Les procédés d'usinage CNC courants et ce qu'ils permettent d'obtenir

Usinage CNC (commande numérique par ordinateur) est l'utilisation d'outils ciblant des matériaux et essayant de les couper avec l'aide d'un ordinateur. Cet article aborde les processus d'usinage CNC les plus généraux, tels que le fraisage et le tournage, le type de matériau qui peut être usiné, le niveau de précision possible et les industries qui utilisent la CNC, notamment l'aérospatiale, l'automobile et les industries médicales.

Magie de la CNC : façonner le métal à l'aide d'un ordinateur

Avez-vous déjà vu des machines capables de façonner elles-mêmes le métal et le plastique ? Il s'agit de machines CNC. CNC est l'abréviation de "computer numerical control" (commande numérique par ordinateur). Ces machines utilisent des programmes informatiques pour façonner des matériaux avec une grande précision et les transformer en toutes sortes d'objets utiles.

Un type de machine CNC est appelé fraiseuse. Elle est équipée de mèches et de fraises rotatives qui peuvent découper des blocs de matériau. Les ingénieurs conçoivent des modèles en 3D sur ordinateur et la fraiseuse suit ces plans pour sculpter la forme finale. Les fraises peuvent tourner dans toutes sortes de directions - d'un côté à l'autre, d'avant en arrière, de haut en bas - pour réaliser des dessins complexes. Parfois, les fraiseuses ont même 5 sens de rotation ! Elles laissent derrière elles exactement ce que l'ordinateur leur demande de faire.

Une autre machine s'appelle un tour. Sur un tour, de longs cylindres de plastique ou de métal sont tournés très rapidement. Pendant qu'il tourne, des outils de coupe façonnent l'extérieur du cylindre. Les tours peuvent créer des cercles, des spirales et toutes sortes de courbes sur les bords extérieurs. Ils peuvent également creuser des outils à l'intérieur du cylindre en rotation pour créer des trous et des motifs complexes. Les ingénieurs utilisent les tours pour fabriquer des objets tels que des bouteilles, des tuyaux, des tiges et bien d'autres choses encore.

Outre le fraisage et le tournage, il existe d'autres techniques CNC utiles. L'une d'elles est la rectification, qui utilise des meules au lieu de perceuses et de fraises pour façonner les pièces. Une autre est l'électroérosion, qui utilise des étincelles électriques pour faire fondre avec précision de minuscules morceaux de matériau sans jamais le toucher ! Certaines machines CNC peuvent même donner des finitions lisses et brillantes aux pièces après leur découpe.

Toutes ces méthodes d'usinage guidées par ordinateur permettent de créer des modèles très complexes et précis. Tout ce que vous pouvez imaginer sur un ordinateur peut être transformé en un objet physique réel grâce à la CNC. Qu'il s'agisse de pièces de voitures, d'avions, de téléphones ou d'innombrables autres produits, les machines CNC rendent la technologie moderne possible. Les ordinateurs contrôlent précisément les machines pour découper des répliques parfaites de modèles virtuels en 3D. Plutôt cool, non ? C'est grâce à la CNC que nous transformons les idées en choses réelles !

Tolérancement des pièces de précision

La plupart des ateliers CNC suivent les règles de la norme ISO 2768 en ce qui concerne la précision des pièces à fabriquer. Cette norme définit les tolérances pour les tailles des différentes caractéristiques. Par exemple, les trous ne doivent avoir qu'une marge de 0,1 mm par rapport à la taille prévue. Les pièces peuvent être fabriquées avec des tolérances encore plus étroites que la norme si le client a besoin d'une très grande précision.

Petites tailles et mesures rapprochées

Les machines CNC peuvent façonner des matériaux à très petite échelle. La taille des trous, les parois et d'autres détails des pièces d'à peine 1 mm peuvent être découpés avec une grande précision. Les machinistes peuvent également contrôler l'emplacement des caractéristiques dans le cadre de tolérances étroites, par exemple en ne s'écartant pas de plus de 0,01 mm de l'emplacement prévu par les dessins. Cela permet de reproduire à l'infini des structures internes et externes complexes et minuscules avec des tolérances serrées. Ainsi, des macro aux micro-dimensions, la CNC excelle dans la fabrication de précision !
Choisir le bon matériau

Travailler avec des métaux

Les machines CNC peuvent façonner un grand nombre de matériaux métalliques différents. L'aluminium est léger et facile à travailler. L'acier est très résistant. L'acier inoxydable ne rouille pas. Le cuivre et le laiton ont un bel aspect. Le titane est super léger et résistant. Les machinistes choisissent le meilleur métal pour chaque tâche.

Travailler avec l'outil plastique

Les CNC ne sont pas réservées aux métaux : elles peuvent également découper des matières plastiques avec une grande précision. Les plastiques comme le nylon et le PVC sont utilisés pour fabriquer toutes sortes de produits. Le polyoxyméthylène (POM) est très dur et rigide. Le PTFE est lisse comme le Téflon. L'utilisation des plastiques permet aux concepteurs d'être créatifs et aux entreprises de fabriquer des produits plus rapidement.

Touches finales

Après la découpe CNC, les pièces subissent souvent un traitement supplémentaire pour les protéger ou les améliorer. Le sablage rend les surfaces rugueuses. L'anodisation rend l'aluminium coloré. La galvanoplastie applique des revêtements métalliques. Le revêtement par poudre permet d'appliquer une peinture durable. Le polissage donne un aspect brillant.

Finitions sur mesure

La bonne finition de surface dépend du produit. Certains doivent résister à la rouille ou aux produits chimiques. D'autres nécessitent des textures spéciales. Les concepteurs travaillent avec les finisseurs pour obtenir le revêtement, la couleur ou la brillance qui conviennent à chaque application. La finition est la touche finale qui rend une pièce parfaite pour son utilisation.

S'assurer que les pièces sont parfaites

Les machines à commande numérique peuvent fabriquer des objets avec une grande précision, mais il est toujours nécessaire de vérifier le travail. C'est là qu'intervient le contrôle de la qualité. Les pièces finies sont soigneusement inspectées. Les machinistes utilisent des outils de mesure tels que des micromètres et des pieds à coulisse pour vérifier les tailles et les distances entre les éléments. Si un élément est trop grand ou trop petit, trop proche ou trop éloigné, ils trouvent et corrigent les problèmes. De cette manière, toutes les pièces restent dans la tolérance, ou plage acceptable, fixée par les ingénieurs et les clients. Les inspections garantissent que les clients reçoivent des produits fabriqués exactement comme ils l'ont commandé.

Tous les outils nécessaires pour bien faire le travail

Cette usine dispose d'une vaste collection de machines à commande numérique (CNC) permettant de réaliser n'importe quel projet. Plus de 100 fraiseuses et tours peuvent enlever de la matière selon 1 à 5 axes différents. Le fait de disposer d'autant de machines différentes permet de réaliser n'importe quelle géométrie, aussi compliquée soit-elle.

Précision et rythme

Ici, les CNC peuvent façonner des pièces au millième de millimètre près ! C'est plus petit qu'une aiguille pointue. De plus, les changements rapides entre les tâches signifient des délais d'exécution rapides, souvent de quelques jours seulement pour les prototypes ou les pièces uniques. Les clients n'ont pas à attendre longtemps ou à se contenter d'une précision moindre.

Qu'il s'agisse d'une forme simple ou d'un composant complexe, le processus et le matériau parfaits sont disponibles. Les logiciels de conception sont reliés aux machines pour une production efficace des dessins aux produits finis. Les ingénieurs aident les clients à transformer les concepts en objets de haute qualité pouvant être produits en série. Ensemble, les technologies de pointe permettent de réduire les délais et les coûts tout en garantissant des spécifications précises - c'est ce qui permet à cet endroit de répondre à n'importe quel besoin de fabrication !

De nombreux domaines bénéficient de l'artisanat assisté par ordinateur

Les voitures bénéficient d'un coup de pouce de la CNC

Les constructeurs automobiles ont besoin de pièces solides et légères en très grand nombre. La CNC apporte la réponse grâce à ses prouesses en matière de production de masse de formes complexes cohérentes. Les boîtiers de direction, les blocs moteurs et bien d'autres pièces sortent en toute souplesse de machines automatisées hautement programmées.

La précision est la priorité des avions

Dans l'aérospatiale, les moindres écarts représentent des risques inacceptables. La résolution répétable au micron de la CNC rassure dans la fabrication des composants. Les ailes, les fixations et le matériel critique sont soumis à une formulation CNC minutieuse pour une résistance et une sécurité optimales en vol.

Qu'il s'agisse d'une simple mise en forme ou d'un réseau géométrique complexe, divers secteurs industriels utilisent aujourd'hui la CNC pour améliorer la qualité de leur production. La médecine est un autre utilisateur essentiel : l'usinage assisté par ordinateur permet de fabriquer des articulations de remplacement, des outils chirurgicaux et de faciliter la découverte médicale grâce à un prototypage sur mesure. Dans l'ensemble, la modélisation gérée par ordinateur multiplie les possibilités de fabrication, ce qui profite non seulement au développement des produits, mais aussi au progrès technologique dans son ensemble.

Conclusion

En résumé, Usinage CNC a révolutionné la fabrication moderne en offrant un moyen rapide, flexible et très précis de façonner tous les types de matériaux. Qu'il s'agisse d'enlever de la matière millimètre par millimètre ou de sculpter des structures microscopiques, les machines multi-axes à commande numérique reproduisent avec précision les modèles numériques de CAO grâce à la commande numérique par ordinateur.

Un large éventail d'outils à commande numérique, allant des tours aux rectifieuses, permet d'élargir les possibilités de conception, qu'il s'agisse d'aluminium ou de plastique. De même, les traitements de surface élargissent les applications en offrant une protection, des finitions esthétiques ou des propriétés spécialisées. Les techniques d'assurance qualité associées à la vitesse et à la complexité de la production ont rendu la commande numérique indispensable dans de nombreuses industries. La commande numérique par ordinateur continue de faire progresser ce qui est possible grâce à l'artisanat de précision. À l'avenir, des technologies CNC toujours plus sophistiquées transformeront encore davantage la conception et la fabrication.

FAQ

Q : Quels types de matériaux les machines CNC peuvent-elles découper ?

Les outils CNC peuvent façonner des métaux comme l'aluminium et l'acier, ainsi que des plastiques, des composites et d'autres matériaux. Les choix les plus courants sont les métaux pour leur solidité et les plastiques pour leur souplesse de conception.

Q : Quelle est la taille des caractéristiques que les machines à commande numérique peuvent produire ?

Les outils CNC de très haute précision peuvent découper des textures et des trous à l'échelle microscopique, d'une taille de 1 à 2 mm. Les conceptions complexes avec des détails fins et des tolérances serrées sont à la portée de ces outils.

Q : À quelle vitesse les machines CNC peuvent-elles produire des pièces ?

La vitesse de production dépend de la complexité des pièces et de la disponibilité des machines. Cependant, les facilitateurs CNC peuvent souvent produire des prototypes en quelques jours et des volumes plus importants en quelques semaines, une fois que le programme d'usinage est configuré. La rapidité d'exécution rend la CNC très adaptée aux processus de conception itératifs.