Qu'est-ce que l'usinage CNC ? Comprendre ce processus de fabrication fascinant

Jetez un coup d'œil autour de vous, identifiez et nommez tous les produits qui vous entourent, y compris les téléphones, les tablettes, les ordinateurs portables, les montres-bracelets, les véhicules et les bureaux. La plupart, sinon la totalité de ces articles, sont des produits finis de l'usinage CNC.

L'usinage CNC est un processus de fabrication qui utilise des instructions informatisées (ou un programme informatique) pour créer avec exactitude et précision les pièces dont vous avez besoin.

La nature informatisée - couplée à la haute précision, à la précision et à une large gamme de compatibilité des matériaux - de l'usinage CNC en fait l'un des processus de fabrication les plus demandés aujourd'hui. Par exemple, Tech Giant Apple a dû abandonner l'usinage conventionnel et s'appuyer sur l'usinage CNC pour fabriquer la coque extérieure unibody du MacBook.

Voulez-vous en savoir plus sur le fonctionnement des machines CNC, le processus d'usinage CNC et les différents types de machines CNC disponibles aujourd'hui ? Vous êtes au bon endroit !

Qu'est-ce que la CNC et comment fonctionnent les machines CNC ?

CNC signifie Commande numérique par ordinateur; il s'agit simplement d'une méthode pour automatiser le contrôle des machines-outils.

Les machines à commande numérique par ordinateur s'appuient sur des instructions informatiques et un programme de FAO (fabrication assistée par ordinateur) pour contrôler, automatiser et surveiller le mouvement des machines-outils afin de créer la pièce souhaitée.

Vois-le de cette façon. Une machine CNC prend une pièce de matériau en stock (par exemple, un bloc d'aluminium) et la transforme en un produit fini grâce à des processus d'enlèvement de matière contrôlés.

Décomposons encore plus le processus d'usinage CNC.

Le processus d'usinage CNC expliqué

Nous pouvons décomposer le processus d'usinage CNC en cinq étapes distinctes :

#1 Créez vos conceptions 2D et 3D

La première étape du processus d'usinage CNC consiste à créer les dessins 2D et 3D de votre pièce à l'aide d'un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO) ou de fabrication assistée par ordinateur (FAO) comme SolidWorks et Autodesk Inventor. Lors de la création de vos dessins 2D et 3D, vous devez spécifier toutes les dimensions importantes, les caractéristiques avec des tolérances et les surfaces avec des exigences de finition de surface spécifiques.

L'objectif est de faire une représentation précise de la pièce (ou du produit) que vous cherchez à créer.

En savoir plus : Un aperçu de la conception CAO CNC

#2 Enregistrez votre conception en utilisant les meilleurs formats de fichiers CAO 3D

Deux formats de fichiers compatibles CNC couramment utilisés dans l'usinage CNC sont les formats de fichiers STEP et IGES.

Le format STEP (parfois appelé format STP) est largement considéré comme le meilleur format de fichier pour partager vos modèles 3D. En effet, le format est neutre et n'appartient à aucun fournisseur de logiciels de CAO 3D en particulier. Par conséquent, votre équipe de développement de produits (ou votre atelier d'usinage) n'aura aucun problème à accéder (ou à modifier) ​​vos conceptions, quel que soit le logiciel de CAO 3D que vous avez utilisé pour les créer.

En revanche, le format IGES (prononcé « eye-jess ») est un format de fichier plus ancien que le format STEP. Il est disponible dans presque tous les packages de CAO 3D, ce qui signifie que votre machiniste n'aura aucun problème à y accéder pour fabriquer vos produits. Cependant, les fichiers IGES sont généralement plus volumineux que le fichier STEP pour la même conception de produit. Par conséquent, le format de fichier STEP peut être l'option idéale si vous devez envoyer des conceptions volumineuses à votre fabricant par e-mail.

Les autres formats de fichiers CAO 3D utilisés dans l'usinage CNC incluent les formats de fichiers AP214, STL, DWG et DXF.

#3 Le machiniste génère un parcours d'outil

Un parcours d'outil est une série d'emplacements de coordonnées (ou le chemin dans l'espace) qu'un outil de coupe CNC suivra pendant le processus d'usinage pour produire la géométrie souhaitée de la pièce.

Pour aider à mieux comprendre le "parcours d'outil" dans l'usinage CNC, considérons l'image ci-dessous où nous avons un bloc dont les caractéristiques résident sur le plan XY. Pour créer la pièce souhaitée (un bloc avec deux cavités cuboïdes), vous devez d'abord positionner votre outil de coupe pour effectuer des coupes le long de l'axe Z avant de vous déplacer le long du plan XY.

Les logiciels de FAO ont généralement des fonctionnalités qui permettent aux machinistes de définir leur stratégie d'usinage, y compris le type d'outils de coupe à utiliser, les vitesses d'avance et la vitesse de l'outil de coupe.

#4 Le machiniste convertit les paramètres d'usinage en fichier compatible CNC

La dernière étape que le machiniste prend sur le logiciel CAM est de convertir la stratégie d'usinage en ce qu'on appelle le G-code. Un code G est un langage informatique qu'une machine CNC peut comprendre et exécuter ; il indique précisément à la machine CNC les étapes à exécuter pour fabriquer votre pièce.

Après avoir généré le G-code, le machiniste l'exporte vers la machine CNC.

En savoir plus : Qu'est-ce que le G-Code et le M-Code ?

#5 Le machiniste exécute l'opération d'usinage

C'est la phase où le machiniste insère la pièce dans la machine CNC et installe tous les outils de coupe nécessaires à l'opération d'usinage. Une fois ces étapes franchies, le machiniste lance le programme d'usinage pour créer des pièces de manière autonome.

Types de machines CNC

Les machines CNC sont disponibles en plusieurs types, chaque type ayant ses fonctions et sa capacité d'usinage. Quatre des machines CNC les plus couramment utilisées aujourd'hui incluent :

• Fraiseuses CNC
• Fraiseuses CNC 5 axes
• Machines de tournage CNC
• Perceuses CNC

Fraiseuses CNC

Les fraiseuses CNC (ou fraiseuses CNC) créent des pièces en faisant tourner un outil de coupe contre une pièce fixe. Cette opération enlève de la matière de la pièce pour former la pièce souhaitée. La séquence de mouvement de l'outil de coupe est contrôlée par la technologie de commande numérique par ordinateur.

Vous trouverez généralement des fraiseuses CNC en tant que machines à trois axes, ce qui signifie qu'elles fonctionnent le long de trois axes indépendants (axe X, axe Y et axe Z) pour fabriquer des pièces. Cependant, la technologie de fraisage CNC a récemment évolué vers des machines complexes capables de fonctionner selon plusieurs axes indépendants (par exemple, la fraiseuse CNC 5 axes).

Fraiseuse CNC 5 axes

Une fraiseuse CNC à 5 axes est un type de fraiseuse qui fonctionne le long de cinq axes indépendants - qui sont l'axe X, l'axe Y, l'axe Z et les axes de rotation A et B. Cela vous permet d'approcher votre pièce dans toutes les directions pour créer des géométries complexes.

La fraiseuse CNC à 5 axes permet à la pièce et à un outil de coupe de se déplacer simultanément pendant le fonctionnement, ce qui permet de gagner du temps et de créer des cavités et des coupes angulaires avec précision et précision.

Tours CNC

Les tours CNC (ou tours CNC) sont similaires aux fraiseuses CNC - ils s'appuient sur la nature automatisée de la technologie CNC pour créer des coupes et usiner des pièces. Cependant, contrairement aux fraiseuses CNC, un tour CNC crée des coupes en faisant tourner la pièce contre un outil de coupe fixe.

Un assemblage de machine de tournage CNC typique comprend un mandrin tenant la pièce à usiner. Le mandrin est fixé à une broche qui fait tourner la pièce contre l'outil de coupe fixe. Ce mode de fonctionnement enlève des parties de matière de la pièce, vous permettant de créer les pièces souhaitées.

Les tours CNC sont idéaux pour l'usinage de formes cylindriques; ils vous permettent d'effectuer des opérations de tournage, y compris des opérations de tournage conique, de perçage, de moletage, de rainurage et de tronçonnage.

Perceuses CNC

Une perceuse CNC utilise un outil de coupe rotatif pour créer des coupes dans une pièce fixe, comme les fraiseuses CNC. Cependant, les perceuses CNC sont particulièrement adaptées pour produire des trous pour recevoir des boulons ou des vis mécaniques à des fins d'assemblage. Vous les trouverez également utiles pour créer des lettrages ou des gravures sur une pièce.

Les autres types de machines CNC comprennent les découpeurs plasma CNC, les machines de découpe laser CNC et les machines à décharge électrique CNC (EDM). Ces machines ont des fonctions et des capacités d'usinage similaires. Cependant, ils diffèrent par leurs modes de fonctionnement et leur mécanisme de coupe. Pour plus d'informations, consultez notre article sur les différents types de machines CNC.

Choisir l'atelier d'usinage CNC idéal pour votre projet de fabrication

Maintenant que vous savez ce qu'est l'usinage CNC, comment il fonctionne et la large gamme de types de machines CNC, vous conviendrez que l'usinage CNC est vraiment l'une des meilleures technologies d'usinage disponibles aujourd'hui.

Cependant, si vous envisagez d'externaliser la phase de fabrication de votre développement de produit, le succès de votre projet dépend principalement de l'atelier d'usinage CNC avec lequel vous travaillez. Les ateliers d'usinage CNC de premier ordre disposent de technologies de fabrication haut de gamme, de machinistes CNC très expérimentés et d'experts en contrôle qualité qui travaillent ensemble pour que votre produit soit correctement réalisé. De plus, ces magasins répondent généralement aux exigences de plusieurs normes réglementaires telles que les normes ISO 9001, ISO 14001 et ISO 13485.

Les ateliers d'usinage idéaux ont également généralement un outil de devis instantané disponible en ligne. Par exemple, Gensun Precision Machining dispose d'un outil de devis qui vous permet de télécharger votre fichier CAO 3D (dans plusieurs formats de fichier) et de spécifier vos exigences pour obtenir un devis pour votre projet.

Usinage CNC :Gensun Precision peut vous aider

Gensun Precision Machining est l'un des principaux fournisseurs de services d'usinage CNC à travers le monde. Forts de près de deux décennies d'expérience dans l'usinage CNC, nous avons la réputation de créer des pièces métalliques et plastiques de haute qualité pour des clients de diverses industries.

De plus, notre établissement est certifié ISO 9001 pour la gestion de la qualité, certifié ISO 14001 pour la gestion environnementale et certifié ISO 13485 pour servir l'industrie médicale. Nous avons réalisé plus de 100 000 projets avec plusieurs entreprises innovantes au service de différentes industries.

Parlez-nous de votre projet et laissez nos ingénieurs hautement qualifiés, nos opérateurs de machines et notre équipe de contrôle qualité créer des pièces précisément selon vos spécifications.

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Remarque :Cet article a été initialement publié en septembre 2021 et a été mis à jour en juin 2022