L'usinage CNC est un processus d'usinage très précis, flexible et efficace. Il est capable de produire des pièces complexes avec des tolérances serrées. Comparé à l'usinage manuel traditionnel, l'usinage CNC offre un degré d'automatisation plus élevé. Il permet l'usinage de nombreux matériaux, notamment des métaux comme l'aluminium et l'acier inoxydable, ainsi que des plastiques et des composites. Dans cet article, Yonglihao Machinery explique en détail le procédé, la compatibilité des matériaux et les applications. Il vous aide à faire les choix les plus éclairés pour l'usinage de vos futures pièces.
Table des matières
Procédés d'usinage CNC
Dans la fabrication moderne, l'usinage CNC offre trois processus principaux : Fraisage CNC, tournage et usinage CNC 5 axes. Chaque procédé utilise un système CNC informatisé pour transformer les matières premières en produits. Cependant, ils diffèrent en termes de machines, d'applications et de type de produit optimal. Voici un aperçu des spécificités que nous avons compilées :
Fraisage CNC: Le fraisage CNC est similaire au perçage et à la découpe. Cependant, il peut se déplacer selon différents axes, ce qui permet de réaliser une variété de formes, de rainures, de trous et de détails sur une pièce. Les fraiseuses peuvent usiner de nombreux matériaux, du plastique au métal. Elles sont très polyvalentes pour l'usinage de pièces aux formes complexes. La méthode de fraisage choisie dépend de la précision de découpe requise, ainsi que de la complexité de la conception de la pièce.
Tournage CNC : tournage CNC Il s'agit de faire tourner la pièce. L'outil de coupe se déplace en ligne droite. Ce procédé est idéal pour l'usinage de pièces cylindriques. Il est utilisé pour les arbres et les boutons. Les tours sont très efficaces pour fabriquer des pièces rapidement. Ils le font mieux que le fraisage, notamment pour les pièces aux formes plus simples.
Usinage CNC 5 axes : Usinage CNC 5 axes Offre une précision et une flexibilité élevées. Contrairement aux machines 3 axes, les machines 5 axes peuvent tourner sur deux axes supplémentaires. Cela permet à l'outil de coupe d'approcher la pièce depuis presque toutes les directions. Cette fonctionnalité réduit le besoin de réglages multiples, réduit les erreurs et fait gagner du temps. L'usinage 5 axes est essentiel pour les pièces complexes de l'aéronautique et de l'automobile, qui nécessitent des caractéristiques multidimensionnelles et des tolérances strictes.
Sélection des matériaux pour l'usinage CNC
Le choix du bon matériau est crucial pour l'usinage CNC. Il influence grandement la fonctionnalité, la durabilité et le coût des pièces. Le processus implique l'évaluation des exigences des pièces et la prise en compte des facteurs environnementaux auxquels le produit sera exposé. Le choix du matériau le plus adapté est ensuite combiné à la prise en compte des contraintes budgétaires.
Métaux : Les métaux comme aluminium, acier inoxydable, et le titane est privilégié Pour leur robustesse, leur durabilité et leur résistance à la chaleur, ils sont idéaux pour les applications aérospatiales, automobiles et médicales. L'aluminium est léger et facile à usiner, ce qui réduit les délais et les coûts de fabrication.
Plastiques: Les plastiques, comme ABS, nylon, et COUP D'OEIL, offrent des avantages uniques. Ils sont résistants à la corrosion, légers et flexibles. Les plastiques sont moins chers que les métaux. Ils sont utilisés dans l'électronique grand public, les pièces automobiles et les prototypes. Ces pièces nécessitent des formes complexes.
Composites : Les composites sont des matériaux techniques. Ils sont constitués de deux ou plusieurs composants aux propriétés très différentes. En usinage CNC, ils peuvent offrir des propriétés spécifiques, notamment un rapport résistance/poids plus élevé, une meilleure résistance à la corrosion et une meilleure stabilité thermique. Ils sont destinés à des secteurs spécialisés comme l'aéronautique et l'ingénierie automobile haute performance.
Analyse approfondie des matériaux d'usinage CNC
Yonglihao Machinery recommande une attention particulière lors du choix des matériaux pour l'usinage CNC. Tenez compte de leurs propriétés et de leurs applications. Cela permet de garantir que le produit final répond à toutes les spécifications et normes de qualité requises. Les sections suivantes décrivent les points communs. métaux et plastiques Utilisés dans l'usinage CNC, ils couvrent également des matériaux uniques comme le cuivre et le laiton. L'accent est mis sur leurs utilisations spécifiques.
Métaux
Aluminium
L'aluminium est un métal facile à façonner et aux multiples usages. C'est également un matériau largement utilisé en CNC. Il constitue généralement un meilleur choix que des métaux comme le titane et l'acier. L'aluminium et ses alliages comptent parmi les éléments les plus utilisés. En effet, l'aluminium est un métal solide, léger, résistant à la corrosion et présente un aspect argenté.
Cependant, tous les types d'aluminium ne conviennent pas à la fabrication de pièces et composants usinés CNC. Les aluminiums 6061 et 7075 sont les alliages d'aluminium les plus résistants. Leur grande usinabilité en fait des matériaux idéaux pour l'usinage CNC et la fabrication de pièces usinées légères. On peut citer par exemple les châssis aéronautiques, les composants aéronautiques et les pièces de moteurs automobiles.
De plus, l'aluminium 7075 peut être renforcé jusqu'à T6. L'aluminium 7075 T6 est utilisé dans la fabrication de moules d'injection plastique, de composants automobiles et aéronautiques, ainsi que d'équipements d'alpinisme robustes. Par ailleurs, la plupart des aluminiums usinables sont utilisés dans les secteurs de la santé, de l'électronique grand public, de l'architecture et du design.
Acier au carbone et ses alliages
L'acier au carbone et ses alliages offrent une usinabilité élevée et une excellente résistance. Ils sont donc idéaux pour un large éventail d'applications. Les aciers au carbone résistent à divers traitements thermiques, ce qui leur confère de meilleures propriétés mécaniques. Ils sont généralement moins chers que la plupart des métaux usinés CNC. Les aciers à teneur moyenne en carbone sont robustes et adaptés aux applications lourdes telles que les tiges, les boulons et les goujons.
En raison de son aspect fade, l'acier au carbone ne convient pas aux projets où l'esthétique est primordiale. De plus, l'acier au carbone, comme l'acier doux, n'est pas un matériau résistant à la corrosion pour l'usinage CNC. Bien que l'acier allié résiste mieux à la rouille et soit plus flexible que l'acier au carbone, l'acier au carbone est plus résistant.
Bien que ces matériaux présentent des limites, ils excellent dans de nombreuses applications industrielles et manufacturières. Grâce à leur meilleure résistance, l'acier au carbone et ses alliages sont plus faciles à usiner. Ils sont donc couramment utilisés en usinage CNC pour des pièces structurelles telles que des poutres et des fixations mécaniques.
Cuivre et ses alliages
Le cuivre et ses alliages sont couramment utilisés en usinage CNC en raison de leur excellente conductivité électrique et thermique. Ce cuivre présente une excellente conductivité électrique, ce qui le rend idéal pour la fabrication de composants électriques et informatiques. De plus, le cuivre métallique est un excellent matériau CNC pour la joaillerie grâce à son esthétique. Il est également couramment utilisé pour la fabrication de fils, de métaux et de dispositifs magnétiques.
Le laiton, le bronze et le cuivre sont des matériaux indispensables à l'usinage CNC. Le laiton et le bronze sont des métaux courants issus du cuivre, chacun possédant ses propres caractéristiques. Composé de cuivre et de zinc, le laiton est un métal tendre qui peut être usiné et moulé sans lubrification. Il présente une excellente conductivité électrique, une excellente résistance à la corrosion et une excellente maniabilité. Les fabricants utilisent généralement le laiton pour des pièces peu résistantes, comme les petites vis, les équipements électriques, les objets du quotidien et les outils de plomberie.
Le bronze, quant à lui, contient du cuivre, de l'étain et d'autres éléments composites. Il est solide, durable et résistant à la rouille. De plus, il est facile à travailler, ce qui le rend idéal pour la fabrication de pièces de précision telles que les roulements et les engrenages. L'ajout d'aluminium et de phosphore peut rendre le bronze plus résistant aux chocs, plus robuste et plus solide.
Acier inoxydable
L'acier inoxydable est un métal CNC populaire, à l'aspect brillant. Il est très solide, résistant et résistant à la rouille et à l'usure. L'acier allié est peu coûteux et disponible en différentes tailles. Cependant, il est très dur et constitue l'un des matériaux les plus difficiles à usiner en CNC. De plus, l'acier inoxydable contient du chrome, un élément qui le protège de la rouille.
L'acier inoxydable 316 est un acier inoxydable courant. Il présente une bonne résistance à la chaleur et à la corrosion. C'est pourquoi il est fréquemment utilisé dans la fabrication d'outils médicaux, de boîtiers d'extérieur et de pièces de bateaux. Les aciers inoxydables 303, 304 et 316 sont d'autres nuances courantes d'acier inoxydable utilisées en usinage CNC pour la fabrication de fixations telles que les bagues, les vis et les boulons.
Cependant, les fabricants ajoutent souvent du soufre à l'acier inoxydable 303 pour faciliter son usinage. L'acier inoxydable 303 convient aux écrous, boulons, arbres, engrenages et raccords. L'acier inoxydable 304 est facile à usiner et peut être soudé. Il est particulièrement adapté aux ustensiles de cuisine, aux couteaux, aux conceptions architecturales et aux pièces automobiles.
Magnésium
Le magnésium est un métal solide et léger, facile à utiliser en usinage CNC. Grâce à son excellente résistance à la chaleur, il est idéal pour les composants haute température comme les moteurs. De plus, sa légèreté permet de créer des voitures à la fois légères et économes en carburant.
Comparé à des métaux comme l'aluminium, le magnésium est moins résistant aux intempéries. Son traitement est sujet aux incendies et plus coûteux à manipuler. De plus, les fabricants anodisent souvent les pièces en magnésium pour améliorer leur résistance à la rouille.
Titane
Ce métal est à la fois solide et léger, offrant un bon équilibre entre résistance et poids. Résistant à la corrosion, conducteur thermique et compatible avec le corps humain, le titane est idéal pour la fabrication de composants médicaux. De plus, il peut être soudé, traité en surface et revêtu, ce qui lui confère un aspect plus esthétique et protecteur. Bien que le titane ne soit pas un bon conducteur d'électricité, il présente une bonne conductivité thermique et un point de fusion élevé.
Le titane est idéal pour la fabrication de pièces mécaniques de haute qualité utilisées dans les domaines médical, militaire, aéronautique et automobile. Il est également particulièrement adapté à la fabrication d'outils de coupe pour machines-outils à commande numérique.
Plastiques
Fibres acryliques
Plastiques acryliquesLe PMMA (polyméthacrylate de méthyle), également connu sous le nom de PMMA, offre les avantages d'une résistance élevée et d'une transparence optimale. Il constitue une bonne alternative au verre, car il est à la fois résistant et transparent. Ce matériau usiné CNC est polyvalent, car il permet de créer des pièces précises et de haute qualité.
Bien que le PMMA soit sujet aux fissures et au ramollissement sous l'effet de la chaleur, sa flexibilité et sa facilité d'utilisation en font un choix courant pour les projets d'usinage CNC. Le PMMA est couramment utilisé dans la fabrication d'écrans, de lentilles, de contenants alimentaires, de lampes et de couvercles transparents.
ABS
L'ABS est le plastique le plus économique, doté d'une combinaison unique de propriétés. Il offre une excellente aptitude à la transformation, une résistance à la traction, une résistance chimique et une résistance aux chocs. Les fabricants de produits le choisissent souvent comme matériau idéal pour l'usinage CNC de pièces plastiques. En effet, il est à la fois flexible et économique. De plus, l'ABS résiste à des températures élevées pendant de longues périodes et est moins cher que de nombreux autres plastiques techniques, comme le PEEK.
De plus, l'ABS est particulièrement adapté aux projets où l'esthétique est primordiale, car il est facile à changer de couleur. Grâce à cette facilité, l'ABS peut être utilisé pour l'usinage CNC, notamment pour le prototypage rapide, les coques de protection et les pièces automobiles. Outre l'usinage CNC, l'ABS est également utilisé pour l'impression 3D et le moulage par injection.
Acétal
L'acétal, également appelé Delrin ou POM, est un plastique solide et flexible utilisé pour l'usinage CNC. Très résistant, il résiste aux chocs et à l'humidité. Les fabricants l'utilisent souvent pour fabriquer des pièces de précision telles que des vannes, des engrenages et des roulements. En effet, les pièces usinées en acétal sont très solides et résistantes à l'usure.
Polycarbonate (PC)
Le polycarbonate est un matériau couramment utilisé en usinage CNC. Il possède de nombreuses propriétés utiles, notamment sa transparence, comparable à celle du verre. Résistant à la chaleur, le polycarbonate ne se brise pas facilement. Il est donc idéal pour les applications à haute température. C'est pourquoi le polycarbonate est un plastique largement utilisé en usinage CNC. Il est notamment utilisé dans les dispositifs médicaux, les composants informatiques et les pièces automobiles.
Polyéthercétone (PEEK)
Le polyéthercétone (PEEK) est un plastique robuste, utilisable pour l'usinage CNC. Il se caractérise par sa résistance chimique, sa grande solidité et sa bonne stabilité dimensionnelle. Ce plastique technique est idéal pour une utilisation dans des conditions de chaleur ou de froid extrêmes. En effet, le PEEK conserve sa résistance même à haute température.
Le PEEK est fréquemment utilisé par les fabricants de produits dans divers secteurs, tels que l'agroalimentaire, l'aéronautique, le pétrole et le gaz. Il est également couramment utilisé pour la fabrication de charnières, de pièces de pompes et de vannes, de joints, de composants semi-conducteurs et de roulements. Ce matériau plastique résistant est idéal pour la fabrication d'équipements légers, car il ne se déforme pas et ne se déforme pas au fil du temps.
Polypropylène (PP)
Le polypropylène est un plastique souple utilisé pour l'usinage CNC. Il est très résistant à l'abrasion et peut supporter une large gamme de produits chimiques. De plus, le polypropylène est un matériau usiné CNC utilisé dans les applications médicales. En revanche, il a tendance à se ramollir lorsqu'il est exposé à la chaleur, ce qui peut entraîner des problèmes lors de l'usinage.
Chlorure de polyvinyle (PVC)
Le PVC est un plastique usiné CNC abordable et offrant une bonne usinabilité. Sa structure robuste le rend dur et lui permet de résister aux chocs violents. De plus, le PVC convient à la fabrication de réservoirs chimiques de soudage, d'armoires et de bancs, de vannes et de boîtiers de pompes, de raccords et de collecteurs.
Nylon
Cette résine plastique est l'un des matériaux les plus résistants et durables utilisés en usinage CNC. Elle offre une résistance élevée aux chocs et convient à un large éventail d'applications. De plus, elle possède d'excellentes propriétés lubrifiantes et est disponible en différents types, notamment en nylon renforcé de fibres de verre.
Le nylon est un bon choix lorsqu'il faut éviter les frottements ou l'usure. Les pièces courantes en nylon comprennent les surfaces de glissement, les roulements, les engrenages et les pignons. Cependant, son inconvénient majeur est son absorption de l'humidité. Il n'est donc pas adapté à une utilisation dans l'eau.
Matériau unique
Le cuivre est apprécié pour sa grande conductivité thermique et électrique. Il est donc idéal pour les composants électriques, les dissipateurs thermiques et la construction. Les alliages de cuivre, comme le Cuivre 101 et le Cuivre 110, présentent des ductilités et une résistance à la corrosion différentes. Ils sont utilisés pour des applications spécifiques.
Le laiton est un mélange de cuivre et de zinc. Il offre la même maniabilité que le cuivre, mais avec une solidité et une résistance à la corrosion accrues. Il est très apprécié pour la décoration. Il est apprécié pour son esthétique et sa conductivité. Il est également utilisé pour les connecteurs électriques et les instruments de musique.
Facteurs influençant le choix des matériaux
Lors du choix des matériaux pour l'usinage CNC, plusieurs facteurs peuvent influencer considérablement la décision. Ils garantissent que le produit final répond à des exigences spécifiques.
Résistance à la chaleur : Les matériaux doivent résister aux températures élevées sans se dégrader. Cette capacité est cruciale pour les applications impliquant de la chaleur. Des métaux comme l'acier inoxydable et le titane présentent une excellente résistance à la chaleur. Ils sont utilisés dans les composants aérospatiaux et automobiles.
Conductivité: Pour les pièces conductrices d'électricité, les matériaux à haute conductivité, comme le cuivre, sont privilégiés. Cette propriété est essentielle pour les connecteurs électriques et les dissipateurs thermiques.
Dureté et état de surface : La dureté d'un matériau influence son usinabilité et l'usure des outils de coupe. Il est essentiel d'équilibrer la dureté et la capacité à obtenir un fini de surface lisse, tant pour des raisons fonctionnelles qu'esthétiques. L'aluminium peut être usiné facilement et sans à-coups. Les matériaux plus durs peuvent nécessiter des outils spécifiques.
Résumé
Il est essentiel de comprendre les procédés d'usinage, les propriétés des matériaux et leurs facteurs d'influence. Cette compréhension est essentielle au choix. Services d'usinage CNC et matériaux. Le fraisage CNC, le tournage et l'usinage 5 axes offrent précision et flexibilité. Les métaux et les plastiques sont choisis en fonction de leur résistance à la chaleur, de leur conductivité électrique, de leur dureté et de l'état de surface souhaité. Chaque choix influence la qualité et la fonctionnalité du produit.
Yonglihao Machinery est un sommet fabrication de prototypes Fournisseur. Nous possédons l'expertise nécessaire pour traiter une large gamme de matériaux. Nous pouvons proposer des solutions sur mesure adaptées aux besoins spécifiques de chaque projet.
FAQ
Quels sont les meilleurs matériaux pour les applications extérieures ?
L'acier inoxydable et l'aluminium sont parfaits pour une utilisation en extérieur. Ils résistent à la corrosion et durent longtemps.
Comment puis-je réduire les coûts d’usinage CNC ?
Choisissez des matériaux plus faciles à usiner, comme l'aluminium. Concevez également des pièces peu complexes. Cela réduira le temps d'usinage et l'usure des outils.
Conseils pour obtenir la finition souhaitée sur les pièces usinées ?
Choisissez un matériau facile à travailler. Utilisez des outils et des réglages de coupe adaptés. Pensez également aux techniques de post-traitement. Par exemple, envisagez le polissage ou l'anodisation pour améliorer la surface.