Matériaux d'usinage CNC :faire le meilleur choix pour votre projet

Si vous avez fini de concevoir votre pièce mais que vous ne savez pas quel matériau choisir, vous êtes au bon endroit. Plusieurs types de matériaux généraux peuvent être utilisés dans l'usinage CNC :les métaux, les plastiques, la céramique, les composites et le bois.

Chaque matériau présente des caractéristiques et des défis uniques qui influencent les propriétés du produit final et le processus de fabrication global. Cet article explore les types de matériaux qui peuvent être usinés et vous aide à choisir le matériau approprié pour votre produit.

5 types de matériaux utilisés dans l'usinage CNC

Les principales catégories de matériaux utilisés dans l'usinage CNC sont les métaux, les plastiques, les céramiques, les composites et le bois. Au sein de ces catégories, il existe des tonnes de matériaux uniques, chacun avec des propriétés spécifiques. Les directives suivantes représentent une approche générale de la sélection des matériaux pour la fabrication de précision, vous devriez donc consulter un expert lorsque vous recherchez des propriétés particulières.

#1 Métaux

Les métaux sont les matériaux d'usinage CNC les plus courants. Les métaux usinés CNC sont régulièrement utilisés dans les applications aérospatiales, automobiles, électroniques et même médicales. L'acier, l'aluminium, le laiton, le cuivre et le titane sont tous des métaux usinables.

En savoir plus : Meilleurs métaux pour l'usinage CNC

#2 Plastiques

Les plastiques sont un autre matériau d'usinage CNC courant que les fabricants peuvent utiliser pour les composants de réfrigération, l'électronique, les jouets, le sport et d'autres industries. Les plastiques couramment usinés comprennent l'acrylique, le polycarbonate, le PVC et même le nylon.

En savoir plus : Meilleurs plastiques pour l'usinage CNC

#3 Céramique

Bien que l'usinage CNC de la céramique soit complexe, il est utilisé dans certaines applications avancées. Les composants de moteur de navette spatiale, le blindage de char et les supraconducteurs sont quelques exemples de céramiques usinées. En raison de leur nature fragile, des opérations d'usinage avancées sont nécessaires pour produire une pièce en céramique durable et fiable.

#4 Composites

Les composites sont un autre matériau qui peut être incroyablement difficile pour l'usinage CNC. En effet, ils nécessitent souvent un outillage diamanté et des machines CNC 5 axes pour leur réalisation. Les composites usinés sont extrêmement utiles pour les applications de l'industrie automobile, aérospatiale et de production d'énergie.

#5 Bois

Enfin, il y a la catégorie bois. L'usinage CNC du bois est généralement limité à des applications plus artistiques comme le mobilier et la décoration. Cependant, il peut également être utilisé dans certaines applications structurelles.

Comme nous l'avons noté, certaines classes de matériaux sont plus difficiles à usiner que d'autres. Vous vous demandez peut-être quelles propriétés déterminent l'usinabilité et si un matériau particulier serait ou non un bon choix pour votre projet. Pour vous aider à choisir le matériau CNC le mieux adapté à votre projet, nous vous présenterons de plus près les propriétés que vous devrez peut-être prendre en compte.

Facteurs essentiels à prendre en compte lors du choix d'un matériau

Dureté

Testeur de dureté des matériaux numériques
(Testeurs de dureté, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons)

La dureté a un impact direct sur les vitesses de coupe et le type de matériau d'outil pouvant être utilisé dans le processus d'usinage CNC. L'utilisation d'un matériau très dur, comme le titane, rend l'usinage plus compliqué et nécessite un outil plus dur.

Des matériaux plus durs peuvent également rendre le processus de coupe plus lent que d'habitude, ce qui augmente le temps de travail. D'autre part, les matériaux très mous comme les polymères peuvent facilement se déformer pendant l'usinage, ce qui nécessite l'utilisation d'outils spéciaux et des vitesses de travail plus lentes pour garantir la formation de copeaux au lieu de simplement faire couler le plastique autour de l'outil.

Ces deux facteurs peuvent affecter les coûts d'exploitation. Le laiton, les alliages d'aluminium, les aciers doux et certains polycarbonates sont parmi les matériaux les plus faciles à usiner et ont donc généralement des coûts de traitement inférieurs.

En savoir plus : Comment comparer la dureté des matériaux d'ingénierie

Entrée de chaleur

Gouttelette d'étain fondu solidifié
(Jurii, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons)

L'apport de chaleur est une autre variable cruciale à prendre en compte car la conductivité thermique, les températures de fusion et les réactions à la chaleur sont différentes pour chaque matériau. Par exemple, si la température de fusion est très basse, comme dans le cas de l'étain, il peut être difficile de l'usiner sans la fusion partielle ou totale du matériau.

L'apport de chaleur provenant de l'usinage peut également avoir des effets plus subtils, affectant la dureté et la résistance du matériau au niveau microstructural. Une autre considération d'apport de chaleur concerne la déformation lorsque le matériau chauffé se ramollit, et les contraintes résiduelles peuvent affecter la forme du produit.

Le recuit, à l'aide d'un outil d'usinage plus adapté, et des arrosages alternatifs sont des solutions potentielles en fonction de la matière première à usiner et du budget disponible. Dans le cas des plastiques, le recuit permet de soulager les contraintes résiduelles et de limiter les déformations.

Finition de surface

La finition de surface est un autre facteur crucial à garder à l'esprit car divers matériaux peuvent produire une finition de surface très rugueuse après usinage. Outre l'esthétique du produit, sa fonctionnalité peut être en jeu.

Les pièces avec des surfaces de contact peuvent ne pas bien sceller ou peuvent augmenter la friction, ce qui peut être indésirable pour certaines applications. De plus, certaines céramiques et certains plastiques, comme l'acrylique, peuvent former des surfaces dépolies après le processus d'usinage CNC, ce qui limite leur utilisation en tant que fenêtres transparentes.

Quel matériau convient le mieux à votre projet ?

En vérité, cela dépend des objectifs que vous vous fixez pour votre projet. Bien qu'il s'agisse d'une réponse très générique, il existe une vaste gamme de matériaux disponibles pour l'usinage CNC, tous dotés de propriétés uniques. Des matériaux tels que l'acier doux, l'aluminium, le laiton, le cuivre et certains plastiques offrent généralement une grande usinabilité, ce qui réduira les coûts de traitement globaux.

Nous espérons que ce blog vous fournira des conseils judicieux pour vous aider à affiner votre choix. Si vous ne savez pas quel matériau convient le mieux à votre produit, les experts de Gensun peuvent vous aider à sélectionner le meilleur matériau pour votre projet.