Pourquoi l'outillage spécifique aux matériaux offre une valeur supérieure

Un machiniste fait face à de nombreuses questions lors de la sélection de l'outil approprié pour son travail. Une décision clé est de savoir si un outil spécifique au matériau est approprié et nécessaire pour l'application à réaliser – si les avantages de ce type d'outil l'emportent sur le coût plus élevé par rapport à un outil conçu pour une variété de matériaux. Il y a quatre catégories principales à considérer pour décider si un outil spécifique au matériau est votre meilleure option : la géométrie interne de l'outil, les revêtements, les taux d'enlèvement de matière (MRR) et le coût.

Quand utiliser l'outillage spécifique aux matériaux

Êtes-vous un machiniste dans un atelier qui traite principalement un type de matériau ? Ou changez-vous fréquemment de matériau tout au long de la journée ? Combien de pièces fabriquez-vous à la fois ? Ce sont des questions que vous devez vous poser avant de prendre une décision d'outillage.

L'outillage spécifique aux matériaux est idéal lorsque plusieurs pièces sont usinées dans le même matériau. Par exemple, si votre atelier usine 1 000 pièces en plastique, il serait dans votre intérêt d'opter pour un outil conçu pour ce matériau, car votre outillage durerait non seulement plus longtemps mais performerait mieux. Si la flexibilité d'usinage est primordiale pour votre atelier, si vous n'usinez que quelques pièces, ou si la finition de la pièce n'est pas d'une importance capitale, une fraise en bout standard peut suffire.

Avantages et inconvénients de l'outillage spécifique aux matériaux

Il y a des avantages et des inconvénients à l'achat d'un outil spécifique au matériau.

Avantages :

• Géométrie d'outil conçue pour le matériau usiné pour obtenir les meilleurs résultats.
• Revêtement optimisé pour le matériau coupé.
• Vitesses et avances plus agressives, et MRR accru en conséquence.
• Durée de vie de l'outil augmentée.

Inconvénients :

• Coût initial plus élevé, bien que des économies à long terme soient possibles si utilisé dans les bonnes situations.
• Moins de flexibilité. Alors que la plupart des fraises en bout peuvent convenir à de nombreux travaux et machines, les fraises en bout spécifiques aux matériaux sont conçues pour des matériaux spécifiques.

Avantages spéciaux de l'outillage spécifique aux matériaux

Une géométrie interne d'outil unique

De nombreux fabricants proposent des outils conçus pour des catégories de matériaux spécifiques. Par exemple, Harvey Tool dispose de sections de catalogue distinctes pour l'outillage spécifique aux aciers trempés, alliages exotiques, aciers moyennement alliés, aciers à usinage facile, alliages d'aluminium, plastiques, outillage diamant pour matériaux non ferreux et composites. La géométrie spéciale des outils dans ces sections est optimisée pour permettre à l'outil de performer de manière optimale dans son groupe de matériaux sélectionné.

Par exemple, un machiniste peut être confronté à un dilemme lors de la préparation de l'usinage d'une pièce en plastique. Bien qu'une fraise en bout de la section Miniature End Mill de Harvey Tool puisse certainement usiner ce matériau, la fraise en bout conçue pour les plastiques présente une conception à grand angle de dépouille et grand angle de coupe. C'est idéal pour les plastiques car vous voulez couper et former les copeaux efficacement tandis que la résistance de l'outil est moins critique. Le grand angle de dépouille et de coupe crée un bord de coupe tranchant qui se dégraderait rapidement dans les métaux. Cependant, dans les plastiques, cela cisaille efficacement le matériau et transfère la chaleur dans le copeau pour produire une excellente finition sur votre pièce.

Harvey Performance Company, LLC.

Revêtements et substrats spécifiques pour une performance optimale

Un avantage clé du choix d'un outil spécifique au matériau est la possibilité d'utiliser la meilleure option de revêtement disponible pour ce matériau. Les revêtements d'outils remplissent de nombreuses fonctions, notamment l'amélioration de la lubrification, l'augmentation de la durée de vie de l'outil et une finition de pièce de meilleure qualité. De plus, les outils revêtus peuvent généralement être utilisés environ 10 % plus vite que les outils non revêtus.

Bien que de nombreux fabricants puissent revêtir spécialement une fraise en bout standard sur demande, cela prend du temps et coûte plus cher. Dans ses sections de catalogue spécifiques aux matériaux, Harvey Tool propose des outils revêtus en stock et prêts à expédier. Par exemple, leurs catégories aciers trempés et alliages exotiques utilisent le revêtement AlTiN Nano. Il s'agit d'un revêtement nanocomposite unique avec une température de travail maximale de 1 150 °C (2 100 °F) et montre une performance améliorée dans des matériaux tels que les aciers trempés, les alliages de titane et l'Inconel, entre autres.

Taux d'enlèvement de matière augmentés

Parce que l'outillage spécifique aux matériaux présente une géométrie optimale pour un travail, les paramètres de coupe sont généralement plus agressifs. Tout machiniste sait que les taux d'enlèvement de matière (MRR) sont la métrique la plus étroitement liée à l'efficacité de l'atelier, car plus de matière est enlevée d'une pièce en un temps donné, plus les pièces sont produites rapidement et plus la production de l'atelier est élevée.

L'exemple suivant compare les paramètres de coupe de fraises en bout des sections Miniature End Mill et Material Specific End Mill de Harvey Tool. On peut constater que, bien que les géométries clés entre les deux outils soient identiques et utilisées dans le même matériau avec la même opération, la charge de copeau (+25 %), l'avance linéaire (+33 %) et la profondeur de coupe (+43 %) sont augmentées. Cela permet d'enlever plus de matière en moins de temps.

Fraise en bout miniature

Numéro de pièce : 836408

Description : 3 gouges, diamètre 1/8 pouce, 3x LOC, carré, queue courte et standard

Matériau : Aluminium 6061

Application : Rainurage

Vitesse : 10 000 tr/min

Charge de copeau : 0,00124 pouce/dent (IPT)

Avance linéaire : 37,2 pouces/min (IPM)

DOC : 0,04375 pouce

Fraise en bout spécifique au matériau

Numéro de pièce : 942308

Description : 3 gouges, diamètre 1/8 pouce, 3x LOC, carré, hélice variable pour alliages d'aluminium

Matériau : Aluminium 6061

Application : Rainurage

Vitesse : 10 000 tr/min

Charge de copeau : 0,00165 IPT

Avance linéaire : 49,5 IPM

DOC : 0,0625 pouce

Harvey Performance Company, LLC.

Économies de coûts substantielles

Le graphique suivant présente une analyse des coûts entre un outil de la section Miniature End Mill, article 993893-C3 ; et un outil de la section Material Specific End Mill, article 933293-C6. Comparés pour l'usinage de 1 000 pièces, les économies globales s'élèvent à près de 2 500 $.

L'outillage spécifique aux matériaux en résumé

En conclusion, les fraises en bout spécifiques aux matériaux ont de nombreux avantages, mais sont mieux utilisées dans certaines situations. Bien que le coût initial de ces outils soit plus élevé, ils peuvent faire gagner du temps et de l'argent à votre atelier à long terme en durant plus longtemps et en produisant plus de pièces sur une période donnée.