L'industrie manufacturière est au cœur d'un pays, et au cœur de celle-ci se trouve la technologie d'usinage. L'usinage est le processus de transformation des matières premières en produits finis ou en pièces. Il joue un rôle essentiel dans de nombreux secteurs, des petites pièces du quotidien aux pièces aérospatiales. La science et la technologie continuent de progresser, ce qui améliore les capacités d'usinage. Nous définirons ensuite l'usinage. Nous aborderons les types de technologies et de procédés d'usinage, les matériaux et les applications. Cela vous permettra d'acquérir une compréhension approfondie de l'usinage.
Qu'est-ce que l'usinage ?
L'usinage est le processus de création d'un composant répondant aux exigences de conception par enlèvement ou ajout de matière, ou par modification de la forme et des propriétés du matériau. Il comprend divers procédés tels que le tournage, le fraisage, le perçage et la rectification. L'usinage courant implique l'enlèvement de matière, mais il existe également des procédés d'usinage qui en ajoutent. Par exemple, les imprimantes 3D permettent d'ajouter de la matière. L'usinage ne s'applique pas uniquement aux matériaux métalliques, mais est également largement utilisé pour les matériaux non métalliques tels que le plastique, le bois et la céramique. Capable de traiter une large gamme de matériaux, il est largement utilisé dans divers domaines.
Types de technologies d'opération d'usinage
Il existe deux principales méthodes d'usinage : la fabrication soustractive et la fabrication additive. Il s'agit de la méthode utilisée par un fabricant pour retirer ou ajouter de la matière à une pièce.
Soustractif
Les méthodes de fabrication additive sont couramment utilisées pour le prototypage et la production. Elles consistent à enlever de la matière d'un bloc plus grand afin de créer la forme souhaitée. Cette méthode est également appelée fabrication soustractive. Elle permet de construire des pièces en retirant de la matière. Par exemple, les services d'usinage CNC que nous proposons relèvent de la fabrication soustractive.
Additif
La fabrication additive, également appelée impression 3D, est une méthode de fabrication relativement récente. Elle permet de produire des objets tridimensionnels à partir d'un modèle informatique. Elle permet aux mécaniciens de créer des objets à la fois légers et robustes.
Équipements courants pour l'usinage
L'étendue de l'usinage implique un équipement important. Nous aborderons ici brièvement les équipements d'usinage couramment utilisés pour obtenir des pièces par enlèvement de matière.
Tour
Le tour est l'un des équipements d'usinage les plus courants. Il est principalement utilisé pour l'usinage de pièces rotatives telles que des arbres, des disques et des bagues. La pièce est fixée sur le tour, puis tournée et usinée à l'aide d'un outil. Actuellement, selon leurs différentes structures et fonctions, les tours peuvent être classés en tours classiques, tours CNC, etc.
Comparé aux tours ordinaires, Tours CNC Les tours à commande numérique (CNC) présentent de nombreux avantages. Par exemple, ils permettent d'améliorer considérablement la productivité lors de la production de grandes séries de pièces. Ils peuvent également usiner des pièces aux formes complexes et de haute précision. C'est pourquoi, avec le développement constant des sciences et des technologies, l'utilisation des tours CNC se généralise. Par exemple, dans la fabrication automobile, le vilebrequin du moteur est usiné avec précision grâce à un tour CNC.
fraiseuse
Une fraiseuse est également l'un des équipements d'usinage les plus courants. Contrairement aux tours, les outils utilisés dans les fraiseuses sont généralement rotatifs, tandis que les outils utilisés dans les tours sont généralement fixes. Les fraiseuses peuvent usiner une large gamme de surfaces telles que des surfaces planes, des rainures, des engrenages, des surfaces hélicoïdales, etc. Les fraiseuses les plus courantes comprennent les fraiseuses verticales, les fraiseuses horizontales et les fraiseuses à portique.
Actuellement, avec la modernisation continue des machines-outils et des équipements, la fraiseuse conventionnelle présente de nombreux inconvénients par rapport aux fraiseuses à commande numérique (CNC). Les fraiseuses conventionnelles exigent davantage des opérateurs et leur rendement est faible pour l'usinage de pièces complexes. Par conséquent, leur utilisation diminue progressivement, tandis que celle des fraiseuses CNC se généralise. Dans la fabrication de moules, les cavités complexes sont généralement usinées par une fraiseuse CNC. Si vous vous intéressez aux procédés et aux défis spécifiques de l'usinage CNC, notamment en matière de gestion des irrégularités du grain, poursuivez votre lecture. angles internes aigus, vous pouvez vous référer à notre guide complet.
perceuse
La perceuse est principalement utilisée pour le perçage, mais peut également effectuer des opérations d'alésage, d'alésage et autres. La taille des trous percés par les perceuses ordinaires varie généralement de 0,2 mm à environ 40 mm. Pour des diamètres de trou plus importants, un équipement de forage spécialisé est nécessaire.
La plupart des pièces usinées étant composées de trous de tailles variées, les perceuses à colonne sont de plus en plus utilisées. Lors du choix d'une perceuse, tenez compte du matériau à percer et de la précision requise pour le diamètre du trou.
Rectifieuse
Les rectifieuses sont principalement utilisées pour rectifier la surface des pièces afin d'obtenir une finition et une précision supérieures. Ainsi, si les pièces nécessitent une rectifieuse, le processus exige une précision et une finition élevées.
L'usinage avec une rectifieuse suit généralement le fraisage ou le tournage ; il constitue donc généralement la dernière étape de l'usinage. L'usinage avec une rectifieuse garantit la précision finale requise pour la pièce. La précision d'usinage de la rectifieuse peut généralement dépasser IT6 et la rugosité de surface Ra peut être inférieure à 0,8 µm. La rectifieuse fait donc partie des équipements de finition.
Quels sont les différents types de procédés d’usinage ?
Il existe de nombreuses tâches et procédés d'usinage différents, chacun ayant un objectif spécifique. Voici une brève introduction à ces différents types d'usinage. types de technologies d'usinage:
Tournant
Dans tournant, Dans le tournage, un outil de coupe tourne autour d'un axe central tout en usinant la pièce. Cette méthode permet de façonner des pièces symétriquement sur leurs deux faces. Le tournage peut être utilisé pour usiner les pièces suivantes :
- Composants du moteur
- Composants de la machine
- Arbres
- Fils
- Cônes
Fraisage
Dans fraisage, Une surface de coupe rotative se déplace par rapport à l'objet pour former des surfaces planes de formes variées. Selon l'application, la coupe peut être une simple ligne droite ou une zone inclinée ou en pente. Cette opération peut être réalisée à l'aide de fraiseuses à banc fixe, de fraiseuses à colonne, de fraiseuses à portique et d'autres outils de fraisage. Les outils de fraisage peuvent être utilisés pour les applications suivantes :
- Engrenages
- Rainures et mortaisages
- composants aérospatiaux
- Matériel agricole
- Pièces automobiles
- Secteur de l'énergie
Forage
Les outils de perçage comptent parmi les machines-outils les plus simples. Ils fonctionnent en se déplaçant sur la pièce et en y perçant des trous. Ces trous sont utilisés pour la fixation de vis, l'assemblage secondaire ou la décoration. Le perçage peut être utilisé aux fins suivantes :
- Trous de vis
- Corps d'injecteur de carburant
- Tubes d'échangeur de chaleur
- Extrémités de l'assemblage de fluides
- Train d'atterrissage d'avion
Ennuyeux
Les outils d'alésage percent des trous plus grands que les trous déjà percés dans une pièce. Pour ce faire, on utilise des outils coupants monopointe ou un ensemble d'outils similaires. L'alésage est similaire au tournage sur certains points. La principale différence réside dans le fait que les outils d'alésage usinent les diamètres intérieurs, tandis que les outils de tournage usinent les diamètres extérieurs. Les utilisations courantes de l'alésage sont les suivantes :
- Cylindres de moteur dans l'industrie automobile
- Grues et chargeurs finaux
- Exploitation minière
- Armes à feu
Alésage
L'alésage est un procédé qui élargit légèrement le diamètre d'un trou et améliore la finition de surface interne. Il est utilisé lorsqu'un diamètre de trou ou une finition de surface précis sont requis, ce qui ne peut être obtenu avec une perceuse. Généralement, un trou de précision est d'abord percé à l'aide d'un alésoir. Le trou est ensuite élargi à la largeur exacte et fini à l'aide d'un alésoir. Les alésoirs sont utilisés pour les applications suivantes :
- Décolletage
- Tourelle
- Élimination des bavures
Affûtage
Le meulage permet d'éliminer de petites quantités de matière superflue d'une pièce, de la lisser et d'assurer des mesures très précises. L'outil de meulage est une meule à surface rugueuse. Il existe de nombreux types d'outils de meulage, certains manuels, d'autres commandés par ordinateur. De nombreuses personnes utilisent des meuleuses d'angle, des meuleuses droites et des tourets à meuler pour meuler. Le meulage est utilisé pour :
- Cylindres et pistons de frein
- Pistons de direction hydrauliques
- arbres de transmission
- exercices chirurgicaux
- composants aérospatiaux
- Industrie du meuble
Planification
Avec une raboteuse, vous pouvez créer une surface plane sur une pièce. C'est ce qu'on appelle le rabotage. L'action de coupe d'une raboteuse est provoquée par le mouvement relatif entre un outil de coupe à pointe unique et la surface. Elles conviennent non seulement au rabotage droit, mais aussi au rabotage en spirale. Le rabotage peut être utilisé pour les applications suivantes :
- Générer une surface plane pour toutes les exigences
- Créer plusieurs emplacements en même temps
Sciage
L'une des premières méthodes d'usinage est le sciage. On utilise une lame tranchante et dentée, mais on peut aussi utiliser du fil ou des chaînes. Le sciage est le plus souvent utilisé pour le travail du bois, mais il peut aussi être utilisé pour le travail des métaux ou la taille de la pierre. Voici quelques applications du sciage :
- Coupe de bois
- Construction de maison
- Fabrication de meubles
- Coupe de carrelage
Techniques de traitement de combustion
Le traitement par combustion n'utilise pas d'outils tranchants, mais des températures élevées pour éliminer la matière. La matière fond lorsque l'outil de combustion transfère la chaleur à la matière à éliminer. Le mode de fusion dépend du type de combustion. Le traitement par combustion se déroule généralement de trois manières :
- Découpe laserIl s'agit d'un procédé qui utilise un faisceau lumineux hautement concentré pour enlever de la matière. Il permet de découper des objets selon la forme souhaitée. Cette méthode convient au traitement d'objets métalliques et non métalliques. C'est l'une des méthodes de découpe les plus précises.
- Découpe plasmaCe procédé utilise un flux de gaz ionisé pour faire fondre et éliminer la matière. Comme il nécessite que la pièce soit conductrice d'électricité, il ne convient qu'aux métaux et alliages conducteurs.
- Coupage oxy-combustibleCette méthode de découpe, également appelée oxycoupage, est très ancienne. Elle consiste à faire fondre le matériau en mélangeant de l'air et un gaz combustible tel que l'acétylène, le gaz naturel, le propane ou le propylène. Moins précise que la découpe laser ou plasma, elle est néanmoins très portable.
Usinage CNC
L'usinage CNC n'est pas une méthode d'usinage à proprement parler. C'est une technologie qui peut être utilisée en combinaison avec d'autres méthodes. De plus, CNC signifie “ commande numérique par ordinateur ” et permet aux machines de fonctionner de manière autonome. Son installation est coûteuse et requiert des opérateurs qualifiés. Cependant, elle permet de réaliser des économies de temps et d'argent sur les projets. Elle est utilisée dans toutes les industries modernes en raison de la productivité élevée qu'elle exige. Pour les entreprises recherchant des solutions sur mesure, service d'usinage CNC sur mesure peut offrir précision et flexibilité pour répondre aux exigences spécifiques du projet
Pour en savoir plus :Qu'est-ce que l'usinage CNC ?
Usinage de précision
L'usinage de précision est une forme plus avancée d'usinage CNC. Il permet de fabriquer des produits avec une précision extrême. Il utilise les différentes techniques d'usinage mentionnées précédemment et répond aux normes de qualité les plus strictes en matière d'outils de coupe, d'outillage et autres. L'usinage de précision est généralement requis dans les secteurs où une précision de l'ordre du micron ou du nanomètre est requise, comme la médecine, l'électronique, l'aérospatiale, l'armée, etc.
Flux de processus d'usinage
Lors de la découpe et de l'usinage, de nombreuses pièces nécessitent plusieurs équipements. L'usinage d'une pièce est donc divisé en plusieurs étapes.
Conception de processus
À partir des plans des pièces du client, les ingénieurs procédés préparent le flux de production. Ils sélectionnent d'abord les méthodes, équipements et outils de traitement appropriés, puis élaborent la séquence et les paramètres de traitement. Ils fournissent les bases d'usinage aux opérateurs.
Préparation à blanc
Selon les exigences des documents de processus, sélectionnez le matériau d'ébauche approprié. Par exemple, acier, aluminium, barres de cuivre et fonte. Choisissez la quantité de matériau à préparer en fonction du nombre de pièces usinées. Nous préparons généralement une ou deux pièces supplémentaires par rapport à la quantité finale livrée. Cela évite les rebuts de pièces pendant l'usinage et nous évite de nous retrouver avec trop peu de pièces pour le client.
Usinage grossier
L'ébauche consiste à éliminer la majeure partie de l'excédent de matière de la matière première ou de l'ébauche afin d'obtenir une pièce proche de la forme et des dimensions finales. La précision dimensionnelle et l'état de surface des pièces obtenues après ce procédé sont faibles. Il se caractérise par une grande capacité d'usinage et une avance importante.
Semi-finition
Afin d'améliorer la précision et la qualité de surface des pièces, l'usinage de semi-finition prépare la finition. Pour certaines pièces exigeant une grande précision ou sujettes à la déformation, on a souvent recours à l'enlèvement de matière par semi-finition avant la finition. Cette méthode présente deux avantages : elle prévient la déformation de la pièce lors de l'ébauche et libère une partie des contraintes d'usinage pour garantir la précision. De plus, elle permet de conserver une surépaisseur d'usinage uniforme pour la finition et de réduire l'impact de certaines erreurs pouvant survenir lors de l'ébauche sur la finition.
Finition
La finition est la dernière étape de l'usinage. Elle consiste à traiter la pièce à l'aide de machines et de technologies d'usinage de haute précision après l'ébauche et la semi-finition. L'usinage vise à obtenir une précision dimensionnelle, un état de surface et une précision géométrique élevés. Les méthodes de finition couramment utilisées comprennent : affûtage, rodage, polissage, fraisage fin et tournage fin.
Inspection des pièces
Une fois l'usinage terminé, les pièces finies sont inspectées pour vérifier leur taille, leur forme, leur précision de positionnement et leur qualité de surface. L'objectif de ce contrôle est de déterminer si les pièces usinées ne répondent pas aux exigences. Il s'agit de garantir la qualité de fabrication de toutes les pièces et d'empêcher l'arrivée de pièces défectueuses chez les clients. Cette étape du contrôle des pièces est donc essentielle.
Quels sont les principaux matériaux pouvant être traités par usinage ?
Il existe une grande variété de matériaux usinables, allant des matériaux métalliques aux matériaux non métalliques. Chaque matériau présente des caractéristiques et des applications spécifiques. Choisir le bon matériau et le bon procédé d'usinage est essentiel pour garantir la qualité et les performances du produit.
Matériaux en acier
Le fer et l'acier présentent de bonnes propriétés. Ils offrent donc un large éventail d'applications dans l'industrie manufacturière. Par exemple, l'acier au carbone, doté d'une bonne résistance et d'une bonne ténacité, et d'un coût relativement faible, est largement utilisé dans la fabrication de machines. L'acier allié, doté d'une bonne résistance à l'usure et à la corrosion, est couramment utilisé dans la fabrication de pièces à haute résistance et à haute résistance à l'usure, telles que les engrenages, les arbres, les moules, etc.
alliage d'aluminium
L'alliage d'aluminium présente une faible densité et une bonne conductivité électrique et thermique. Il présente également une bonne résistance à la corrosion. Il est couramment utilisé dans l'aérospatiale, l'automobile, l'électronique et d'autres secteurs. Par exemple, pour la coque d'un avion, le moyeu d'une roue automobile, la coque d'un produit électronique, etc.
alliage de cuivre
Le laiton, doté d'excellentes performances de coupe et d'une bonne résistance à la corrosion, est couramment utilisé dans la fabrication de raccords de tuyauterie, de pièces d'instrumentation, etc. Grâce à sa grande résistance mécanique et à sa bonne résistance à l'usure, le bronze est couramment utilisé dans la fabrication de roulements, de roues à vis sans fin, etc.
Alliage de titane
L'alliage de titane présente d'excellentes propriétés, telles qu'une résistance élevée, une faible densité, une résistance aux hautes températures et à la corrosion. Il trouve d'importantes applications dans les domaines aérospatial et médical, notamment pour la fabrication de pièces de moteurs d'avion et d'articulations artificielles. L'usinage est également couramment utilisé, mais ses propriétés d'usinage sont médiocres.
Autres matériaux
Outre les quatre catégories de matériaux ci-dessus qui utilisent l'usinage, il existe également des types de plastiques techniques, de composites, de céramiques et de caoutchouc.
Par exemple, le nylon utilisé dans les plastiques techniques présente une bonne résistance à l’abrasion et à la corrosion et peut être utilisé pour fabriquer des engrenages, des écrous, etc.
Les composites renforcés de fibres de carbone présentent une résistance élevée, un module élevé et une faible densité. Ils sont largement utilisés dans l'aérospatiale et les articles de sport, comme les ailes d'avion et les cadres de vélo.
Les céramiques d'alumine présentent une dureté élevée, une résistance aux températures élevées et une bonne isolation. Elles sont couramment utilisées dans la fabrication d'outils de coupe, de pièces résistantes à l'usure, etc. Le caoutchouc, plus courant, peut quant à lui être utilisé pour la fabrication de joints, de pièces d'amortissement, etc.
Ces matériaux peuvent être usinés sur des machines CNC, capables d'usiner efficacement et avec précision une large gamme de matériaux, et les matériaux adaptés à l'usinage sur machines CNC couvrent un large éventail d'options métalliques et non métalliques.
Principaux domaines d'application de l'usinage
L'usinage offre un large éventail d'applications, couvrant la quasi-totalité des secteurs de la fabrication. Qu'il s'agisse de l'automobile, de l'aérospatiale, des équipements électroniques ou des dispositifs médicaux, l'industrie s'appuie sur la technologie d'usinage pour fabriquer une variété de pièces et de produits.
Industrie automobile
L'usinage joue un rôle crucial dans l'industrie automobile. Dans ce secteur, la technologie d'usinage est largement utilisée pour la fabrication de composants clés tels que les moteurs, les châssis et les transmissions. Par exemple, l'alésage assure la rondeur et la cylindricité des cylindres afin d'améliorer le taux de compression et la puissance du moteur.
Aérospatial
Dans le secteur aérospatial, l'usinage joue un rôle primordial. Les composants aérospatiaux exigeant une précision et une qualité particulièrement élevées, l'usinage est largement utilisé. Par exemple, les pièces de moteurs et les éléments structuraux des avions et des engins spatiaux doivent être usinés avec une grande précision. Les services d'usinage CNC de haute précision sont essentiels dans l'aérospatiale, et une meilleure connaissance de cette technologie garantit une fabrication précise et une assurance qualité optimale pour ces composants critiques.
Équipement électronique
Dans le domaine de la fabrication d'équipements électroniques, de nombreuses pièces, telles que les substrats de circuits intégrés, les connecteurs, les dissipateurs thermiques, etc., doivent être usinées. Ces pièces doivent être d'une grande précision et leurs surfaces doivent être lisses, ce qui est essentiel pour la performance et la fiabilité des composants électroniques. Les équipements d'usinage couramment utilisés dans la fabrication d'appareils électroniques comprennent les coupe-fils et les machines d'usinage laser. Ces machines offrent un usinage de haute précision et à haut rendement.
Dispositifs médicaux
Les dispositifs médicaux exigeant une grande précision et une qualité irréprochable, des techniques d'usinage sont indispensables pour garantir leur fonctionnalité et leur sécurité d'utilisation. Par exemple, les instruments chirurgicaux, les outils dentaires, les prothèses articulaires, etc., nécessitent un usinage de précision. L'usinage CNC est particulièrement utile dans le domaine des dispositifs médicaux, car ses avantages garantissent leur fonctionnalité et leur sécurité d'utilisation.
Pièces de moto
L'usinage CNC joue également un rôle important dans la fabrication de pièces de moto. Grâce à la précision de l'usinage CNC, des pièces de moto personnalisées de haute qualité peuvent être fabriquées pour répondre aux besoins spécifiques de chaque client. Qu'il s'agisse de composants de moteur, de cadres ou d'autres pièces critiques, l'usinage CNC sur mesure garantit que chaque pièce répond aux normes les plus strictes. Technologie CNC pour pièces de moto personnalisées L'usinage peut améliorer considérablement les performances et l'esthétique de votre moto.
Conclusion
Cet article présente un exposé complet de l'usinage. Il commence par en définir la définition, puis décrit les quatre types d'équipements couramment utilisés. Il aborde ensuite le déroulement du processus et les matériaux d'usinage. Enfin, il examine les principaux domaines d'application de l'usinage. En résumé, l'usinage est un élément clé de l'industrie manufacturière ; il est donc important d'en comprendre les connaissances pour la production. entreprise de prototypage rapide Forts de plus de dix ans d'expérience en usinage, nous proposons des services d'usinage CNC sur mesure pour répondre aux besoins de vos projets. Pour toute demande d'usinage, n'hésitez pas à nous contacter pour un devis gratuit et une consultation professionnelle.
FAQ
Quelles pièces peuvent être usinées ?
Presque toutes les pièces industrielles nécessitant une forme, une taille et une précision spécifiques peuvent être usinées. Par exemple, des pièces telles que des arbres, des disques et des boîtiers.
Quelle est la précision de l’usinage ?
L'usinage peut être très précis. Cependant, cette précision dépend de nombreux facteurs, notamment le procédé d'usinage, l'équipement, les outils, les matériaux et les compétences de l'opérateur.
