Choisir la machine CNC idéale pour le prototypage rapide

La route vers l'internalisation de votre prototypage peut être un long voyage, mais riche en apprentissages.

Espérons que nos discussions précédentes sur le prototypage rapide en interne vous ont éduqué et inspiré à prendre en main la fabrication de vos propres prototypes.

Une fois que vous avez décidé de franchir le pas, par où commencer ? Après avoir abordé la question des méthodes additives ou soustractives, il est temps de choisir la machine qui vous convient. Si vous avez décidé qu'une machine CNC fait partie de votre solution, vous êtes au bon endroit ! Plongeons dans l'univers CNC et aidons à tout comprendre.

Comment choisir la bonne machine CNC ?

Avant de regarder vers l'extérieur pour la bonne machine CNC, il est préférable de regarder vers l'intérieur, vers votre gamme de produits. Comprendre les exigences de vos propres produits aidera à définir quelle machine convient le mieux à votre laboratoire de prototypage. Définissez quels matériaux vous allez travailler, quelles tolérances dimensionnelles vous devez tenir, et quel type de caractéristiques géométriques vous devez créer.

• La machine est-elle facile à utiliser et à entretenir ?
• La programmation de la pièce est-elle intrinsèquement difficile ?
• Y aura-t-il du support disponible quand vous en aurez besoin ?
• Combien coûtera l'alimentation et l'outillage de la machine ?

Quelles sont mes options CNC ?

Il existe une variété extrêmement large de machines CNC disponibles — ce qui peut être une tâche intimidante face à toutes les options. Pas de panique — c'est là que vous revenez aux questions de base : tolérance, formes et matériaux. Garder ces éléments à l'esprit rendra le choix de la bonne machine beaucoup plus facile.

Décortiquons :

Coupeur plasma CNC

Couramment utilisé pour la tôle d'acier, un coupeur plasma CNC est un moyen abordable, rapide et efficace de couper une variété de matériaux conducteurs. Bien qu'il existe des coupeurs plasma multi-axes sur le marché, ce sont généralement des machines 2 axes. Les inconvénients des coupeurs plasma CNC en prototypage rapide sont leurs limitations inhérentes en forme 2 axes, une qualité de coupe relativement médiocre et d'importantes exigences de sécurité sur le lieu de travail. À moins que vous n'amélioriez un processus de fabrication/soudure dans votre installation de prototypage, un coupeur plasma CNC n'est probablement pas votre meilleur pari.

Coupeur laser CNC

Une étape au-dessus du plasma, les coupeurs laser CNC ont gagné en popularité ces dernières années et on comprend pourquoi. Les lasers peuvent couper une plus grande variété de matériaux que le métal, y compris les plastiques, le bois et les tissus, le tout avec une relative aisance.

Cependant, il y a des problèmes à considérer. Les lasers utilisent d'énormes quantités de chaleur pour traverser le matériau, ce qui peut durcir les bords, les rendant plus fragiles. De plus, malgré une bonne précision, les coupes laser laissent un léger conique sur les bords, ce qui peut nuire aux besoins de précision dimensionnelle.

Comme les coupeurs laser sont généralement des machines 2 axes, ils sont limités dans les caractéristiques qu'ils peuvent créer. Bien qu'ils puissent ablater des couches pour créer une plus grande profondeur de caractéristiques, ils le font très inefficacement en termes de consommation d'énergie et de temps, au risque de déformer la pièce par excès de chaleur. Cela réduit considérablement l'utilisation efficace des coupeurs laser CNC, surtout pour le prototypage rapide.

Coupeur à jet d'eau CNC

La découpe au jet d'eau est un moyen efficace de couper des matériaux fins ou épais de presque tous types. En utilisant de l'eau à haute pression avec un abrasif, le grenat, le jet d'eau est un excellent substitut au laser ou au plasma. Il crée aussi moins de déchets grâce à un système de circulation d'eau en boucle fermée. L'inconvénient vient du coût d'entretien ; maintenir les filtres, pompes et buses peut être une tâche significative. Comparé au laser CNC, le jet d'eau CNC est assez imprécis, généralement capable de tenir une tolérance de 0,005", bien que la qualité de coupe puisse être plus belle.

Routeur CNC

Bien que les routeurs soient un type de machine de fraisage CNC, ils sont généralement catégorisés séparément. Cela est principalement dû à leur conception : les routeurs CNC ont une structure en portique, avec un grand pont traversant la table de la machine. Cela permet intrinsèquement une grande enveloppe de travail sans sacrifier l'espace au sol. Les routeurs CNC sont généralement chargés de fraiser de grands panneaux de bois, plastique ou métaux tendres comme l'aluminium.

Gardez à l'esprit que si vous êtes nouveau dans l'usinage, apprendre à utiliser un routeur CNC aura une courbe d'apprentissage plus raide que les autres éléments mentionnés. Il y a beaucoup à apprendre sur le contrôle machine, les stratégies de coupe, les outils de fraisage, etc. De plus, les routeurs sont généralement délaissés par la plupart des machinistes en raison de leur manque de rigidité et de précision, ce qui en fait une nette amélioration par rapport au jet d'eau CNC, mais pas aussi précis qu'une fraiseuse CNC.

Tour CNC

Les tours sont une partie essentielle de l'histoire de l'usinage. Appelés « mère des machines-outils » dès le 13e siècle, les tours ont depuis adopté la technologie CNC et restent intégrés à la fabrication aujourd'hui.

Contrairement aux équipements précédents, les tours sont conçus pour usiner exclusivement des pièces rondes. Là où un routeur CNC a un matériau stationnaire et un outil rotatif, les tours ont un matériau rotatif et des outils stationnaires.

Bien qu'un tour soit extrêmement capable et utile, ce n'est peut-être pas votre premier choix pour construire votre laboratoire de prototypage. À moins que vos produits ne soient des pièces de tour idéales, un tour est un peu trop spécialisé pour être une machine de prototypage rapide polyvalente.

Fraisage CNC

Une fraiseuse CNC est l'un des outils les plus courants dans un laboratoire de prototypage — et pour de bonnes raisons. Les fraiseuses sont des machines robustes et flexibles, adaptées à une plus grande variété de pièces et de matériaux que les autres machines mentionnées. Permettant des caractéristiques complexes comme des trous filetés, des poches profondes et des surfaces 3D.

Les fraiseuses CNC typiques utilisent une conception « en C » — une broche qui monte et descend, et une table qui se déplace gauche/droite et avant/arrière. Avec une construction extrêmement lourde et une grande empreinte au sol, elles sont réputées pour leur précision, tenant souvent des tolérances de 0,001" ou moins — une qualité que la plupart des machines susmentionnées ne sont pas connues pour.

Obstacles au fraisage CNC

Le plus grand obstacle au fraisage CNC n'est pas « Qu'est-ce qu'il peut faire ? », mais « Qui peut le faire ? ». Il y a des couches de complexité à utiliser une fraiseuse CNC — d'abord, l'opération de la commande est un art en soi. Les commandes CNC typiques sont extrêmement capables, mais assez intimidantes. Avec une vaste gamme de boutons, interrupteurs et molettes, aux côtés d'une structure profonde de fonctions logicielles et de menus, la plupart des commandes vous feront probablement tenir un manuel utilisateur pour la vie.

Ensuite, il y a la mise en place de la machine, une tâche critique pour créer des pièces de qualité. Cela implique l'alignement du bridage sur l'axe de la machine, le chargement et la mesure des outils, et le réglage des bons paramètres de programme. Mal fait, dans le meilleur des cas : vous avez réussi à faire des pièces rebut et devez tout recommencer. Dans le pire des cas : vous avez cassé des outils, du bridage et la machine — créant un dilemme sérieux et rendant effectivement le « prototypage rapide » un oxymore.

Enfin, il y a la programmation. Outre l'exploitation de la machine, il faut une certaine habileté pour programmer une pièce dans un logiciel FAO/CAO. Heureusement, cela devient plus facile tout le temps, avec d'excellentes options comme Autodesk Fusion 360 qui simplifient le processus pour les nouveaux utilisateurs. Cependant, la partie la plus difficile n'est souvent pas l'application des trajectoires d'outils, mais le réglage des bons paramètres. Choisir le bon outil de coupe, la vitesse d'avance, la vitesse de broche, la profondeur et la largeur de coupe, peut être une bataille — et cela change selon le matériau utilisé et les caractéristiques à réaliser.

Trouver le bon équilibre

Il y a beaucoup d'options, mais la réponse semble simple : la solution de prototypage rapide la plus polyvalente est le fraisage CNC. Cependant, la barrière à l'entrée est réelle. Avoir un machiniste CNC expérimenté dans l'équipe devient un prérequis, et comme vous l'avez peut-être entendu, trouver un opérateur CNC qualifié ne devient pas plus facile.

DATRON a écouté cette préoccupation au cours de la dernière décennie et sait exactement comment la résoudre.

Alors que la puissance et la capacité informatiques ont fait des bonds significatifs au cours de la dernière décennie, la commande CNC typique n'a pas évolué. Elle reste aussi lourde à utiliser que jamais, rendant les technologies de fabrication alternatives comme l'impression 3D encore plus désirables. Si la complexité est le problème, la solution est simple, ou plutôt, la solution est de simplifier.

Fraisage CNC pour l'ère moderne

La simplification est l'objectif avec la prochaine commande de DATRON. Next est conçue dès le départ pour se concentrer sur la facilité d'utilisation, sans sacrifier la capacité industrielle. Avec un design familier basé sur des tuiles, pas contrairement à un smartphone, next est épurée et facile à comprendre immédiatement. Outre un design visuel agréable, next intègre une ingénierie logicielle astucieuse pour rendre la mise en place facile. L'assistant FAO vous guide à travers le chargement du programme, le réglage des outils, même le palpage de la pièce, le plus indolemment possible.

Améliorer la commande n'est qu'une façon dont DATRON rend le fraisage CNC plus accessible. La mise en place du bridage a été optimisée en utilisant un système de grille conique, pour un bridage rapide et reproductible sans aucun alignement manuel. De même, des accessoires comme les tables à vide rendent l'usinage de pièces plaques rapide et indolore.

Je sais ce que vous pensez. C'est très bien, mais qu'en est-il de la programmation ? DATRON a aussi cela couvert. Pour rendre chaque étape du voyage facile, DATRON fabrique ses propres outils de coupe, optimisés pour les machines qu'ils fabriquent. De même, ils fournissent un guide complet des paramètres de coupe pour leur ligne réputée de fraises à une goujure.

En plus de tout cela, DATRON fabrique une variété de machines avec de grandes enveloppes de travail et de petites empreintes. Ainsi, une DATRON peut offrir les avantages d'un grand routeur CNC, avec la précision d'une fraiseuse CNC, et, avec un axe rotatif en option, certaines capacités d'un tour CNC. Toute cette flexibilité, sans la courbe d'apprentissage abrupte, est ce qui fait de DATRON la machine CNC idéale pour une installation de prototypage rapide.

Espérons que cela vous a aidé dans votre quête pour trouver la bonne machine CNC pour vos besoins de prototypage. Quelle que soit la direction que vous envisagez, quand viendra le moment de prendre cette décision, appelez-nous pour des conseils.