Comparaison entre l'usinage CNC et l'usinage manuel : quelle technique est la meilleure ?

L'usinage CNC, également appelé « commande numérique informatisée », est devenu un mode de fabrication plus rapide et plus efficace. Il s'agit d'un type d'usinage contrôlé par un programme. Un fraisage, un tournage ou une découpe commandés par logiciel Usinage EDM Enlève des couches de matière de la pièce pour obtenir la pièce souhaitée. L'usinage manuel, en revanche, ne peut être réalisé que par un machiniste qualifié. Enfin, si l'on compare l'usinage CNC à l'usinage manuel, les avantages de ce dernier semblent infinis.

Cependant, certaines entreprises n'utilisent que des outils d'usinage manuel pour créer des prototypes. L'usinage manuel est important, notamment dans le secteur commercial et pour la fabrication rapide de petites quantités de prototypes.

Pour qu'un projet soit réussi, il est essentiel de choisir la méthode d'usinage la plus adaptée. Vous trouverez ci-dessous une comparaison complète entre l'usinage CNC et l'usinage manuel pour vous aider à choisir la méthode la plus adaptée à votre entreprise. Cela vous permettra de faire le meilleur choix pour vos prototypes personnalisés et vos pièces finales.

Qu'est-ce que l'usinage CNC ?

L'usinage CNC est une technique par laquelle une machine-outil est contrôlée par un programme informatique pour effectuer diverses tâches d'usinage. Ces tâches comprennent la découpe, le perçage, le fraisage, etc., permettant un usinage de haute précision des matériaux. L'usinage CNC est largement utilisé dans l'industrie manufacturière car il augmente la productivité tout en garantissant la régularité et la précision des pièces usinées.

Dans l'usinage CNC, un programme informatique contrôle le mouvement de l'outil et le processus d'usinage de la pièce via le contrôleur de la machine. Comparé aux opérations manuelles traditionnelles, l'usinage CNC réduit les erreurs humaines et permet la production en série de formes complexes.

Comment fonctionne l'usinage CNC ?

• Configuration de la machine : Avant le début de l'usinage, l'opérateur prépare la machine CNC, notamment en montant la pièce et l'outillage, et en vérifiant l'état de l'équipement pour garantir la précision de l'usinage.
• Exécution du programme : Un programme CNC pré-écrit est saisi ou téléchargé via ordinateur, et la machine exécute automatiquement les tâches d'usinage selon les instructions du programme. Ce dernier contrôle le mouvement des axes, la sélection des outils, la vitesse de coupe et d'autres paramètres pour réaliser l'usinage spécifié.
• Rétroaction et ajustement:Pendant le processus d'usinage, l'opérateur surveille l'état de fonctionnement de la machine et ajuste les paramètres de coupe ou le programme si nécessaire pour faire face à des situations imprévues ou pour optimiser les résultats d'usinage.
• Achèvement de l'usinage : Une fois l'usinage terminé, l'opérateur retire le produit fini et en vérifie la qualité. Si le produit fini est conforme aux exigences, l'usinage est terminé ; dans le cas contraire, des ajustements et un usinage supplémentaires peuvent être nécessaires.

Différents types de machines-outils CNC

Fraiseuses CNC

L'usinage CNC est une méthode permettant de fabriquer n'importe quelle pièce complexe. Il utilise un outil cylindrique rotatif qui découpe la matière à partir d'un bloc solide pour créer des pièces personnalisées. L'outil de coupe d'une fraiseuse CNC peut se déplacer sur plusieurs axes et tourner dans les directions X, Y et Z pour usiner la pièce. En résumé, les fraiseuses CNC sont le meilleur moyen pour de nombreuses entreprises de fabriquer des produits de haute qualité et de haute précision.

Les fraiseuses CNC peuvent traduire des commandes spécifiques afin que CNC Ils peuvent contrôler automatiquement leurs mouvements. Ceci est impossible avec les fraiseuses manuelles. En effet, leur utilisation peut engendrer une marge d'erreur importante. De plus, elles sont difficiles à utiliser et lentes à usiner, car elles nécessitent l'assistance de plusieurs personnes.

Tour CNC

Les tours CNC sont principalement utilisés pour fabriquer des pièces selon des instructions de conception détaillées. Le matériau de l'outil serre la broche et tourne avec elle pour l'usinage des métaux, la projection thermique et le tournage du bois. Les tours CNC peuvent également produire des formes plates, cylindriques ou coniques. Ils peuvent également modifier la rugosité de surface, les points faibles, les chanfreins et l'aspect des pièces usinées.

Les tours CNC facilitent la création de produits ronds précis et réduisent les risques d'erreurs manuelles. Les tours manuels ne permettent de réaliser des prototypes qu'en changeant manuellement d'outils. Ils peuvent également être très précis, mais nécessitent plus de temps et d'efforts. Comparé à un tour manuel, le tour CNC est supérieur, car il est plus rapide et plus précis.

Usinage par décharge électrique (EDM)

L'usinage par électroérosion (EDM) est un procédé d'usinage qui utilise la chaleur pour retirer de la matière d'une pièce. L'opérateur n'a pas besoin d'utiliser de force mécanique pour réaliser l'usinage. L'EDM utilise des outils coupants principalement pour fabriquer et façonner des pièces complexes. Elle permet également de fabriquer des pièces industrielles impossibles à réaliser avec des fraiseuses ou des machines manuelles.

L'électroérosion est la méthode d'usinage la plus performante et la plus efficace par rapport à l'usinage manuel. Grâce à elle, les machines d'électroérosion peuvent produire des pièces plus précises et de meilleure qualité. Les avantages généraux de ce procédé compensent son coût en partie élevé.

Composants d'une machine CNC

• Contrôleur: Il s'agit de l'élément central du système CNC, chargé de recevoir et d'exécuter les instructions du programme informatique. Le contrôleur réalise des opérations d'usinage précises en régulant les mouvements des différents composants de la machine-outil.
• Périphérique d'entrée du programme : Dispositif permettant de saisir ou de modifier le programme CNC. L'opérateur peut télécharger le programme via le clavier, le port USB ou le réseau pour garantir que la machine effectue correctement les tâches d'usinage.
• Axes : Les machines-outils CNC possèdent généralement plusieurs axes, tels que les axes X, Y et Z, chacun étant responsable du mouvement dans une direction spécifique. Le mouvement combiné de ces axes détermine le positionnement et la trajectoire de l'outil par rapport à la pièce.
• Système d'entraînement : Ce système est composé de servomoteurs ou de moteurs pas à pas qui pilotent les axes de la machine. Ce système d'entraînement assure des mouvements fluides et précis de la machine-outil pour un usinage de haute qualité.
• Broche de l'outil : La broche entraîne la rotation de l'outil et constitue l'élément clé de l'opération de coupe. Sa vitesse et sa précision influencent directement la qualité de surface et l'efficacité de l'usinage.
• Tableau: La pièce est fixée sur la table pendant l'usinage. La table peut se déplacer selon les axes de la machine pour s'adapter à l'outil et réaliser la trajectoire d'usinage souhaitée.
• Outils de coupe : Ces outils sont en contact direct avec la pièce à usiner pour effectuer des opérations telles que la découpe, le perçage et le fraisage. Les outils de coupe courants comprennent les fraises, les outils de tournage et les forets.
• Systèmes de refroidissement : Lors de l'usinage, les outils et les pièces génèrent beaucoup de chaleur. Un système de refroidissement refroidit l'outil et la pièce par pulvérisation de liquide de refroidissement afin d'éviter toute surchauffe, prolongeant ainsi la durée de vie de l'outil et garantissant la précision de l'usinage.

Qu'est-ce que l'usinage manuel ?

L'usinage manuel est une méthode de fabrication traditionnelle dans laquelle un opérateur commande directement une machine-outil pour usiner une pièce. Contrairement à l'usinage CNC, l'usinage manuel ne repose pas sur un programme informatique ; l'opérateur ajuste manuellement les différents composants de la machine-outil pour effectuer la découpe, le fraisage, le perçage et d'autres opérations. Bien que l'usinage manuel ne soit pas aussi précis ni aussi efficace que l'usinage CNC, il trouve néanmoins des applications importantes pour la fabrication de pièces uniques, le prototypage et la production en petites séries.

L'usinage manuel requiert généralement des artisans expérimentés, capables d'utiliser manuellement des machines-outils pour réaliser diverses tâches d'usinage de précision en fonction des exigences de la pièce. L'absence de programmation permet une plus grande flexibilité d'ajustement et de changement de production. Voici les deux principaux types d'usinage manuel actuellement disponibles :

Usinage au tour manuel

L'usinage au tour manuel est un type d'usinage qui utilise un tour à commande manuelle pour usiner la matière. La pièce du tour est généralement à symétrie de révolution, et l'opérateur contrôle manuellement le mouvement axial et radial de l'outil le long de la pièce pour enlever la matière et obtenir la forme souhaitée.

Ce type d'usinage est largement utilisé pour la production d'arbres, de pièces cylindriques telles que des roulements, de pièces filetées et de bagues. L'avantage du tournage manuel réside dans sa flexibilité, ce qui le rend idéal pour l'usinage de petites séries ou de pièces personnalisées.

Fraisage manuel

Le fraisage manuel est un type d'usinage où l'opération de fraisage est réalisée sur une pièce à l'aide d'une fraiseuse commandée manuellement. Le processus de fraisage implique la rotation et le déplacement de l'outil sur plusieurs axes pour obtenir la forme souhaitée. L'opérateur contrôle la précision de l'usinage en ajustant manuellement la position de l'outil et l'avance.

Le fraisage manuel est largement utilisé pour créer des surfaces planes, des surfaces biseautées, des rainures et des formes aux contours complexes. Il convient aux situations nécessitant des ajustements rapides ou l'usinage de pièces individuelles, et est particulièrement avantageux pour la production en petites séries et le prototypage.

Avantages et inconvénients de l'usinage CNC

Avantages de l'usinage CNC

Augmentation des vitesses de production

Grâce à leur fonctionnement continu et à l'optimisation de leurs vitesses de coupe, de leurs avances et de leurs changements d'outils, les machines CNC peuvent accroître considérablement leur productivité. L'usinage CNC permet notamment de fabriquer un grand nombre de pièces en un temps record, notamment pour les tâches de production en grande série.

Polyvalence et cohérence

L'un des principaux avantages de l'usinage CNC réside dans sa polyvalence et sa précision. Utilisé par de nombreuses industries pour la fabrication de pièces, il permet de produire des pièces précises, efficaces et de coupes uniformes. Grâce aux machines et à la technologie CNC, il est également possible de produire de nombreux métaux différents sur commande. L'usinage CNC permet de couper et de fabriquer un grand nombre de pièces simultanément. Un ingénieur qualifié peut facilement utiliser plusieurs machines CNC.

Moins de besoins en personnel et moins d'entretien requis

Pour la fabrication, les machines CNC ne nécessitent pas beaucoup d'opérateurs qualifiés. Autrement dit, le travail de production peut être réalisé par un seul machiniste qualifié. Même si elles fonctionnent toute la journée, elles nécessitent moins d'entretien et de maintenance que les machines manuelles. Elles ne nécessitent qu'une réparation régulière.

Sécurité et l'uniformité de la conception

L'un des avantages d'une machine CNC est qu'elle peut reproduire la même conception à l'infini. En effet, certaines pièces sont mesurées et programmées de la même manière. Cela permet d'augmenter les profits sans augmenter la charge de travail ni les coûts. De plus, l'utilisation de machines CNC est sans risque. En effet, lors de l'usinage CNC, l'opérateur est éloigné de la machine et n'a aucun contact physique avec elle.

Polyvalence et réduction des déchets

Les machines CNC peuvent réaliser une large gamme d'opérations d'usinage, telles que le fraisage, le perçage, le tournage et la découpe, selon différentes instructions de programme. Elles sont adaptées à une large gamme de matériaux et de géométries complexes, élargissant considérablement les capacités de fabrication et les applications. De plus, le contrôle de haute précision de l'usinage CNC minimise les pertes de matière. De plus, des trajectoires de coupe précises et des paramètres d'usinage optimisés optimisent l'utilisation des matériaux et réduisent les coûts.

Peut être produit en série avec de faibles coûts de main-d'œuvre

L'usinage CNC est particulièrement adapté aux tâches de production de masse. Une seule configuration et programmation suffit pour automatiser la production sur de longues périodes, augmentant ainsi considérablement la productivité et le rendement. En revanche, l'usinage CNC est hautement automatisé et nécessite généralement une intervention et une supervision humaines minimales. Cela réduit le recours à des opérateurs hautement qualifiés, diminuant ainsi les coûts de main-d'œuvre.

Inconvénients de l'usinage CNC

• Coût initial élevé : Les machines CNC et les logiciels associés sont coûteux à l'achat et à l'installation. De plus, des logiciels et des techniciens spécialisés sont nécessaires pour développer les programmes CNC, ce qui augmente encore l'investissement initial.
• Coûts d'entretien : Les machines CNC nécessitent un personnel spécialisé pour leur maintenance et leur entretien, et le remplacement et la réparation des pièces sont coûteux. Une panne de l'équipement peut entraîner des arrêts de production et des pertes financières potentielles.
• Complexité de la programmation : L'usinage CNC nécessite l'écriture de programmes détaillés, ce qui requiert un opérateur ou un ingénieur possédant des compétences en programmation. Cette complexité rend potentiellement difficile pour les petites entreprises ou les start-ups une adaptation immédiate à l'usinage CNC.
• Moins de flexibilité : Bien que l'usinage CNC soit performant en production de masse, il n'est pas aussi flexible que l'usinage manuel lorsqu'il s'agit de modifier fréquemment la conception des produits ou de produire de petites séries. Chaque modification d'une tâche de production nécessite une reprogrammation et une réinitialisation de la machine, ce qui peut entraîner des délais et des coûts supplémentaires.
• Consommation d'énergie : Les machines CNC consomment généralement plus d'énergie que les machines manuelles, surtout lors des longues séries. Cette consommation énergétique élevée peut augmenter les coûts d'exploitation, notamment dans les régions où les coûts d'électricité sont élevés.
• Exigences en matière de compétences de l'opérateur : Bien que l'usinage CNC réduise le recours aux opérations manuelles, il requiert des opérateurs un certain niveau de connaissances techniques, notamment en programmation, dépannage et utilisation de la machine. Cela impose une forte demande de formation technique.

Avantages et inconvénients de l'usinage manuel

Avantages de l'usinage manuel

• Flexibilité pour les pièces uniques et les prototypes : L'usinage manuel est adapté aux pièces uniques et aux prototypes, car il évite l'écriture de programmes complexes et permet à l'opérateur de travailler directement sur la pièce. Cette flexibilité permet d'adapter rapidement les conceptions aux besoins spécifiques.
• Coût réduit pour les petites séries de production : L'usinage manuel est souvent moins coûteux que l'usinage CNC pour les petites séries. En éliminant la programmation et le réglage complexes, l'usinage manuel permet de produire de petites quantités de pièces dans un délai plus court, ce qui permet de gagner du temps et de l'argent.
• Maintenance simplifiée : Les machines manuelles sont relativement simples et faciles à entretenir. Les réparations nécessaires peuvent souvent être effectuées par l'opérateur ou un mécanicien, ce qui réduit les coûts d'entretien.
• Développement des compétences : L'usinage manuel repose sur l'expérience et le savoir-faire de l'opérateur. Une utilisation à long terme développe et améliore les compétences de l'artisan. Cela est bénéfique pour le développement des compétences et du savoir-faire.
• Ajustements immédiats : Lors d'un usinage manuel, l'opérateur peut apporter des ajustements immédiats, tels que la profondeur de coupe, l'avance ou la position de l'outil. Cette possibilité d'ajustements immédiats confère à l'usinage manuel une plus grande flexibilité face aux situations imprévues.
• Rentabilité : L'usinage manuel ne nécessitant pas d'investissement coûteux en équipement, son coût initial est faible. Il constitue une option abordable pour les petites entreprises ou les studios indépendants disposant de capitaux limités.
• Délai d'exécution courtL'usinage manuel permet un démarrage rapide de la production, évitant ainsi les temps de programmation et de réglage complexes. En particulier lorsqu'une production urgente ou une livraison rapide est nécessaire, l'usinage manuel permet de réduire les délais d'exécution.
• Aucune programmation requise : L'usinage manuel ne nécessite pas de programmation CNC, ce qui réduit le temps et la complexité de la programmation. Pour les tâches d'usinage simples ou les petites séries, le fonctionnement manuel est plus simple et plus efficace.

Inconvénients de l'usinage manuel

• Précision et cohérence inférieures : L'usinage manuel requiert des compétences spécifiques de l'opérateur, ce qui réduit la précision et la régularité de l'usinage par rapport à l'usinage CNC. L'erreur humaine peut entraîner des dimensions de pièces inégales, notamment en production de grande série.
• Baisse de productivité : L'usinage manuel prend généralement plus de temps que l'usinage CNC, notamment pour les pièces complexes ou en grande série. La rapidité et la compétence de l'opérateur déterminent la productivité et peuvent donc ne pas être suffisantes pour une production de masse.
• Fatigue de l'opérateur et risque d'erreurs : Les opérations manuelles nécessitent de longues périodes de concentration, ce qui peut entraîner une fatigue de l'opérateur. La fatigue augmente le risque d'erreurs pouvant affecter la qualité et la sécurité des pièces.
• Limitations des formes complexes : Les machines manuelles sont limitées dans leur capacité à usiner des formes et des géométries complexes, en particulier dans l'usinage multi-axes ou les opérations qui nécessitent des liaisons précises difficiles à réaliser avec des machines manuelles.
• Défis liés aux tâches répétitives : L'usinage manuel est complexe pour les tâches exigeant un haut degré de répétabilité et de régularité. Même les opérateurs expérimentés peinent à maintenir une régularité élevée d'une pièce à l'autre sur de longues périodes.
• Besoins élevés en main d'œuvre : L'usinage manuel requiert les compétences et l'expérience des opérateurs et, par conséquent, un savoir-faire artisanal de haut niveau. Cela augmente les coûts de formation et de main-d'œuvre et peut impacter la production en cas d'indisponibilité des opérateurs ou de pénurie de main-d'œuvre.
• Risques de sécurité plus élevés : L'usinage manuel implique un contact plus direct de l'opérateur avec la machine-outil, ce qui augmente le risque de blessure. Sans dispositifs de protection automatisés, la sécurité de l'opérateur repose sur l'attention et l'expérience individuelles.

Comparaison des applications

Usinage CNC vs. usinage manuel : principales différences expliquées

L'usinage CNC et l'usinage manuel sont deux méthodes d'usinage courantes dans l'industrie manufacturière, chacune présentant ses propres avantages et limites. Pour mieux comprendre leurs différences, nous pouvons les comparer en termes de précision, de répétabilité, de volume de production, de compétences requises, de formation et de coût initial. Vous trouverez ci-dessous un tableau comparatif élaboré par Yonglihao Machinery pour vous aider à comprendre rapidement les différences entre ces deux méthodes d'usinage.

Quelle est la différence de prix entre l'usinage CNC et l'usinage manuel ?

Vous découvrirez dans cette section les différences de prix entre l'usinage CNC et l'usinage manuel. Les principales différences sont listées ci-dessous :

Le coût global de l'usinage CNC est inférieur à celui de l'usinage manuel

Le coût d'usinage Cela dépend de nombreux facteurs, comme la quantité de rebuts produits, les coûts de main-d'œuvre, les coûts de maintenance et le nombre total de pièces fabriquées. Une comparaison approfondie entre l'usinage CNC et l'usinage manuel peut révéler que l'usinage CNC est moins coûteux à long terme.

Faibles problèmes de rebut et de maintenance

En termes de production, l'usinage CNC est plus précis et plus précis. De plus, comme il génère moins de rebuts, il est moins coûteux. En revanche, l'usinage manuel entraîne des coûts de main-d'œuvre et de maintenance plus élevés, ce qui limite son utilisation et le rend plus coûteux.

Augmentation de la demande industrielle

L'usinage manuel est un peu plus coûteux, car ce type d'usinage entraîne un taux de rebut plus élevé, des coûts de main-d'œuvre élevés et nécessite davantage de maintenance. La demande de pièces usinées CNC augmente partout dans le monde, car ces pièces sont plus précises et présentent un taux de rebut plus faible.

Considérations relatives à l'usinage CNC

Coûts d'investissement initiaux et de maintenance : Les machines-outils CNC représentent un investissement initial élevé et nécessitent généralement un budget conséquent pour l'acquisition de la machine, le logiciel de programmation, ainsi que l'installation et les modifications de l'infrastructure. De plus, les coûts de maintenance des machines-outils CNC ne doivent pas être négligés. Un entretien professionnel régulier est essentiel pour garantir la longévité et le bon fonctionnement de la machine-outil. Un entretien non effectué rapidement peut entraîner des temps d'arrêt et des coûts de réparation élevés. Par conséquent, les entreprises doivent tenir compte du coût total du cycle de vie lors du choix d'un usinage CNC.

Programmeurs qualifiés : La réussite de l'usinage CNC repose sur une programmation de haute qualité ; des programmeurs expérimentés sont donc nécessaires. Les erreurs de programmation peuvent entraîner des rebuts ou endommager la machine-outil. Il est donc essentiel de s'assurer que les programmeurs sont compétents et formés. Les entreprises doivent investir dans la formation technique et vérifier régulièrement la qualité des programmes afin de garantir la précision et l'efficacité de la production.

Résumé

Il existe une différence majeure entre l'usinage CNC et l'usinage manuel. L'usinage CNC est plus rapide et plus précis que l'usinage manuel. On ne peut pas espérer les mêmes résultats avec l'usinage manuel et l'usinage CNC.

L'usinage CNC est contrôlé par des logiciels de CAO et de FAO, plus précis et plus sûrs. Il est plus rapide, produit de meilleure qualité, coûte moins cher et est plus sûr que l'usinage manuel.

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FAQ

Comment puis-je faire la différence entre un tour CNC et un tour manuel ?

En termes de précision et de temps d'exécution, les tours manuels sont inférieurs aux machines CNC. Grâce à une découpe soignée, ils offrent une grande précision. En revanche, les tours CNC permettent de produire des pièces plus précises, plus rapidement et à moindre coût. Les tours CNC sont faciles à utiliser et ne nécessitent aucune expérience pour réaliser des usinages complexes. En revanche, l'usinage sur un tour manuel requiert une grande expérience.

Quels sont les inconvénients de l’usinage CNC ?

Bien que l'usinage CNC présente de nombreux avantages, il présente également des inconvénients. Si les machines CNC étaient autrefois plus chères que les machines conventionnelles, leur coût d'exploitation diminue progressivement. De plus, l'usinage CNC ne requiert aucune compétence ni information particulière. Cela signifie que nous perdons des personnes compétentes et compétentes. La quantité de travail requise pour l'usinage CNC diminuera également, ce qui pourrait entraîner du chômage et une fuite des cerveaux dans le secteur de l'ingénierie.

Quelle méthode de fabrication est la plus sûre ?

Les machines manuelles doivent être manipulées et manipulées pour fonctionner. Certaines peuvent être plus dangereuses à utiliser. Les outils CNC, quant à eux, sont automatisés, ce qui évite d'avoir à les toucher. Ils ne sont pas à proximité des travailleurs et le travail s'effectue dans une pièce sécurisée ou derrière une porte sécurisée. Cela prouve que l'usinage CNC est plus sûr et plus efficace que l'usinage manuel.

L'usinage CNC est-il adapté à une large gamme de matériaux et d'applications ?

L'usinage CNC convient à une large gamme de matériaux, tels que les métaux, les plastiques et les composites, et est capable d'effectuer une large gamme de tâches d'usinage pour une variété d'applications industrielles.

L'usinage CNC est-il plus précis que l'usinage manuel ?

Oui, l’usinage CNC est informatisé pour garantir une précision et une cohérence élevées et est souvent plus précis que l’usinage manuel, en particulier dans l’usinage de pièces complexes.