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L’industrialisation a apporté un progrès massif dans le monde technologique. L'usinage CNC est l'une de ces avancées.
Il offre le mécanisme le plus pratique utilisé dans la technologie de fabrication soustractive.
Dans l'usinage CNC, diverses machines de découpe permettent d'extraire les pièces en métal solide ou en plastique. De ce fait, il vous permet de créer des pièces simples et complexes.
Cet article examinera la configuration des machines CNC pour les pièces complexes. Vous aurez un aperçu des principes fondamentaux de la technologie CNC.
Alors, commençons!
Pourquoi devriez-vous utiliser l'usinage CNC pour créer des pièces complexes ?
Les pièces usinées CNC peuvent souvent varier en complexité. Cela va des simples caractéristiques planes aux géométries courbes complexes et exigeantes. Il est donc essentiel de choisir la bonne machine CNC.
Différents types de machines CNC avec différentes fonctionnalités sont disponibles sur le marché. Mais très peu d’entre eux peuvent être utiles pour des pièces complexes.
La complexité de la pièce déterminera le type de machine CNC que vous pourrez utiliser. Il comprend un tour CNC, une machine CNC à trois axes ou une machine à cinq axes.
En fonction de la géométrie de la pièce, de sa complexité et de ses dimensions, vous pouvez choisir la machine. De plus, vous pouvez également tenir compte des tolérances, de l’utilisation finale du produit et du matériau.
Une partie plus complexe nécessitera plus de réflexion. Cela inclut sa conception, ses dimensions spécifiques et ses exigences.
Ainsi, les ingénieurs concepteurs doivent toujours, dans la mesure du possible, s’efforcer de créer des pièces simples et faciles à produire. Plus la conception de votre pièce est simple, plus elle sera facile à fabriquer.
Les concepteurs mécaniques créent souvent des conceptions comportant moins de composants tout en offrant des performances. Cela peut réduire les coûts tout en garantissant une efficacité et un rendement plus élevés.
A) 3 axes
L'usinage 3 axes se décline en deux types : fraisage CNC et tournage CNC.
Les deux méthodes permettent à l'outil de se déplacer sur trois axes (x, y et z) à proximité d'une pièce fixe. Les deux processus retirent de la matière d'un lieu de travail fixe en utilisant différentes techniques de coupe.
Il s’agit également d’un processus d’usinage soustractif. Il utilise un outil de coupe tournant à grande vitesse pour obtenir une meilleure précision et une finition lisse.
L'outil comporte une broche qui peut se déplacer le long de trois axes linéaires. De plus, il existe deux axes de rotation.
Le fraisage CNC est le processus CNC le plus utilisé. Il peut vous aider à produire les géométries les plus simples. En outre, les coûts d'usinage de démarrage sont également faibles grâce à la facilité de configuration et d'utilisation.
Mais le fraisage CNC 3 axes présente certaines limites lorsque les géométries deviennent plus complexes.
Comme vous pouvez le constater, il n’y a que trois axes pour travailler au sein de cette machine. De plus, il ne peut effectuer que deux mouvements de rotation.
Ainsi, il peut y avoir des zones que les outils de coupe ne pourront pas atteindre. Il existe donc des restrictions de conception pour le fraisage CNC à 3 axes.
Ensuite, nous discuterons de l’usinage à cinq axes. Cela vous aidera à comprendre la principale différence entre les deux machines.
B) 5 axes
Nous appelons cela fraisage indexé 5 axes, usinage multi-axes ou usinages 3 + 2. Il fonctionne en faisant tourner la pièce autour des axes B et C jusqu'à la position requise. La pièce reste alors immobile.
L'outil réalise les coupes souhaitées en déplaçant ses trois axes linéaires. Les deux axes réorienteront la pièce lors du changement d'emplacement de coupe.
Le principal avantage de cette méthode est qu’elle élimine le besoin de repositionner la pièce. Cela réduit le temps de fabrication. De plus, cela augmente la précision des pièces aux géométries complexes.
Les fraiseuses CNC continues à 5 axes sont comme des fraiseuses CNC à 5 axes. Ici, la pièce tourne autour de deux axes (B et C) pendant les opérations. La pièce à usiner et l'outil de coupe peuvent utiliser un axe de rotation pour se déplacer selon cinq axes différents.
Il produit des surfaces aux contours lisses avec une grande précision. Cela rend cette méthode populaire dans l’industrie aérospatiale.
Mais cette méthode nécessite des machines coûteuses et des machinistes de haut niveau. Donc, cela augmente le coût.
Les centres de fraisage-tournage ou les machines de fraisage-tournage sont également utiles pour réaliser des pièces complexes. Il comprend une combinaison de fraiseuses CNC et de tours CNC.
Ici, la pièce peut tourner à grande vitesse sur un axe de rotation. Après les opérations de tournage, la machine se règle selon un angle précis pour les opérations de fraisage.
Ces machines et leurs outils de coupe contribuent à améliorer la productivité du tournage CNC. Ces machines CNC multifonctionnelles sont idéales pour les pièces nécessitant de nombreuses opérations d’usinage. Un cycle complet d’usinage peut permettre une production de pièces plus rapide avec une précision améliorée. De plus, aucune configuration supplémentaire n’est nécessaire.
Il permet de produire des pièces plus complexes à un coût bien inférieur à celui des autres options d'usinage CNC 5 axes.
Quels facteurs devez-vous prendre en compte lors d'un usinage CNC complexe ?
1) Les dimensions et la taille de la pièce.
La taille ne détermine pas la complexité de la pièce mais peut être un facteur. N'oubliez pas que les pièces planes plus importantes sont moins difficiles que les pièces plus petites et complexes.
Ainsi, la stabilité dimensionnelle joue un rôle crucial lors de la fabrication de pièces aux formes complexes.
2) L'outil de coupe.
Tenez compte de la taille des pièces individuelles, qui influence la taille de l'outil de coupe utilisé. Un outil de coupe plus grand et à grande vitesse peut couper le matériau rapidement, réduisant ainsi le temps d'usinage.
Vous pouvez choisir parmi des outils de coupe plus grands et plus courts. Bien entendu, leurs performances dépendent de la tête d’outil et de la vitesse de rotation de la broche.
3) Le délai de traitement.
Le nombre d'opérations, d'interventions et de tests aura également un impact sur la complexité de la pièce. Les processus peuvent être complexes et longs, en fonction de la géométrie et des finitions.
Par exemple, une pièce complexe peut nécessiter plusieurs réorientations et interventions manuelles. Ainsi, les machines à cinq axes et les fraiseuses-tourneurs peuvent être les machines les plus appropriées.
4) La tolérance.
Les tolérances des pièces peuvent décider du choix de la machine CNC que vous devez utiliser. En outre, cela peut également affecter le coût et les délais. La tolérance réalisable dépend également du matériau de coupe, de la vitesse d'usinage et de l'outillage.
Plus la tolérance est élevée, plus votre pièce coûtera cher. N'oubliez pas que des tolérances plus strictes permettent une plus grande précision lors de la fabrication de pièces aux formes complexes.
Cela peut également impliquer d’autres processus, opérations, outils et machines, augmentant ainsi les coûts.
Quel type de finitions les machines CNC peuvent-elles produire sur des pièces complexes ?
Parlons maintenant des différentes finitions que vous pouvez réaliser sur des pièces complexes. Vous pouvez consulter notre service de finition de surface pour comprendre toutes les méthodes de finition.
A) Microbillage
Le sablage aux billes n’est rien d’autre qu’un processus manuel. Il faut un machiniste qualifié pour effectuer l’opération de finition.
Ce processus permet d’obtenir une finition de surface lisse, satinée ou mate. Les machinistes l'utilisent souvent pour éliminer les empreintes, les taches et les imperfections des outils.
Il est crucial de considérer la fine couche d’enlèvement de matière. D’autant plus si votre pièce présente des caractéristiques avec des tolérances serrées.
B) Polissage miroir
Comme son nom l’indique, le polissage miroir donne une finition semblable à un miroir. Ce procédé mécanique utilise des abrasifs plus fins pour éliminer les imperfections.
Les pièces complexes ont besoin de cette finition. En effet, cela rend la pièce lisse et réfléchissante, sans rayures.
C) Électropolissage
L'électropolissage est une autre méthode qui offre une résistance à la corrosion. Il agit comme un processus de nettoyage corrosif.
Dans cette méthode, nous devons faire passer un courant à travers la pièce immergée dans les électrolytes. Ainsi, il offre une surface lisse sur les pièces complexes.
D) Anodisation
L'anodisation n'est rien d'autre qu'un processus électrochimique utilisé pour donner une finition au revêtement. Le revêtement anodique, c'est-à-dire une couche d'oxyde régulière, protège la pièce de la corrosion.
De plus, cela vous permet d’inclure différentes couleurs. La couche formée lors de ce processus est non conductrice. La plupart des usines préfèrent utiliser l'anodisation dure et l'anodisation sulfurique.
Faut-il effectuer une inspection CMM pour les pièces complexes ?
CMM signifie une machine à mesurer tridimensionnelle. C'est un appareil que nous utilisons pour mesurer les propriétés géométriques physiques d'un objet.
Un opérateur de machine peut utiliser cette machine pour examiner les dimensions de la pièce. L'opérateur peut alors déterminer si la pièce répond aux conditions de tolérance.
Bien entendu, l’inspection sur MMT est cruciale lors de la fabrication de pièces complexes. Si vous avez besoin de pièces de haute précision avec la meilleure qualité et précision, optez pour une inspection sur MMT. Ce processus offre également des résultats précis puisqu’il n’y a aucune place à l’erreur humaine lors du traitement des pièces.
Cette inspection consiste également à vérifier la finition de surface des pièces complexes.
Cela vous aide à confirmer que vos pièces sont correctes selon leur conception et leurs dessins.
Comment utiliser une machine CNC pour fabriquer des pièces complexes ?
Étape 1 : Concevez votre pièce
La première étape consiste à concevoir votre pièce. Vous pouvez suivre les directives standard de conception d'usinage CNC lors de la création d'un dessin.
Étape 2 : Exporter les fichiers CAO
Vous pouvez exporter des fichiers CAO (conception assistée par ordinateur) dans un format approprié. Les plus courants sont IGS, PARASOLID et STEP.
Vous pouvez utiliser des fichiers STL si vous travaillez sur un projet d'impression 3D. Assurez-vous d'éviter d'utiliser des fichiers OBJ. C’est parce qu’ils ne peuvent pas fournir de données géométriques précises.
Notre poste, « Formats de fichiers CAO pour l'usinage CNC », décrit tous les formats ci-dessus.
Étape 3 : Envoyer le dessin au format PDF
Cette étape peut ne pas être obligatoire. Mais nous vous recommandons de partager les dessins techniques de chaque pièce au format PDF.
Un dessin PDF est utile lorsque votre pièce présente des tolérances, des dimensions aiguës ou des trous filetés. Vous pouvez mettre en évidence des zones spécifiques dans ce dessin, comme un trou fileté.
Étape 4 : Obtenez un devis gratuit pour votre pièce
Votre tâche se termine une fois que vos fichiers de conception sont prêts. Vous pourrez ensuite demander un devis gratuit pour fabriquer vos pièces complexes.
Vous pouvez envoyer vos dessins à nos responsables clients. Nos ingénieurs de conception et notre personnel de production examineront votre projet.
Nous travaillons sur une gamme de services d’usinage CNC. Ainsi, notre équipe vous aidera à rationaliser le processus de fabrication de vos pièces complexes.
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Conclusion
Comme vous pouvez le constater, l’usinage CNC est la solution ultime pour créer des pièces complexes. Il faut utiliser une machine et un dessin adaptés pour obtenir de meilleurs résultats.
Quelle que soit la complexité de la pièce, vous pouvez toujours obtenir une meilleure finition. Vous devez choisir la bonne machine à commande numérique (CNC).
Nos ingénieurs qualifiés possèdent l’expertise requise dans ce domaine. Pour toute question relative aux services d'usinage CNC, contact!
