La révolution industrielle et l’évolution de la technologie ont déclenché une demande sans précédent de pièces et composants de haute précision. Pensez aux vis, boulons et moules pour le moulage par injection. Ces pièces ont des tolérances strictes et sont souvent fabriquées à partir de matériaux que vous ne pouvez pas simplement fondre et mouler dans la forme souhaitée.

C'est pourquoi nous constatons une augmentation de l'utilisation de processus d'usinage précis comme fraisage CNC.

Le fraisage CNC a joué un rôle crucial dans le façonnement du monde que nous connaissons aujourd’hui. Après avoir joué un rôle central dans la forte croissance industrielle que nous avons connue au cours des dernières décennies, le fraisage CNC continue aujourd’hui d’occuper une place centrale dans de nombreuses opérations de fabrication.

Qu'est-ce que le fraisage CNC ? Dans ce blog, nous y approfondissons pour répondre à vos questions sur le fraisage CNC. Restez à l'écoute.

Qu'est-ce que le fraisage CNC ?

Le fraisage CNC (Computer Numeric Control) est un processus de fabrication soustractif qui exploite des commandes informatisées pour usiner une pièce dans la forme souhaitée.

Les exigences de conception sont programmées dans l'ordinateur qui dicte ensuite aux composants de la machine CNC d'effectuer le processus de fraisage.

Un outil de coupe tourne à grande vitesse sur la pièce et lui donne la forme souhaitée. La pièce à usiner peut être fixe ou mobile selon le processus.

Le fraisage CNC est connu pour sa haute précision et son exactitude. Ces caractéristiques sont dues au fait que le processus est principalement contrôlé par ordinateur avec une intervention humaine minimale.

Cela ne veut pas dire que le fraisage CNC n'a aucune limite. Le processus peut parfois prendre plus de temps, c'est pourquoi il n'est souvent utilisé que pour des projets ponctuels ou avec des exigences de production faibles ou moyennes.

Dans le fraisage CNC, vous pouvez rencontrer différents types d'opérations, qui sont pour la plupart classées individuellement en fonction de la manière dont l'outil de coupe entre en contact avec la pièce.

Voici un aperçu rapide de quatre de ces opérations de fraisage CNC :

Fraisage ordinaire

Le fraisage simple est le type d'opération CNC le plus basique qui implique que la surface de travail soit parallèle à l'axe de rotation de l'outil de coupe. Il est utilisé pour produire des faces plates sur la pièce.

Fraisage de face

Lors de cette opération, la surface de travail est perpendiculaire à l'axe de rotation de l'outil de coupe.

Fraisage angulaire

En fraisage angulaire, la surface plane de la pièce entre en contact avec l'outil de coupe selon un angle.

Fraisage de forme

Le fraisage de forme est utilisé pour créer des surfaces irrégulières telles que des courbes, des contours, des bords, etc. sur la pièce.

Les composants de la machine CNC

La machine CNC est un appareil complet qui transporte tous les composants nécessaires à la réalisation de l’opération d’usinage. Voici un bref aperçu de certaines des pièces les plus importantes de cette machine :

Table de travail

Comme vous l'avez peut-être deviné d'après son nom, la table de travail est la surface sur laquelle vous montez la pièce à usiner pendant que la machine est préparée pour le processus de fraisage.

Selle

La selle est l'un des éléments structurels de la machine. Il offre un support à la table de travail et se déplace le long de l'axe X pour faciliter le mouvement horizontal de la pièce.

Genou

Le genou est un autre élément structurel qui soutient la selle et facilite le mouvement vertical de la table de travail et de la pièce pendant l'opération de fraisage.

Broche

La broche est l'arbre rotatif qui porte l'outil de coupe et facilite son mouvement de rotation à grande vitesse.

Tonnelle

Arbor apparaît dans les opérations de fraisage CNC horizontales. C'est un arbre qui relie l'outil de coupe et la broche.

Bélier

Le bélier apparaît principalement dans les opérations de fraisage CNC verticales où il prend en charge l'ensemble de broche dans la machine.

Les outils d'usinage

Les outils d'usinage sont essentiellement les outils de coupe utilisés pour réaliser les opérations de fraisage.

Interface

L'interface est le lien de communication entre les humains et la machine elle-même. Il aide les machinistes à communiquer comment l'opération de fraisage doit être effectuée. Considérez-le comme un panneau de commande permettant de saisir des commandes et de contrôler le processus de fraisage.

Étapes impliquées dans le fraisage CNC

Comprendre le processus général de fraisage CNC n’est pas si difficile. D'une manière générale, toutes les opérations de fraisage CNC comprennent 4 étapes de base. Ceux-ci sont:

Étape 1 : Préparer un modèle CAO

Une CAO ou Conception Assistée par Ordinateur est une représentation numérique de la pièce finale. Un fichier CAO est créé avant que l'opération CNC puisse commencer. Le produit est conçu virtuellement, avec toutes ses nuances, spécifications et tolérances dans ce fichier CAO.

Étape 2 : Conversion de la CAO en CAM

CAM est l'abréviation de fabrication assistée par ordinateur. L'interface de la machine CNC ne peut pas comprendre le fichier CAO. Par conséquent, il est converti en fichier CAM. Ce fichier CAM contient les instructions d'usinage écrites en G-code ou M-code. L'ordinateur lit ces instructions, les comprend, puis exécute le processus en conséquence.

Étape 3 : Préparation de la machine

La machine est préparée pour l'opération de fraisage une fois que le fichier CAM est prêt. Au cours de cette étape, la pièce est fixée sur la table de travail, la table de travail est ajustée selon la conception requise et l'outil de coupe est fixé dans la broche afin que l'opération de fraisage puisse se poursuivre.

Étape 4 : Usinage

Une fois la machine prête, l’opération de fraisage est lancée via l’interface. Cela met en action la machine qui effectue ensuite les opérations de fraisage selon les instructions qu'elle a reçues via le fichier CAM.

Applications de fraisage CNC

Le fraisage CNC trouve des applications dans diverses industries, en particulier celles qui ont des tolérances serrées et des exigences de précision élevées.

Voici quelques-unes des industries les plus courantes qui utilisent le fraisage CNC comme l'une de leurs opérations principales :

Automobile

L'industrie automobile déploie différentes pièces de tailles variables. Le fraisage CNC est utilisé pour la production de bon nombre de ces pièces, notamment le moteur, les boîtes de vitesses, les essieux et les moteurs.

Industrie aerospatiale

L’aérospatiale est une industrie qui fonctionne avec des tolérances strictes et qui laisse très peu de place à l’erreur. Il n’est donc pas surprenant qu’un processus aussi précis que le fraisage CNC apparaisse fréquemment lors des cycles de production de pièces aérospatiales.

Industrie médicale

La capacité du fraisage CNC à travailler avec des matériaux biocompatibles comme le titane et à produire des pièces avec une haute précision l'a rendu populaire dans l'industrie de fabrication de pièces médicales où il aide à produire différents dispositifs tels que ceux utilisés pour l'implantation et d'autres pièces.

Electronique

La taille de l’électronique grand public diminue rapidement et la demande de petites pièces fabriquées avec précision a donc augmenté. Le fraisage CNC permet de créer ces pièces très précises, petites mais essentielles, qui apparaissent dans de nombreux appareils électroniques grand public que nous utilisons quotidiennement.

Matériaux courants que vous pouvez utiliser dans le fraisage CNC

Généralement, le fraisage CNC est utilisé lorsque la taille de la pièce est trop petite ou que les exigences de précision sont trop élevées. Dans certains cas, vous pouvez voir une machine CNC en action lorsque le produit exige une haute précision sur un matériau qui peut ne pas fonctionner très bien dans d'autres processus de fabrication.

Une partie de la matériaux que le fraisage CNC aide à usiner :

Acier Inoxydable

L’acier inoxydable est un matériau largement utilisé dans les applications industrielles et domestiques. Le matériau est généralement connu pour sa dureté, mais la plupart de ses nuances présentent une bonne usinabilité.

C'est pourquoi l'acier inoxydable est largement usiné et il n'est pas difficile de trouver un machiniste expérimenté dans le fraisage de l'acier inoxydable.

Aluminium

L'aluminium est un autre matériau souvent usiné dans une usine CNC. Il est connu pour son excellente usinabilité, sa solidité et sa résistance à la corrosion. L'aluminium est également léger, ce qui lui a valu sa popularité dans l'industrie aérospatiale et automobile ces dernières années.

Titane

Le titane est un matériau biocompatible et est souvent usiné CNC pour fabriquer des pièces et des dispositifs médicaux entrant en contact avec le corps humain. Son usinage peut toutefois s'avérer plus difficile.

Les matières plastiques

Les plastiques ne sont pas toujours moulés par injection, ils sont parfois également fraisés CNC.

Il existe de nombreux types de plastiques qui constituent de bonnes matières premières pour une opération de fraisage CNC. Ceux-ci incluent le PEHD, le nylon, le PEEK, le polycarbonate, etc.

Conclusion

Le fraisage CNC est connu pour sa précision et joue donc un rôle crucial dans les industries et les applications qui travaillent avec des tolérances serrées et des exigences de précision élevées.

Le processus de fraisage est effectué sur la machine CNC qui comprend diverses pièces, notamment la broche qui porte l'outil de coupe, la table de travail qui porte la pièce et une interface qui aide les machinistes à communiquer avec la machine.

Vous pouvez effectuer des opérations de fraisage CNC sur divers matériaux, notamment les métaux et les plastiques. Cependant, n'oubliez pas qu'en raison de sa procédure inhérente, l'opération de fraisage CNC n'est pas toujours recommandée pour les productions en vrac et ne convient qu'aux projets de production de petite à moyenne taille.