Sélectionner le matériau idéal pour l'usinage CNC : guide pratique

L'usinage à commande numérique par ordinateur — c.-à-d., CNC — est un processus de fabrication soustractif utilisé pour produire des pièces et composants de haute précision conçus et construits selon des tolérances serrées. En employant des machines et outillages informatisés, les professionnels de l'industrie utilisent la méthode pour traiter une large gamme de matériaux, chacun offrant ses propres avantages et limitations de fabrication.

L'article suivant sert de guide décrivant quels facteurs considérer lors du choix d'un matériau pour un projet d'usinage CNC. De plus, il compare certains des matériaux couramment utilisés et leurs caractéristiques et applications typiques.

Comment sélectionner le bon matériau CNC

Le matériau utilisé dans une opération d'usinage CNC peut affecter à la fois la qualité et la performance de la pièce finie. Lors du choix d'un matériau, il y a plusieurs facteurs à considérer. Les réponses aux questions de base suivantes peuvent aider dans le processus de sélection :

• Quelles propriétés mécaniques, thermiques et autres propriétés de matériau sont nécessaires pour que le produit performe adéquatement dans l'application et l'environnement d'exploitation ?
• Quels matériaux disponibles remplissent toutes ou la plupart des caractéristiques nécessaires pour répondre aux exigences de conception ?
• Quel matériau permet le plus haut niveau de performance, les meilleures caractéristiques d'usinabilité et la production la plus rentable ?

Cependant, répondre à ces questions nécessite une compréhension approfondie des exigences du produit et des caractéristiques et applications communes de chaque matériau potentiel.

Comparaison des différents matériaux CNC : propriétés et applications communes

Les professionnels de l'industrie emploient une large gamme de matériaux en opérations d'usinage CNC pour convenir à différentes spécifications de produit et projet. Certains des matériaux les plus couramment utilisés incluent :

Aluminium

L'un des métaux les plus communs et faciles à usiner disponibles, l'aluminium est une option hautement polyvalente et rentable pour les projets d'usinage CNC. Propriétés supplémentaires :

• Résistance moyenne (6061) et haute résistance (7075)
• Résistance à la corrosion et à la température
• Conductivité thermique et électrique
• Haute travaillabilité

Applications typiques :

• pour 6061 : raccords aéronautiques et marins, montures d'objectif de caméra, accouplements, quincaillerie électronique
• pour 7075 : pièces aéronautiques et vélo, engrenages et arbres, pièces de fusibles, clés, pièces de missiles, soupapes

Laiton

Similaire à l'aluminium, le laiton est facile à travailler et rentable. Autres propriétés :

• Résistance moyenne
• Haute stabilité
• Résistance à la corrosion
• Résistance chimique
• Haute usinabilité

Pièces usinées CNC typiques :

• Composants aérospatiaux
• Quincaillerie électronique et contacts
• Raccords
• Dispositifs médicaux

Bronze

Le bronze consiste en cuivre et zinc et porte beaucoup des mêmes propriétés physiques et mécaniques du matériau de base cuivre, telles que :

• Non-étincelant
• Résistance à la corrosion
• Conductivité thermique et électrique
• Bonne travaillabilité

Produits typiquement produits :

• Roulements et bagues
• Instruments de musique
• Sculptures
• Ressorts

Fonte

En opérations d'usinage CNC, la fonte est principalement utilisée pour sa disponibilité immédiate, sa résistance et sa résistance à l'usure. Applications typiques :

• Pièces auto et camion
• Pièces d'équipement éolien
• Composants pompes puits de pétrole
• Outils et bâtis de machines-outils

Cuivre

Le cuivre offre plusieurs caractéristiques qui le rendent approprié pour les pièces usinées CNC, incluant :

• Résistance moyenne
• Conductivité électrique
• Résistance à la corrosion
• Bonne travaillabilité

Quelques-uns des produits usinés CNC typiquement faits en cuivre incluent :

• Pièces automobile et ingénierie générale
• Composants d'appareils
• Contacts électriques

Nickel et alliages de nickel

Il y a une variété de nickel et alliages de nickel, tels que Hastelloy et Inconel, disponibles pour utilisation en opérations d'usinage CNC, chacun offrant :

• Résistance moyenne à élevée
• Résistance à la corrosion et à l'oxydation
• Usinabilité moyenne

Applications typiques pour ces matériaux :

• pour Hastelloy : réacteurs chimiques, équipement de distillation, tuyaux et soupapes, vessels sous pression
• pour Inconel : pièces auto et aéro, électronique grand public, dispositifs de santé

Acier et alliages d'acier

L'acier est disponible dans une large gamme de nuances pour convenir à différents projets d'usinage industriels et commerciaux. En général, chaque alliage démontre les propriétés suivantes :

• Haute résistance et dureté
• Faible résistance à la corrosion
• Haute formabilité, usinabilité et soudabilité

Applications de l'acier en usinage CNC :

• Pièces lourdes
• Engrenages
• Rivets
• Arbres
• Goujons

Acier inoxydable

L'acier inoxydable combine la résistance et la dureté de l'acier avec une plus grande résistance à la corrosion. En plus de ces caractéristiques avantageuses, il offre aussi une bonne usinabilité et soudabilité.

Applications industrielles et grand public :

• Pièces aérospatiales et automobiles
• Équipement transformation alimentaire
• Instruments médicaux et chirurgicaux
• Composants machines
• Vis

Variété de plastiques

Les plastiques servent d'alternative à faible coût, facile à usiner, aux métaux pour applications où la résistance et la conductivité électrique ne sont pas critiques. Selon les formulations plastiques spécifiques, certaines des propriétés que les plastiques démontrent sont :

• Nylon : résistance au feu correcte et isolation
• PVC : excellente résistance chimique et à la corrosion et bonne résistance au feu
• PEEK : haute stabilité et résistance, résistance à l'impact, et fluage minimal

Applications typiques :

• pour nylon : roulements et isolateurs
• pour PVC : profils construction à dispositifs médicaux, membranes toiture à cartes crédit, jouets à tuyaux
• pour PEEK : connecteurs, interrupteurs, douilles de test

Matériaux CNC de Technox Machine and Manufacturing, Inc.

Pour les opérations d'usinage CNC, les professionnels de l'industrie emploient le plus communément l'aluminium, l'acier et l'acier inoxydable en raison de leur résistance et polyvalence globales. Cependant, selon les spécifications de pièce et projet, ils peuvent aussi utiliser d'autres matériaux pour une conductivité thermique et électrique améliorée, résistance à la rouille et corrosion, ou autres propriétés de matériau requises.

Chez Technox Machine and Manufacturing, Inc., nous avons une large gamme de matériaux disponibles pour convenir à une variété d'applications d'usinage. Notre équipe a la connaissance et l'expertise pour vous aider à sélectionner le matériau avec les bonnes caractéristiques pour la production rentable de vos composants. Contactez-nous pour plus d'informations sur notre disponibilité et capacités matériaux ou demandez un devis pour discuter les détails de votre prochain projet.