Les métaux, les plastiques et les composites sont quelques-uns des matériaux d'ingénierie que vous pouvez choisir pour la production de vos pièces lorsque vous utilisez la commande numérique par ordinateur (CNC) pour l'usinage des métaux. Cependant, les métaux sont les matériaux d'ingénierie CNC les plus utilisés dans de nombreuses industries.
Dans cet article, nous présenterons le processus d'usinage CNC des métaux, les différentes opérations d'usinage des métaux et les métaux typiques adaptés à l'usinage CNC. Poursuivez votre lecture.
Rôle de l'usinage CNC dans la fabrication de pièces métalliques
Dans la production de métal, l'usinage CNC du métal et l'usinage jouent divers rôles. Plus précisément, ils sont employés pour effectuer plusieurs tâches essentielles, telles que :
Prototypage métallique
Il se passe beaucoup de choses avant qu'une pièce ne soit produite, depuis les étapes importantes comme la création d'une conception CAO jusqu'aux conceptions soumises à des essais et analyses virtuels.
Mais pour évaluer la fonctionnalité du concept, les fabricants ont besoin d'une prototype métallique. Bien que de nombreux procédés soient utilisés pour le prototypage, les fabricants ont généralement besoin de l'usinage CNC pour le réaliser rapidement.
Le prototypage métallique par usinage CNC garantit la répétabilité et la cohérence. Il est également très précis et permet de gagner du temps tout en étant rentable. Un autre avantage de l'usinage CNC du métal pour les prototypes métalliques est la polyvalence du processus, qui fonctionne avec une large gamme de métaux et de matériaux non métalliques.
Production de faibles volumes
Les pièces d'usinage des métaux CNC à faible volume ou en petites séries désignent la production de pièces ou de produits en petits lots, souvent compris entre 10 et 1 000 pièces. C'est l'une des méthodes utilisées par les fabricants pour réduire le coût de la production de métal. La production de petites quantités permet de réduire Coûts d'usinage CNC et facilite les changements de conception sans causer de pertes.
Comment fonctionne l'usinage CNC des métaux ?
Conception CAO
La première étape consiste à créer une conception assistée par ordinateur (CAO) en format 2D ou 3D à l'aide d'un logiciel de CAO. Ce logiciel permet d'obtenir un rendu de n'importe quelle pièce répondant aux spécifications techniques nécessaires.
Il est essentiel de garder à l'esprit que les caractéristiques de la pièce métallique ont un impact considérable sur la conception et le résultat.
Programmation
Ensuite, le fichier CAO doit être converti dans un format de fichier compatible avec un métal d'usinage CNC à commande numérique par ordinateur. Le logiciel de fabrication assistée par ordinateur (FAO) examine le fichier CAO et génère des codes de programmation. Ces codes se répartissent en deux catégories : le code machine (code M) et le code géométrique (code G).
Configuration de la machine
Le réglage de la machine CNC nécessite deux étapes. Tout d'abord, il s'agit de s'assurer que la machine est en bon état de fonctionnement grâce à un contrôle approfondi.
L'étape suivante consiste à fixer solidement la pièce métallique à la machine. Après avoir fixé les équipements et les pièces nécessaires, la pièce métallique peut être directement insérée dans la machine.
Usinage des pièces métalliques
Après avoir configuré la machine CNC, vous pouvez lancer le programme CNC. Le programme CNC représente le cœur des fonctionnalités de l'usinage CNC des métaux. Il dirige les mouvements et les actions de la machine pour obtenir le résultat souhaité, en veillant à ce que les pièces métalliques usinées soient conformes aux spécifications du fabricant.
Types de métaux courants pour l'usinage CNC
Plusieurs métaux et alliages sont utilisés dans les Processus d'usinage CNCIl y a plusieurs types d'informations, mais nous parlerons ici des plus courantes. Il s'agit notamment de
Acier
L'acier est l'un des métaux les plus populaires pour l'usinage CNC de précision. Il s'agit d'un alliage contenant jusqu'à 2% de carbone, de fer et de divers autres éléments dans des proportions différentes. Quatre principaux types d'acier sont utilisés dans l'usinage CNC : Le carbone, l'acier inoxydable, l'alliage et l'acier à outils. Il est important de noter que ces types d'acier ont des sous-catégories et des nuances. Par exemple, l'acier inoxydable se décline en 304, 316, 410, 430 et 2205.
Néanmoins, si votre pièce usinée doit être utilisée dans un climat humide, l'acier n'est peut-être pas le meilleur choix de métal en raison de sa grande sensibilité à la corrosion.
Aluminium
Comme l'acier, l'aluminium est apprécié pour son utilisation dans de nombreux secteurs. Toutefois, la résistance à la corrosion et la légèreté de l'aluminium le distinguent. En général, l'aluminium est 2,5 fois moins dense que l'acier et est moins susceptible de se fracturer lors de l'usinage CNC.
Les alliages d'aluminium courants utilisés pour l'usinage CNC du métal sont le 2024, le 6061 et le 7075. Il existe également des alliages d'aluminium peu courants utilisés pour l'usinage CNC, notamment le 3003 et le 5052.
Laiton
Le zinc et le cuivre sont les deux métaux qui composent le laiton. Le laiton est connu pour sa stabilité, sa solidité, sa dureté moyenne et, surtout, pour sa facilité d'usinage. Contrairement à la plupart des métaux tendres utilisés dans l'usinage CNC, les alliages de laiton ne fatiguent pas inutilement les machines.
Contrairement à la plupart des métaux tendres utilisés dans l'usinage CNC des métaux, les alliages de laiton n'imposent pas de contraintes inutiles aux machines. Il existe plusieurs types d'alliages de laiton pour l'usinage CNC, notamment C360, C230 et C220.
Le laiton est sujet à la corrosion fissurante sous contrainte, ce qui peut constituer un problème important, en particulier en présence d'ammoniac ou de solutions à base d'ammoniac. Pour surmonter cette restriction, vous devez appliquer des traitements thermiques tels que le recuit à la pièce au cours du post-traitement.
Cuivre
Le cuivre est un métal fréquemment usiné pour être utilisé dans diverses industries. Il présente une excellente qualité de surface, une forte conductivité électrique et thermique et une excellente usinabilité.
Les composants en cuivre usinés CNC sont couramment utilisés pour les cartes de circuits imprimés et les électro-aimants dans les secteurs de l'électronique et des semi-conducteurs. Toutefois, le principal inconvénient des alliages de cuivre est qu'ils sont facilement corrodés par les sulfures, les halogènes et les solutions contenant de l'ammoniac.
Titane
Le titane est un métal très recherché par de nombreuses industries en raison de son rapport poids/résistance exceptionnel et de sa résistance à la corrosion. Bien qu'il s'agisse d'un matériau peu coûteux, les pièces usinées en titane CNC sont de grande qualité. Il se prête également à presque toutes les techniques de finition de surface telles que l'électrophorèse, le revêtement par poudre et le microbillage.
Il existe différentes qualités de titane pour l'usinage CNC du métal, notamment les qualités 1, 2, 3, 4, 11 et 12. Ces qualités présentent différents niveaux de solidité, de résistance à la corrosion et de formabilité.
Différents procédés CNC pour l'usinage des métaux
Il existe différents procédés CNC utilisés pour l'usinage des métaux. Voici quelques exemples des procédés d'usinage CNC les plus courants :
Fraisage CNC
Le matériau est enlevé de la pièce à l'aide d'une machine rotative à points multiples. Outils de coupe CNC dans le processus de fraisage. La pièce est normalement amenée à l'outil de coupe par le métal d'usinage CNC dans le même sens que la rotation de l'outil de coupe lors du fraisage CNC.
Le fraisage d'une pièce métallique est une forme spécifique qui implique la rotation d'outils de coupe multipoints. Les fraises à chanfrein, les fraises en bout et les fraises hélicoïdales sont des outils de fraisage qui peuvent être orientés verticalement ou horizontalement.
Tournage CNC
Le tournage CNC est une méthode d'usinage soustractif extrêmement précise qui fonctionne selon les mêmes principes qu'un tour. L'outil de coupe est pressé contre une pièce en rotation afin d'enlever de la matière et d'obtenir la forme souhaitée.
Alors que la matière première tourne rapidement, le centre de tournage ou le tour reste en place. Un outil de coupe à point unique aide à façonner le matériau tandis que la pièce tourne le long du double axe d'usinage CNC du métal. Le programme informatique d'entrée contrôle le centre de tournage ou le tour, ce qui garantit la fabrication de composants très précis.
Perçage CNC
Le processus de perçage consiste à percer des trous cylindriques dans une pièce métallique à l'aide de forets multipoints. En outre, le perçage crée des trous alignés verticalement avec des tailles égales au foret utilisé pour l'opération en faisant passer le foret rotatif à travers la machine perpendiculairement à la surface de la pièce à usiner.
Pour les opérations de perçage d'angle, cela implique des configurations de machines et des systèmes de maintien au travail spécifiques.
Usinage par décharge électrique
Les décharges d'arc électrique, ou EDM en abrégé, sont utilisées dans l'usinage par décharge électrique (EDM) pour produire des micro-cratères qui produisent rapidement des coupes complètes. L'électroérosion, parfois appelée usinage par étincelles, est utilisée dans les situations où des tolérances précises et des motifs géométriques complexes sont nécessaires dans des matériaux durs. Toutefois, son application est limitée aux alliages métalliques, car le matériau de base doit être conducteur d'électricité.
Avantages des pièces métalliques usinées par CNC
Les pièces usinées CNC offrent certains avantages qui ne peuvent pas être obtenus avec des pièces moulées par injection ou des pièces en acier inoxydable. Imprimé en 3D des pièces. Ce sont là quelques-uns des principaux avantages des pièces métalliques usinées.
D'excellents prototypes
Les pièces métalliques d'usinage CNC pouvant être fabriquées à l'unité, elles sont utiles et d'un coût raisonnable pour les prototypes métalliques. En outre, l'usinage est plus rapide que le moulage, de sorte que les équipes de recherche et de développement peuvent rapidement passer en revue plusieurs itérations d'un article, puis le tester et l'évaluer si nécessaire avant de le mettre en production.
Qualité des pièces Cohérence
Il est possible d'atteindre des normes élevées lors de la création de pièces métalliques usinées par CNC. Plus important encore, les clients peuvent établir des tolérances que le machiniste doit respecter. Cela signifie que l'opérateur de la machine ou le machiniste peut prendre son temps pour usiner des composants et des détails avec des tolérances précises.
Bien que les moules à injection puissent produire des pièces à tolérance extrêmement serrée, ils ne conservent pas cette norme pour tous les moules. La tolérance serrée obtenue avec les pièces produites précédemment disparaît généralement vers la fin de la durée de vie du moule.
Résistance de la pièce
L'usinage CNC du métal est plus robuste que d'autres procédés de fabrication tels que l'impression 3D, qui peuvent être plus faibles le long d'un axe en raison de l'empilement des matériaux les uns sur les autres. En effet, l'usinage CNC est un processus soustractif, qui consiste à fabriquer la pièce souhaitée en découpant des matériaux dans un bloc solide, ce qui permet d'obtenir des pièces d'une résistance uniforme.
En outre, les pièces métalliques usinées par CNC sont généralement plus résistantes que leurs homologues moulées. En effet, les performances mécaniques de la plupart des pièces moulées sont limitées en raison des exigences relatives aux parois minces.
Des délais plus courts
L'usinage CNC est l'un des processus de fabrication de métaux les plus rapides actuellement disponibles, ce qui se traduit par des délais plus courts. Le processus de fabrication est également très efficace, ce qui y contribue en partie.
L'usinage étant un processus en une seule étape et les centres d'usinage des métaux à commande numérique fonctionnant rapidement, les pièces métalliques usinées sont faciles à créer (en petites quantités), ce qui réduit les délais et permet une mise sur le marché plus rapide.
Meilleur état de surface
Les pièces usinées en métal sont exemptes des problèmes de qualité de surface liés au moulage, tels que l'éclatement au niveau du plan de joint, le jetting et les lignes d'écoulement. Les pièces usinées peuvent atteindre des normes de qualité de surface extrêmement élevées avec seulement une petite quantité de post-traitement.
En outre, même sans post-traitement, l'usinage permet d'obtenir un bien meilleur état de surface que l'impression 3D. Le ponçage ou le traitement chimique est nécessaire pour lisser les lignes de couche apparentes que l'impression 3D, en particulier l'impression FDM, peut laisser à la surface de la pièce. Ces lignes ne sont pas présentes dans les pièces usinées.
Non Quantité minimale de commande (MOQ)
L'un de leurs principaux avantages est que l'usinage CNC des métaux permet de produire des pièces sans quantité minimale de commande. La fabrication d'un outillage métallique est nécessaire pour les pièces moulées, une opération à forte intensité de main-d'œuvre qui coûte généralement des dizaines de milliers de dollars. En revanche, comme les pièces usinées sont découpées directement à partir d'une pièce brute, il est possible de commander de très petites quantités ou même des pièces uniques à un prix abordable.
Options de traitement de surface pour les métaux CNC
Après l'usinage, les pièces métalliques peuvent être traitées pour modifier la texture et l'aspect de leur surface. Les finitions peuvent avoir un but pratique ou esthétique. Les options de traitement de surface pour l'usinage CNC des métaux sont les suivantes :
- Anodisé
- Revêtement en poudre
- Billes de verre
- Revêtement d'alodine
- Revêtement d'oxyde noir
- Placage électrolytique
- Passivation
- Brossage
- Polissage
Types de machines CNC utilisées dans le traitement des métaux
Dans les installations modernes de fabrication métallique, il existe différents types d'usinage CNC du métal. En voici quelques-uns :
Tours CNC
Cette machine crée des pièces métalliques en faisant tourner la pièce métallique sur une broche. Un outil de coupe est utilisé pour mouler la pièce dans la forme appropriée pendant que le matériau tourne. Elles produisent parfaitement des produits symétriques de géométrie conique, sphérique ou cylindrique.
Meuleuses CNC
Les rectifieuses abrasent le matériau à l'aide d'une meule rotative qui le broie ou le râpe pour lui donner la forme voulue. L'outil tourne sur place tandis que la pièce, généralement fixée à la table de la machine, se déplace le long des axes X, Y et Z.
Machines à fraiser CNC
L'usinage CNC du métal permet d'obtenir une précision nettement plus élevée que lorsque le processus est effectué manuellement. La profondeur de coupe, l'angle et les variations de direction peuvent être programmés dans la fraiseuse CNC. Il existe différents types de fraiseuses CNC, notamment les fraiseuses verticales, horizontales et multi-axes.
Machines de perçage CNC
La technologie CNC peut contrôler des machines de perçage sophistiquées, garantissant un positionnement précis des trous dans divers matériaux métalliques. Le piquage, également connu sous le nom de perçage à coupe interrompue, est un processus systématique de perçage de trous dans des métaux épais.
En outre, de nombreux forets et instruments de coupe sont installés sur une tourelle dans les machines de forage à tourelle CNC. L'automatisation permet d'indexer rapidement et précisément les instruments nécessaires au forage.
Diverses applications des pièces métalliques à commande numérique
La précision, l'adaptabilité et la durabilité des pièces métalliques CNC les rendent utiles dans diverses industries. Examinons quelques-unes des principales industries où l'usinage CNC des métaux est essentiel :
Industrie aérospatiale
L'usinage des métaux dans l'aérospatiale est essentiel pour l'industrie. Il garantit que les pièces métalliques des avions sont fabriquées avec précision, ce qui est essentiel pour la sécurité. Les supports de moteur, les composants du train d'atterrissage, les panneaux d'accès au carburant et les composants de flux de carburant sont des exemples de pièces aérospatiales usinables.
Industrie automobile
Le secteur automobile utilise fréquemment des fraiseuses CNC pour la production et les prototypes. Il est possible de fraiser du métal extrudé pour obtenir des pièces telles que des essieux, des boîtes de vitesses, des soupapes et des blocs-cylindres.
Industrie de la défense
L'usinage CNC garantit la précision et la fiabilité des équipements de défense. L'usinage CNC des métaux est utile pour les pièces métalliques telles que les radars, les armes et les équipements de communication.
Industrie des soins de santé
L'usinage CNC est nécessaire pour les outils de diagnostic, les instruments chirurgicaux et la fabrication d'instruments de mesure. implants médicaux. Pour la sécurité des patients, les pièces métalliques CNC doivent être de haute précision et biocompatibles.
Industrie du pétrole et du gaz
La recherche, le raffinement et la construction de pipelines impliquent tous l'usinage CNC du métal. L'entreprise fabrique des pièces pour les équipements de forage, les pompes et les vannes.
Choisissez Xc Machining pour des services experts d'usinage des métaux par CNC
Si vous recherchez des services experts d'usinage CNC des métaux, les capacités globales de XinCheng font de nous un choix fiable pour répondre à vos diverses exigences en matière d'usinage. Qu'il s'agisse de fraisage, de tournage, de meulage ou d'autres processus d'usinage CNC, XinCheng s'engage à offrir un service d'un seul tenant. Services d'usinage CNC.
Des options de personnalisation pour répondre aux exigences uniques des projets à la livraison dans les délais et aux solutions rentables, XinCheng est un partenaire fiable qui vous permet d'obtenir les résultats escomptés en matière de services d'usinage des métaux. Obtenez un devis gratuit et commencez vos projets métalliques !
Conclusion
L'un des aspects les plus importants du secteur industriel est l'usinage CNC des métaux, qui permet d'obtenir des résultats précis pour une grande variété de composants. La capacité et la flexibilité de l'usinage CNC garantissent des résultats cohérents, quelle que soit l'échelle de production et le type de métal utilisé.
FAQ
Quelles sont les tolérances pour l'usinage CNC des métaux ?
Le concepteur détermine la tolérance - la plage autorisée pour une dimension - en fonction de la forme, de l'ajustement et de la fonctionnalité du produit. La tolérance habituelle pour les pièces métalliques usinées par CNC est de ± 0,10 mm à ± 0,05 mm, sauf indication contraire du concepteur.
Quel est le métal le plus facile à fraiser ?
Connu pour sa faible résistance et sa stabilité, le laiton est l'un des métaux les plus abordables et les plus simples à traiter.
Quels sont les facteurs qui influencent la sélection des métaux pour l'usinage CNC ?
Lors de la sélection d'un métal pour l'usinage CNC, les caractéristiques importantes sont la résistance, la ductilité, la ténacité, la résistance à la fatigue, la dureté et la conductivité. En outre, les qualités spécifiques de chaque métal peuvent faire varier considérablement les prix et les procédures d'usinage.
French 
English 
Spanish 
German