Top 5 des métaux pour l'usinage CNC : choix recommandés par des experts

En conception de produits et usinage à commande numérique (CNC), vous avez un large choix de matériaux d'ingénierie : métaux, plastiques, composites.

Mais parmi tous ces matériaux, les métaux restent les plus utilisés dans de nombreuses industries. En fait, la taille du marché mondial de l'usinage des métaux était évaluée à 6,17 milliards $ en 2017 et devrait croître à un TCAC de 5,9 % sur la période 2020-2027.

Dans cet article, nous discutons de certains 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 divers autres éléments en quantités variables.

Par exemple, l'acier au carbone AISI 1018 contient typiquement 0,15-0,20 % 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.

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

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

#2 Aluminium

Comme l'acier, l'aluminium revêt une grande importance dans diverses industries. Ce qui le distingue vraiment, c'est sa légèreté et sa résistance à la corrosion.

L'aluminium est généralement 2,5 fois moins dense que l'acier et moins susceptible de se fissurer pendant l'usinage CNC. Il forme une couche d'oxyde (alumine) qui protège le métal de l'oxygène (principal élément causant la corrosion).

Un défi majeur avec l'aluminium : il forme un dépôt gommeux lors de la coupe ou de l'usinage, principalement en raison de son point de fusion bas, le faisant fusionner au 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, surtout, sa bonne usinabilité. En fait, les alliages de laiton n'entraînent pas d'usure excessive sur les machines CNC comme la majorité des métaux tendres utilisés en usinage CNC.

Cependant, un défi majeur : sa sensibilité à la corrosion sous contrainte, surtout au contact d'ammoniac ou de solutions à base d'ammoniac. Pour résoudre cette limitation, il faut soumettre la pièce à des traitements thermiques comme le recuit lors du post-traitement.

Les alliages de laiton conviennent pour le matériel électronique et contacts, engrenages, composants de serrures. Sa finition de surface excellente le rend aussi 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 utilisés pour l'usinage dans une large gamme d'industries. En plus d'être l'un des métaux les plus rentables aujourd'hui, le cuivre offre une excellente usinabilité, une bonne finition de surface, et d'excellentes conductivités électrique et thermique.

Une autre propriété critique : sa capacité à combattre les bactéries. Des tests de l'EPA américaine révèlent que les alliages de cuivre (contenant au moins 60 % de cuivre) tuent 99,9 % des bactéries en deux heures de contact. Cela rend le cuivre idéal pour fabriquer des composants médicaux comme barres de lit, robinets, éviers.

Les industries électroniques et semi-conductrices comptent aussi sur le cuivre usiné CNC pour électroaimants et circuits imprimés. Le seul défi majeur : sensibilité à la corrosion exposée aux sulfures, halogènes et solutions à base d'ammoniac.

En savoir plus : Usinage CNC du cuivre

#5 Titane

Bien que le titane ait un faible rapport résistance/poids, une résistance à la corrosion et chimique, et une haute résistance, il est extrêmement difficile à usiner. Cette difficulté est principalement due à sa faible conductivité thermique.

Pendant l'usinage, la chaleur reste piégée dans la zone de travail, causant des réactions métallurgiques qui créent un dépôt gommeux et affectent l'action de coupe plus sévèrement que d'autres métaux comme l'acier inoxydable et la fonte.

Voici quelques conseils importants pour usiner le titane et ses alliages :

1. Utiliser un fluide de coupe à haute pression pour empêcher la pièce en titane de coller à l'outil de coupe.
2. S'assurer que l'équipement maintient fermement la pièce en titane, car les alliages de titane sont moins rigides que d'autres métaux courants.
3. Évacuer les copeaux le plus rapidement possible.
4. Utiliser des fraiseuses CNC multi-axes de pointe pour fabriquer les pièces.

En savoir plus : Usinage CNC du titane

Choisir un métal : Gensun Precision Machining peut vous aider

Avec la large gamme d'options métalliques, il peut être difficile de trouver le métal adapté à votre projet de conception.

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

Contactez-nous et parlez-nous de votre projet, nous vous aiderons à déterminer quel matériau métallique correspond le mieux à vos besoins.