coupe courants utilisés dans la gravure CNC ?
La fraise à embout en V avec une pointe en carbure monobloc est la fraise à graver CNC standard. Les fraises entièrement en carbure sont un autre choix courant. Les fraises à pointe diamantée conviennent aux matériaux plus rigides, tandis que les fraises à bille sont votre option privilégiée pour travailler avec une surface arrondie.
