Choisissez la meilleure finition pour votre pièce usinée CNC

La finition de surface est la dernière étape de l'usinage CNC. La finition peut être utilisée pour éliminer les défauts esthétiques, améliorer l'apparence d'un produit, fournir une force et une résistance supplémentaires, ajuster la conductivité électrique, et bien plus encore.

Avec toutes les options de finition de surface disponibles, comment les chefs de produit et les concepteurs peuvent-ils s'assurer qu'ils choisissent le meilleur ? Heureusement, il existe quelques finitions courantes qui offrent des avantages uniques, et il suffit de comprendre les spécifications de chaque option.

Finitions courantes pour les pièces usinées CNC

Comme usiné

L'usinage CNC produit une pièce avec une finition "as-machined" ou "as-milled" dès que le processus de fabrication est terminé. La pièce aura des marques d'outils et des imperfections petites mais visibles. La rugosité de surface moyenne est d'environ 3,2 μm. Les pièces usinées ont les tolérances dimensionnelles les plus strictes et sont extrêmement abordables à produire car le post-traitement n'est pas nécessaire.

Cette finition est un bon choix pour ceux qui sont plus soucieux de l'intégrité dimensionnelle que de l'esthétique. Cependant, les pièces avec des finitions usinées ne sont pas très bien classées en matière de protection. Leur rugosité et l'absence de revêtement protecteur les rendent sensibles aux entailles, aux éraflures et aux rayures.

Anodisation

L'anodisation est un processus électrochimique qui épaissit la couche d'oxyde naturelle d'une pièce de machine CNC pour la rendre plus épaisse, plus dense, non conductrice d'électricité et plus durable.

Ce processus ne peut être réalisé qu'avec des alliages d'aluminium ou de titane car ils conduisent bien l'électricité. Lors de l'anodisation, l'alliage est immergé dans un bain d'électrolyte acide et agit comme une anode. Une fois qu'une cathode est placée dans la cuve d'anodisation et qu'un courant électrique traverse l'acide, les ions oxygène de l'électrolyte et les atomes de l'alliage se combinent à la surface de la pièce.

L'anodisation se décline en deux variétés différentes - Type II et Type III. Le processus de finition global est le même, mais les types II et III exigent que la pièce soit immergée dans une solution d'acide sulfurique dilué.

L'anodisation de type II, également appelée « anodisation décorative » (car le revêtement fini peut être clair ou coloré), produit des revêtements jusqu'à 25 μm d'épaisseur. La plage d'épaisseur de revêtement pour les pièces transparentes est de 4 à 8 μm et de 8 à 12 μm pour les pièces qui ont été teintes en noir. Ce processus produit une pièce lisse, élégante et résistante à la corrosion et à l'usure.

L'anodisation de type III, également appelée "anodisation dure", peut produire des revêtements anodiques jusqu'à 125 μm d'épaisseur. Les pièces avec ce revêtement ont une densité élevée et sont encore plus résistantes à l'usure que l'anodisation de type II.

Dans l'ensemble, les finitions anodisées sont durables et promettent un bon contrôle dimensionnel. Les finitions anodisées sont mieux utilisées dans les applications d'ingénierie hautes performances, en particulier pour les cavités internes et les petites pièces. Ils font partie des finitions les plus esthétiques pour les pièces usinées CNC, mais leur prix est souvent plus élevé.

Revêtement en poudre

Le revêtement en poudre ressemble beaucoup à la peinture au pistolet. Tout d'abord, la pièce est apprêtée avec une couche de phosphatation ou de chromatation pour la rendre plus résistante à la corrosion. Ensuite, la pièce est « peinte » avec un revêtement en poudre sèche à l'aide d'un pistolet de pulvérisation électrostatique et durcie dans un four chauffé à au moins 200 °C. Plusieurs couches peuvent être appliquées pour augmenter l'épaisseur, qui peut atteindre 72 μm.

À elle seule, cette finition crée une fine couche protectrice sur la pièce usinée CNC qui est solide, résistante à l'usure et esthétique. Ce processus peut être combiné avec le grenaillage pour augmenter la résistance à la corrosion de la pièce et créer une plus grande uniformité de texture et d'apparence.

Contrairement à l'anodisation, une finition thermolaquée est compatible avec tous les métaux, moins cassante, et offre une plus grande résistance aux chocs. Cette finition convient à de nombreuses applications fonctionnelles mais peut être particulièrement adaptée aux applications militaires.

Cependant, le revêtement en poudre donne généralement moins de contrôle dimensionnel qu'une finition anodique, et le revêtement en poudre n'est pas recommandé pour une utilisation dans de petits composants ou des surfaces internes. De plus, le prix plus élevé du revêtement en poudre pourrait le rendre prohibitif pour les grandes séries de production.

Grenaillage par billes

Le grenaillage est utilisé pour ajouter une finition de surface mate ou satinée à une pièce usinée CNC. Au cours de ce processus, un pistolet à air comprimé tire des millions de perles de verre sur la pièce, éliminant efficacement les marques d'outils et les imperfections, créant une finition granuleuse uniforme. Contrairement à d'autres finitions, y compris l'anodisation et le revêtement en poudre, le grenaillage n'ajoute aucune propriété chimique ou mécanique à la pièce - c'est purement visuel. Contrairement au revêtement en poudre, qui ajoute de la matière à une pièce, le grenaillage est une finition réductrice, ce qui signifie qu'il enlève de la matière de la pièce. Ceci est une considération importante si votre pièce a des tolérances strictes.

Le grenaillage est l'une des finitions de surface les plus abordables, mais il doit être exécuté manuellement. En tant que tel, ceux qui envisagent le grenaillage comme finition de surface doivent être prêts à engager le coût d'engager un opérateur qui a été formellement formé à ce processus, et reconnaître que le résultat final dépendra en grande partie de la compétence de l'opérateur. La taille et la qualité des perles affecteront également la finition finale.

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En bref, une finition post-traitement telle que l'anodisation ou le revêtement en poudre s'avérera probablement une option efficace pour les pièces qui n'ont pas besoin d'être parfaites mais qui doivent conserver leurs dimensions d'origine. Protéger ou renforcer une pièce en aluminium ou en titane peut bénéficier de l'anodisation. Si la pièce ne peut pas être anodisée mais nécessite résistance et résistance aux chocs, le revêtement en poudre offre une alternative efficace. Enfin, si le rapport coût-efficacité est une priorité plus importante que la tolérance - et que la pièce ne nécessite pas de finition brillante - le grenaillage peut être la voie préférable.

Les ingénieurs, les concepteurs et les chefs de produit feraient bien de consulter un expert en fabrication pour s'assurer qu'ils font le bon choix pour leur prochain projet. Les experts de Fast Radius connaissent bien tout ce qui concerne la fabrication, de la conception et du prototypage de produits à la fabrication à grande échelle. Notre équipe peut vous aider à choisir la meilleure finition pour votre pièce usinée CNC et s'assurer que vous arrivez sur le marché avec un produit fini solide et élégant.

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