Fraisage CNC : Un guide complet de l'usinage moderne

Dans le paysage de la fabrication moderne, le fraisage CNC est une technologie de pointe indispensable. Elle utilise des outils commandés par ordinateur pour découper avec précision des pièces complexes et de haute qualité à partir de matériaux bruts. Qu'il s'agisse de composants aérospatiaux de haute performance ou de minuscules pièces d'appareils médicaux, le fraisage CNC transforme les plans de conception en réalité avec une efficacité exceptionnelle.

Ce guide vous donnera une vue d'ensemble des principes fondamentaux du fraisage CNC, de ses principaux types, des matériaux courants et de ses nombreuses applications dans divers secteurs, vous aidant ainsi à mieux comprendre cette technologie et à prendre des décisions éclairées pour votre prochain projet.

Qu'est-ce que le fraisage CNC ?

Le fraisage CNC est un processus de fabrication soustractive. Il utilise un outil de coupe multipoint tournant à grande vitesse pour se déplacer le long d'une trajectoire préprogrammée (code G) dans l'espace tridimensionnel, en enlevant progressivement l'excès de matière d'une pièce afin de former la forme souhaitée de la pièce.

Contrairement au tournage CNC traditionnel, qui fait tourner la pièce pour la découper, le fraisage CNC utilise principalement une machine à commande numérique. outil rotatif. Il est donc particulièrement apte à traiter des pièces asymétriques, multi-courbes et géométriquement complexes.

Le processus de fraisage CNC

Un projet de fraisage CNC typique, de la conception à la pièce finale, suit généralement quatre étapes principales :

1. Conception assistée par ordinateur (CAO)

• • Il s'agit de la première étape de l'ensemble du processus. Les ingénieurs utilisent des logiciels de CAO (tels que SolidWorks, AutoCAD ou Fusion 360) pour créer un modèle numérique en 3D de la pièce. Ce modèle numérique contient toutes les informations géométriques et les tolérances dimensionnelles.

2. Programmation de la fabrication assistée par ordinateur (FAO)

• • Le logiciel de FAO est la passerelle entre la conception et la fabrication. Un programmeur importe le modèle CAO dans le logiciel de FAO pour développer une stratégie d'usinage. Ce processus comprend
    
    • • Génération de trajectoires d'outils: Calcul de la façon dont l'outil se déplacera dans l'espace 3D pour couper efficacement le matériau.
    • • Réglage des paramètres de coupe: Réglage de paramètres tels que la vitesse de la broche, la vitesse d'avance et la profondeur de coupe.
    • • Génération du code G: Le logiciel de FAO traduit toutes les instructions d'usinage dans un langage que la machine CNC peut comprendre : le code G et le code M.

3. Préparation et fixation de la machine

• • Un opérateur monte solidement le matériau brut sur la table de travail de la machine. En même temps, les outils nécessaires du programme sont chargés dans le magasin d'outils et leurs longueurs et diamètres sont mesurés.

4. Usinage automatisé

• • Une fois que tout est prêt, l'opérateur démarre la machine. La machine effectue alors automatiquement la découpe sur la base du programme de code G prédéfini. L'ensemble du processus est automatisé et ne nécessite aucune intervention manuelle.

Principaux avantages du fraisage CNC

Le fraisage CNC est devenu un choix de premier ordre pour la fabrication moderne en raison de plusieurs avantages clés :

• • Haute précision et répétabilité: Le système de mouvement contrôlé par ordinateur garantit des tolérances de pièces de l'ordre du micron et, dans la production par lots, chaque pièce conserve une cohérence extrêmement élevée.

• • Traitement des géométries complexes: Grâce aux mouvements multi-axes, il est facile de fabriquer des surfaces complexes en 3D et des caractéristiques internes qui sont difficiles à réaliser avec les méthodes traditionnelles.

• • Production à haut rendement: L'automatisation réduit les interventions manuelles et permet à une seule machine de fonctionner en continu 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, ce qui accroît considérablement l'efficacité de la production.

• • Large compatibilité avec les matériaux: Des plastiques souples aux alliages durs de qualité aérospatiale, le fraisage CNC peut traiter presque tous les matériaux.

Types et capacités du fraisage CNC

Les capacités les plus importantes du fraisage CNC se reflètent dans la grande variété d'opérations de coupe qu'il peut effectuer, répondant aux exigences géométriques des différentes pièces. Voici quelques-uns des principaux types d'opérations d'usinage en fraisage CNC :

1. Fraisage de face

• Comment ça marche: Cette opération utilise la face frontale de la fraise pour enlever une grande quantité de matière d'une surface, principalement pour créer un plan plat et lisse.

• Applications: Utilisé couramment pour l'ébauche initiale d'une pièce, pour fournir une surface de référence plane pour les opérations de finition ultérieures, ou pour la fabrication de caractéristiques planes.

2. Fraisage de contours

• Comment ça marche: L'outil de coupe se déplace le long du contour extérieur ou intérieur d'une pièce pour créer des formes et des courbes complexes en 2D ou en 3D.

• Applications: Largement utilisé pour la fabrication de pièces présentant des surfaces courbes complexes, telles que les cames, les moules et les pales de turbines.

3. Fente

• Comment ça marche: Cette opération consiste à utiliser un outil d'une largeur égale à celle de la fente, ou à effectuer des passes répétées, pour réaliser des rainures, des clavettes et des fentes droites ou courbes dans la pièce à usiner.

• Applications: Souvent utilisé pour créer des rainures de clavette, des rails de guidage ou des fentes d'aération sur une pièce.

4. Mise en poche

• Comment ça marche: Cette opération consiste à découper une cavité ou une poche fermée et de profondeur fixe à l'intérieur de la pièce.

• Applications: L'une des opérations les plus courantes pour la fabrication de moules, de boîtiers, de dissipateurs thermiques et d'autres pièces nécessitant l'enlèvement de matériaux internes.

5. Perçage et taraudage

• Comment ça marche: Si les fraiseuses servent principalement à fraiser, elles sont également capables de percer et de tarauder. Le perçage permet de créer un trou rond dans la pièce, tandis que le taraudage permet de réaliser des filets internes dans le trou.

• Applications: Utilisé pour créer des trous de montage, des trous filetés et d'autres caractéristiques communes à presque tous les types de pièces.

Guide des matériaux courants pour le fraisage CNC

Le choix du bon matériau est la première étape cruciale pour la réussite d'un projet. Chaque matériau possède des propriétés physiques et chimiques uniques qui déterminent directement la facilité d'usinage, les performances du produit final et son coût.

1. Alliages d'aluminium

• • Propriétés: Légèreté, bonne conductivité thermique et grande facilité d'usinage.

• • Notes communes6061 (usage général) et 7075 (usage aérospatial).

• • Considérations relatives à l'usinage: Il faut une coupe à grande vitesse et un liquide de refroidissement abondant pour éviter les déformations thermiques.

• • Finitions de surface: Souvent soumis à une anodisation ou à un sablage.

• • Applications typiques: Pièces pour drones et avions, composants automobiles, boîtiers électroniques.

2. Acier inoxydable

• • Propriétés: Haute résistance, résistance à la corrosion et haute ténacité.

• • Notes communes: 303/304 (commun) et 316 (résistance accrue à la corrosion).

• • Considérations relatives à l'usinage: Nécessite l'utilisation d'outils en carbure et une approche de coupe à basse vitesse et à grande avance pour gérer la chaleur et l'usure de l'outil.

• • Applications typiques: Instruments médico-chirurgicaux, équipements de transformation des aliments.

3. Plastiques techniques

• • Propriétés: Légèreté, bonne isolation et résistance à l'usure.

• • Notes communes: POM (usage général), PEEK (haute performance) et ABS (résistance aux chocs).

• • Considérations relatives à l'usinage: La faible conductivité thermique nécessite un contrôle minutieux des paramètres de coupe afin d'éviter la fonte ou le gauchissement.

• • Applications typiques: Composants de dispositifs médicaux, boîtiers électroniques, prototypes fonctionnels.

Conception pour la fabrication (DFM) : Permettre une production efficace

Pour que vos pièces puissent être fraisées de la manière la plus efficace possible, nous vous recommandons de prendre en compte les principes DFM suivants lors de la phase de conception :

• • Éviter les angles internes aigus: Les outils de coupe étant ronds, les angles internes aigus augmentent la difficulté et le coût de l'usinage.

• • Contrôler les ratios d'aspect: Les éléments minces ou longs sont sujets à des vibrations pendant le fraisage, ce qui affecte la qualité.

• • Choisir le bon matériau: Sélectionnez le matériau le plus approprié pour le fraisage CNC en fonction des besoins de performance de la pièce et de votre budget.

Contrôle de la qualité et inspection

Nous savons que chaque détail compte. Nos processus de contrôle de la qualité garantissent que chaque pièce répond à vos normes :

• • Inspection du premier article: Nous procédons à une inspection complète de la première pièce avant de lancer la production afin de vérifier que le processus est correct.

• • Inspection en cours de fabrication: Nous effectuons des contrôles aléatoires pendant l'usinage afin de garantir la cohérence des dimensions.

• • Inspection finale: Nous utilisons des équipements de haute précision tels que des pieds à coulisse, des micromètres et des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) pour effectuer un contrôle final de toutes les pièces finies, en veillant à ce que toutes les tolérances soient respectées.

Conclusion

Le fraisage CNC est essentiel pour concrétiser les conceptions innovantes. Que votre projet nécessite un simple prototype fonctionnel ou un composant complexe, nous avons la capacité de le réaliser.

Prêt à donner vie à votre projet ? Envoyez-nous vos dessins ou les exigences de votre projet pour obtenir un devis professionnel et une consultation technique.

 

Articles connexes

En tant que guide professionnel dans le domaine de l'usinage CNC, nous nous engageons à vous fournir des connaissances techniques complètes. Si vous vous intéressez à d'autres méthodes d'usinage, les articles suivants peuvent vous être utiles :

• Quelle est la différence entre le fraisage et le tournage ??

• Qu'est-ce que le retournement ??