Maîtriser la conception de produits par fabrication soustractive : précision, rentabilité et fiabilité

Avez-vous récemment eu une idée de conception de produit, ou croyez-vous avoir le prochain grand succès sur le marché ? Si oui, vous cherchez probablement une technologie de fabrication qui créera votre produit avec précision sans vous ruiner.

La fabrication soustractive est parmi les méthodes les plus utilisées aujourd'hui dans de nombreuses industries grâce à sa haute précision, exactitude et faible coût. En fait, le géant technologique Apple a dû abandonner les méthodes conventionnelles pour s'appuyer sur la fabrication soustractive afin de créer le boîtier unibody du MacBook Pro.

Mais qu'est-ce que la fabrication soustractive, comment diffère-t-elle des autres technologies, et comment l'utiliser pour résoudre les défis typiques de conception de produits ? Cet article répond à ces questions et plus.

Qu'est-ce que la fabrication soustractive ?

La fabrication soustractive consiste à créer les formes (ou produits) désirées en enlevant successivement de la matière à partir de blocs solides. Cette méthode a gagné l'attention de l'industrie dans les années 1940 car elle permettait aux machinistes de fabriquer manuellement des pièces complexes avec une précision et exactitude optimales.

Et pour rendre les choses encore plus intéressantes, les technologies modernes de fabrication soustractive éliminent le « facteur humain » — elles nécessitent peu ou pas d'intervention de machinistes pour atteindre une précision et exactitude encore meilleures que les technologies conventionnelles. Un exemple est la machine à commande numérique par ordinateur (CNC).

Une machine CNC s'appuie sur un programme informatique (G-code) pour diriger les outils de coupe afin d'effectuer les coupes requises sur une pièce et obtenir la forme désirée. Un concepteur produit n'a qu'à créer un modèle 3D CAO de la pièce. Le programmeur CNC effectuera toutes les tâches nécessaires pour convertir ce modèle en G-code, que la machine CNC utilisera pour créer les pièces de manière autonome.

Quelle est la différence entre fabrication additive et soustractive ?

Comme les technologies soustractives modernes, les technologies de fabrication additive s'appuient aussi sur des modèles 3D CAO et programmes informatiques pour créer la forme désirée. Cependant, contrairement à l'usinage soustractif, la méthode additive consiste à ajouter des matériaux par couches jusqu'à obtenir la forme désirée. Un exemple est l'imprimante 3D.

Bien que l'impression 3D gagne du terrain dans de nombreuses industries, elle ne remplacera probablement pas les procédés soustractifs comme l'usinage CNC de sitôt. Par exemple, la taille du marché mondial des machines CNC est actuellement de 83,99 milliards USD et devrait dépasser 128,41 milliards USD d'ici 2028. En contraste, le marché mondial de l'impression 3D est évalué à 12,6 milliards.

Quels avantages l'usinage CNC (soustractif) a-t-il sur les procédés additifs ?

Quels sont les avantages de l'usinage CNC ?

#1 Meilleure précision et exactitude

L'un des principaux avantages des machines CNC est leur précision supérieure sur plusieurs technologies d'impression 3D, notamment SLS (Frittage Laser Sélectif), FDM (Modélisation par Dépôt Fondu) et DMLS (Frittage Laser Direct de Métal). Pour comparer, le Tableau 1 montre les tolérances atteignables de ces technologies.

La précision (répétabilité) des machines CNC est comparable aux imprimantes 3D. Cependant, avec l'usinage CNC, vous pouvez reproduire de grandes quantités de pièces en quelques heures, alors que les imprimantes 3D prendraient des jours (ou semaines) pour la même quantité. En bref, l'usinage CNC offre un délai plus court que l'impression 3D.

En savoir plus sur les différences entre exactitude et précision.

#2 Compatible avec une large gamme de matériaux

En tant que concepteur produit, vous savez que le choix du matériau joue un rôle crucial dans la performance et le coût. Mais même après avoir choisi un matériau idéal, il faut encore choisir une technologie de fabrication compatible.

Les machines CNC sont compatibles avec presque tous les métaux, plastiques, bois ou composites tant qu'ils sont disponibles en blocs solides. En revanche, les imprimantes 3D ne sont compatibles qu'avec les plastiques et quelques métaux.

En savoir plus sur les matériaux d'usinage CNC.

#3 Les machines CNC peuvent fabriquer des pièces grandes et complexes

Les machines CNC peuvent fabriquer des pièces extrêmement grandes et complexes, contrairement aux technologies additives. Par exemple, une simple fraiseuse CNC peut créer des pièces avec un volume de construction jusqu'à 2000 x 800 x 1000 mm, alors que le volume maximal des imprimantes SLS est d'environ 300 x 300 x 300 mm.

En savoir plus sur l'usinage CNC vs impression 3D.

Choisir entre fabrication additive et soustractive : Gensun peut vous aider

La fabrication soustractive peut résoudre de nombreux problèmes du développement produit. Cependant, cela ne signifie pas qu'elle est une méthode universelle pour tout design. La bonne technologie dépendra de vos exigences de conception, et il est utile de travailler avec un atelier ayant des capacités additives et soustractives.

Heureusement, Gensun Precision Machining est un fournisseur de premier plan de services d'usinage additifs et soustractifs en Asie. Non seulement nous avons des technologies d'usinage de pointe, mais nous avons aussi des ingénieurs, machinistes et experts en contrôle qualité hautement expérimentés capables de réussir votre produit du premier coup.

En savoir plus sur nos services de fabrication additive et soustractive.