Ateliers d'usinage de précision : sciage expert pour matériaux modernes

Le sciage est l'une des plus anciennes techniques de coupe utilisées aujourd'hui, et les innovations ont permis au processus de suivre les avancées en matière de matériaux, de tolérances et de complexité des produits. Par définition, le sciage consiste à couper une fente étroite dans une pièce en déplaçant un outil de coupe denté ou abrasif contre la surface. Le sciage est souvent utilisé pour enlever de grandes sections de matière sans se soucier particulièrement des tolérances, mais les machines de sciage CNC modernes peuvent également être utilisées pour des travaux de finition.

Termes du sciage

Avant de plonger dans les détails du sciage et de l'équipement de sciage, il est important de se familiariser avec quelques termes clés.

• Angle de coupe (Rake) : Angle des dents de la scie par rapport à la surface de coupe
• Écartement (Set) : Degré auquel les dents de la scie sont pliées latéralement loin de la lame
• Goulotte (Gullet) : Vallée entre les pointes des dents
• Épaisseur (Gage) : Largeur de la lame de scie
• Pas (Pitch) : Distance entre les sommets de deux dents adjacentes
• Trait de scie (Kerf) : Canal créé par la scie dans une pièce, ou la mesure de sa largeur

Types de sciage

À son niveau le plus basique, le sciage peut être divisé en deux types : coupe continue et coupe alternative. La méthode alternative implique des scies qui se déplacent d'avant en arrière et enlèvent de la matière à chaque course, ou dans de nombreux cas seulement sur la course avant ou arrière. Le sciage alternatif est largement utilisé dans la coupe du bois ainsi que dans l'usinage CNC, et peut être effectué avec des outils manuels ou des équipements CNC avancés.

La coupe continue a lieu lorsque la scie se déplace continuellement dans une direction, enlevant constamment les copeaux de la pièce. La coupe continue prend différentes formes selon les outils utilisés. Par exemple, le sciage à ruban utilise une lame fine et flexible qui tourne en boucle continue. Le sciage à froid implique une lame circulaire dentée.

La coupe continue rend également possibles des types de sciage uniques comme le sciage par friction et le sciage abrasif. Dans le sciage par friction, les vitesses élevées des scies circulaires ou à ruban génèrent suffisamment de chaleur en un point localisé sur la pièce pour fondre et emporter le métal sans formation de copeaux. Les lames pour le sciage par friction n'ont souvent pas de dents. Le sciage abrasif peut être effectué avec une scie à ruban ou une scie circulaire, en utilisant une lame enduite d'une substance abrasive. Le processus fonctionne alors de manière similaire au meulage, où de petits copeaux sont coupés par les bords abrasifs et emportés hors du trait de scie par la rotation de la lame.

Les techniques de sciage peuvent être divisées davantage en fonction du résultat souhaité. Le sciage de tronçonnage est effectué pour enlever de gros morceaux de matière lorsque les tolérances sont peu importantes. Pour l'usinage de tronçonnage, le sciage est souvent la méthode la plus efficace car le trait de scie est si fin et si peu de copeaux sont générés pendant la coupe. Le sciage de contour, à l'autre extrémité du spectre, peut atteindre des formes similaires au fraisage. Dans le sciage de contour, la pièce tourne contre une scie à ruban pour créer des formes complexes.

Outils utilisés pour le sciage

Comme le perçage et d'autres procédés d'usinage polyvalents, le sciage a ses équivalents dans l'entretien domestique. La plupart des boîtes à outils contiennent une scie à métaux, qui est un type de scie manuelle pouvant couper le bois, le plastique et même le métal. Les machines CNC pour le sciage alternatif sont aussi souvent appelées scies à métaux, car ce sont essentiellement des versions automatisées et robustes des scies à métaux manuelles. D'autres machines de sciage prennent des formes différentes et sont utilisées à des fins variées, comme décrit ci-dessous.

Machines à scie alternative :

• Scies à métaux manuelles : la scie à boîte à outils classique, avec un manche et une lame fine maintenue dans un cadre rectangulaire.
• Scies à métaux motorisées : font alterner mécaniquement une lame de scie, similaire à une scie à métaux manuelle mais beaucoup plus rapidement et avec plus de force. La coupe a généralement lieu seulement sur la course avant.

Machines à scie continue :

• Scies à ruban : peuvent être horizontales, verticales ou combinées. Les lames sont formées de bandes minces de métal qui peuvent être brisées et ressoudées pour travailler sur des surfaces internes. Les scies à ruban horizontales sont souvent utilisées comme remplacements des scies à métaux motorisées, mais les scies à ruban peuvent offrir une plus grande efficacité. Les scies à ruban verticales peuvent être utilisées pour la coupe de contour, comme décrit ci-dessous.
• Scies de contour : un type de scie à ruban utilisé pour couper des formes irrégulières avec un haut degré de précision.
• Scies circulaires : les scies circulaires traditionnelles sont des « scies à froid », ou disques dentés tournant à grande vitesse. D'autres options incluent les disques à friction et les disques abrasifs.

Quand les usineurs CNC utilisent le sciage

Les ateliers d'usinage CNC commencent souvent avec des barres brutes lors de l'usinage d'une pièce de bout en bout. Pour réduire la barre brute à la taille approximative nécessaire pour produire la pièce, ils scient un long morceau de barre brute en sections plus petites. Les avantages du sciage entrent tous en jeu ici : l'action de coupe est rapide, l'énergie requise est minime, et très peu de copeaux sont produits, ce qui signifie que peu de la barre brute finit dans la benne à rebuts.

Pour des opérations de tronçonnage simples comme celle-ci, le sciage utilise généralement moins d'énergie que les autres procédés d'usinage. Le fraisage, le tournage et d'autres procédés pourraient atteindre les mêmes objectifs, mais ils nécessiteraient soit des outils de coupe hautement personnalisés, soit produiraient un nombre bien plus grand de copeaux et utiliseraient beaucoup plus d'énergie. Parce que les scies maintiennent un trait de scie étroit et peuvent couper à peu près n'importe quel matériau avec la bonne configuration, elles sont idéalement adaptées aux opérations de tronçonnage.

Les scies de contour sont équipées pour couper des formes irrégulières avec une précision bien supérieure à celle nécessaire pour le tronçonnage standard. Les machines de sciage de contour peuvent également offrir des tolérances comparables aux fraiseuses, avec une excellente répétabilité. Dans de nombreux cas, le sciage de contour est utilisé pour couper l'acier à outils afin de fabriquer des matrices pour d'autres opérations d'usinage.

Plus de notre série « Ce que font les ateliers d'usinage de précision »

• Introduction
• Fraisage
• Tournage
• Alesage
• Perçage
• Sciage
• Brochage

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