Quels sont les meilleurs métaux pour l'usinage ? Voici 5 Options

Lorsqu'il s'agit de conception de produits et d'usinage à commande numérique par ordinateur (CNC), vous avez le choix entre une large gamme de matériaux d'ingénierie pour votre projet de conception de produit, notamment des métaux, des plastiques et des composites.

Mais de tous ces matériaux d'ingénierie, les métaux restent les plus couramment utilisés dans de nombreuses industries. En fait, la taille du marché mondial de l'usinage des métaux était évaluée à 6,17 milliards de dollars rien qu'en 2017 et devrait croître à un TCAC de 5,9 % au cours d'une période de prévision de 2020 à 2027.

Dans cet article, nous aborderons certains des différents métaux disponibles pour l'usinage. Voici cinq des métaux les plus fréquemment usinés et leurs alliages usinables.

#1 Acier

L'acier est l'un des métaux les plus couramment utilisés pour l'usinage CNC de précision. C'est un alliage contenant du fer et du carbone (jusqu'à 2%) et une variété d'autres éléments en quantités variables.

Par exemple, l'acier au carbone AISI 1018 contient généralement 0,15 % à 0,20 % de carbone, 0,05 % de soufre et 0,04 % de phosphore. L'acier AISI 1215 contient 0,09 % de carbone, 0,04 % - 0,09 % de phosphore, 0,75 % - 1,05 % de manganèse et 0,35 % de soufre. Néanmoins, la plupart des alliages d'acier ont de bonnes propriétés mécaniques et une bonne usinabilité.

Une chose à noter, cependant :l'acier est très sensible à la corrosion, ce n'est donc peut-être pas votre meilleur choix si votre pièce usinée est utilisée dans un environnement humide.

En savoir plus : 10 alliages d'acier pour l'usinage CNC

#2 Aluminium

Comme l'acier, l'aluminium revêt également une grande importance dans une variété d'industries. Mais ce qui distingue vraiment l'aluminium, c'est sa légèreté et sa propriété de résistance à la corrosion.

L'aluminium est généralement 2,5 fois moins dense que l'acier et est moins susceptible de se fissurer lors des opérations d'usinage CNC. L'aluminium forme également une couche d'oxyde (oxyde d'aluminium), qui agit pour protéger le métal de l'oxygène (l'élément majeur qui provoque l'effet oxydatif de la corrosion).

Un défi majeur avec l'aluminium est qu'il forme une accumulation gommeuse lorsqu'il est coupé ou usiné. Cela est principalement dû à la faible température de fusion de l'aluminium, ce qui le fait fusionner avec le tranchant des outils de coupe.

En savoir plus : 7 alliages d'aluminium pour l'usinage CNC

#3 Laiton

Le laiton est un alliage métallique contenant du cuivre et du zinc. Il est connu pour sa stabilité, sa dureté moyenne, sa haute résistance et, plus important encore, sa bonne usinabilité. En fait, les alliages de laiton ne causeront pas d'usure excessive sur les machines CNC comme la majorité des métaux mous utilisés dans l'usinage CNC.

Cependant, un défi majeur que vous pouvez rencontrer avec le laiton est sa sensibilité à la fissuration par corrosion sous contrainte, en particulier lorsqu'il entre en contact avec de l'ammoniac ou des solutions à base d'ammoniac. Pour résoudre cette limitation, vous devrez soumettre la pièce à des traitements thermiques comme un recuit pendant les opérations de post-traitement.

Les alliages de laiton conviennent au matériel électronique et aux contacts, aux engrenages et aux composants de verrouillage. Son excellente finition de surface le rend également idéal pour une large gamme d'applications ornementales.

En savoir plus : 10 alliages de laiton pour l'usinage CNC

#4 Cuivre

Le cuivre est également parmi les métaux les plus largement utilisés pour l'usinage dans un large éventail d'industries. En plus d'être l'un des métaux les plus rentables aujourd'hui, le cuivre présente une excellente usinabilité, une bonne finition de surface et une bonne conductivité électrique et thermique.

Une autre propriété essentielle du cuivre est sa capacité à combattre les bactéries. Les résultats des tests effectués par l'Agence américaine de protection de l'environnement révèlent que les alliages de cuivre (qui contiennent au moins 60 % de cuivre) tuent 99,9 % des bactéries dans les deux heures suivant le contact. Cela rend le cuivre idéal pour la fabrication de composants utilisés dans l'industrie médicale comme les barrières de lit, les robinets et les éviers.

Les industries de l'électronique et des semi-conducteurs s'appuient également sur des composants en cuivre usinés CNC pour les électroaimants et les cartes de circuits imprimés. Le seul défi majeur avec les alliages de cuivre est leur sensibilité à la corrosion lorsqu'ils sont exposés à des sulfures, des halogènes et des solutions à base d'ammoniac.

En savoir plus : Usinage CNC Cuivre

#5 Titane

Bien que le titane présente un faible rapport résistance/poids, une résistance à la corrosion et aux produits chimiques et une résistance élevée, il est extrêmement difficile à usiner. Cette difficulté est principalement due à la faible conductivité thermique du titane.

Pendant l'usinage, la chaleur est piégée dans la zone de travail, provoquant des réactions métallurgiques qui provoquent une accumulation de gomme et affectent l'action de coupe plus sévèrement que d'autres métaux comme l'acier inoxydable et la fonte.

Voici quelques conseils importants pour l'usinage du titane et de ses alliages :

1. Utilisez un liquide de refroidissement haute pression lors de l'usinage du titane pour éviter que la pièce en titane ne colle à l'outil de coupe.
2. Assurez-vous que l'équipement de la machine a une prise ferme sur la pièce en titane, car les alliages de titane sont moins rigides que les autres matériaux métalliques courants.
3. Retirez les puces le plus rapidement possible.
4. Utilisez des fraiseuses CNC multi-axes de pointe pour fabriquer des pièces.

En savoir plus :Usinage CNC du titane

Choisir un métal :l'usinage de précision Gensun peut vous aider

Avec le large éventail d'options de métal dont vous disposez, il peut être difficile de trouver le métal adapté à votre projet de conception de produit.

Comme nous le disons toujours à nos clients, il n'y a pas de métal parfait pour votre projet de fabrication :le bon choix dépendra de nombreux facteurs, notamment la dureté, la résistance à la traction, la résistance à la corrosion, l'usinabilité, la finition de surface et le coût, entre autres.

Contactez-nous et parlez-nous de votre projet, afin que nous puissions vous aider à déterminer quel matériau métallique correspond le mieux aux besoins de votre projet.