L'usinage CNC (commande numérique par ordinateur) est un procédé de fabrication moderne qui utilise des logiciels préprogrammés pour contrôler les machines-outils et les outils afin d'obtenir une fabrication de précision. Il couvre la production de pièces diverses, des plus simples aux plus complexes.
Processus de traitement et de production d'usinage CNC
Détails du cas
L'usinage CNC (commande numérique par ordinateur) est un procédé de fabrication moderne qui utilise des logiciels préprogrammés pour contrôler les machines-outils et les outils afin d'obtenir une fabrication de précision. Il couvre la production de pièces diverses, des plus simples aux plus complexes.
I. Principaux avantages de l'usinage CNC 1. Haute précision et répétabilité : les machines CNC peuvent traiter avec une précision de l'ordre du micron (0,001 mm ou même plus) et peuvent parfaitement reproduire exactement les mêmes pièces par lots, garantissant une qualité de produit très constante. 2. Complexité : Il peut facilement fabriquer des géométries complexes, des surfaces tridimensionnelles et des cavités internes précises qui sont difficiles ou impossibles à réaliser par le traitement manuel traditionnel. 3. Haute efficacité : une fois le programme écrit et vérifié, le traitement peut s'exécuter automatiquement et en continu, 24h/24 et 7j/7, ce qui est particulièrement adapté à la production à grande échelle. 4. Flexibilité : Changer la conception du traitement nécessite uniquement de modifier le programme informatique, sans avoir à remplacer des outils et des montages coûteux, ce qui le rend très adapté à la fabrication de prototypes et à la production en petits lots et multi-variétés. 5. Sécurité : La principale responsabilité de l'opérateur est de surveiller la machine et de charger et décharger les pièces, en restant à l'écart des outils de coupe, créant ainsi un environnement de travail plus sûr.
II. Procédés d'usinage CNC courants 1. Fraisage CNC · Principe : La pièce reste immobile tandis que l'outil de coupe multi-arêtes rotatif (fraise) se déplace selon plusieurs axes pour effectuer la coupe du matériau. · Caractéristiques : Il convient au traitement de surfaces planes, de rainures, d'engrenages, de cannelures et de diverses cavités complexes et surfaces courbes. Machines-outils courantes : Centres d'usinage CNC trois, quatre et cinq axes. Les machines-outils cinq axes permettent l'usinage complet de pièces complexes en une seule configuration avec une précision extrême. 2. Tournage CNC · Principe : La barre de matière tourne dans la broche, et l'outil fixe (outil de tour) se déplace linéairement ou le long d'une courbe pour effectuer la coupe. · Caractéristiques : Il est principalement utilisé pour le traitement de pièces cylindriques, coniques ou en forme de disque, telles que des arbres, des manchons, des filetages, des brides, etc. Machines-outils courantes : tours CNC, centres de tournage-fraisage. Le centre de tournage-fraisage intègre les fonctions de tournage et de fraisage et est plus puissant. 3. Autres processus · Perçage CNC : principalement utilisé pour le perçage et le taraudage. · Rectification CNC : utilisée pour obtenir une finition de surface et une précision extrêmement élevées. · Découpe par fil CNC : utilise un fil métallique mobile (électrode) pour la découpe par décharge électrique, adapté aux matériaux de haute dureté et aux moules de précision. · Découpe/gravure laser CNC : utilise un faisceau laser à haute énergie pour la découpe ou le traitement de surface.
III. Matériaux de traitement couramment utilisés Presque tous les matériaux d’ingénierie peuvent être traités par CNC. · Métaux : Alliage d'aluminium (le plus couramment utilisé), acier (acier au carbone, acier inoxydable), laiton, cuivre, alliage de titane, alliage de magnésium, etc. · Plastiques : ABS, PC (polycarbonate), POM (acétal), PMMA (acrylique), nylon, PTFE (Téflon), etc. · Matériaux composites : Panneau en fibre de carbone, panneau époxy G10/FR4, etc. · Bois : Bois dense, contreplaqué, etc.
IV. Domaines d'application de l'usinage CNC L’usinage CNC a imprégné presque toutes les industries de fabrication de précision. · Aérospatiale : Pales de moteur, composants structurels du fuselage, pièces de train d'atterrissage, etc. (Souvent fabriqués en alliages de titane et en alliages d'aluminium à haute résistance). · Industrie automobile : Blocs moteurs, engrenages de transmission, arbres de transmission, pièces prototypes, etc. · Dispositifs médicaux : composants de robots chirurgicaux, implants orthopédiques, équipements dentaires, pièces d'endoscopes (nécessitant une biocompatibilité et une précision extrêmement élevées). · Produits électroniques : Cadres de téléphones portables, dissipateurs thermiques, connecteurs, montages de test de puces, etc. · Equipements industriels : articulations de robots, pièces pour équipements automatisés, moules, gabarits et montages. · Produits de consommation : coques d'appareils photo numériques, composants audio haut de gamme, cadeaux personnalisés, etc.
V. Le processus de la conception au produit fini 1. Conception : utilisez un logiciel de CAO (tel que SolidWorks, AutoCAD, Fusion 360) pour créer des modèles 3D de pièces. 2. Programmation : utilisez un logiciel de FAO (tel que Mastercam, PowerMill) pour convertir les modèles 3D en instructions de code G que les machines CNC peuvent reconnaître et définir des paramètres tels que les trajectoires d'outils, les vitesses de broche et les vitesses d'avance. 3. Configuration : L'opérateur sélectionne les outils et les pinces appropriés, fixe la pièce brute sur la table de la machine et définit l'origine (réglage de l'outil). 4. Usinage : Exécutez le programme et la machine effectue automatiquement la découpe. L'opérateur effectue un suivi en temps réel. 5. Post-traitement : Après l'usinage, les pièces peuvent nécessiter des traitements de surface tels que l'ébavurage, le polissage, le sablage, l'anodisation, la peinture et la galvanoplastie. 6. Contrôle qualité : utilisez des outils tels que des pieds à coulisse, des micromètres et des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) pour inspecter les produits finis afin de vous assurer qu'ils répondent aux exigences du dessin.
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