Usinage CNC du cuivre :nuances, considérations et applications

Le cuivre reste l'un des plus anciens matériaux métalliques. Ce n'est pas du tout surprenant compte tenu des propriétés exceptionnelles des matériaux en cuivre. Plus précisément, le cuivre a une excellente résistance à la corrosion et une excellente conductivité thermique et électrique. Ainsi, les rendant précieux pour plusieurs applications.

L'usinage CNC du cuivre est l'un des services d'usinage des métaux les plus précis utilisés dans diverses industries pour la fabrication de pièces en cuivre. Pourtant, plusieurs considérations sont associées à l'usinage de pièces en cuivre.

Ce guide examine tout ce que vous devez savoir sur l'usinage CNC du cuivre, ses applications et les différents facteurs à prendre en compte avant d'usiner le cuivre.

La CNC facilite l'usinage du cuivre

Les machines à commande numérique par ordinateur (CNC) font partie des technologies de fabrication les plus recherchées pour les applications d'usinage. Cela est dû à leur vitesse élevée, leur exactitude, leur précision et leur compatibilité avec divers matériaux.

Surtout, ce service d'usinage est devenu très courant dans la fabrication de divers matériaux en pièces souhaitées, et le cuivre ne fait pas exception. Auparavant, l'usinage du cuivre était fastidieux en raison de sa grande flexibilité, de sa ténacité et de sa plasticité.

Pourtant, l'usinage CNC a rendu l'usinage des pièces en cuivre beaucoup plus facile à gérer. Tout cela grâce aux processus automatisés impliqués dans l'usinage des pièces en cuivre souhaitées.

Nuances de matériaux en cuivre pour l'usinage CNC

Les matériaux en cuivre sont l'un des principaux groupes de métaux commerciaux. Dans une large mesure, vous constaterez que différentes qualités de matériaux en cuivre sont disponibles pour l'usinage des pièces en cuivre. En outre, ils comprennent des propriétés variables adaptées à des projets d'usinage spécifiques.

Par conséquent, choisir le bon matériau pour votre projet d'usinage peut devenir délicat car il implique plusieurs facteurs.

Même ainsi, l'identification du matériau avec des propriétés adaptées à vos pièces en cuivre est la première étape de l'utilisation de l'usinage.

Jetez un œil aux différentes qualités de matériaux en cuivre pour l'usinage CNC ci-dessous :

1. Cuivre Pur

Les matériaux en cuivre pur sont généralement mous et malléables. La qualité diluée du cuivre pur contient une petite quantité de divers éléments d'alliage. Par conséquent, cela aide à modifier une ou plusieurs propriétés fondamentales du cuivre pur aux formes souhaitées. De même, l'ajout d'autres éléments d'alliage à cette nuance de cuivre augmente sa ténacité.

Les qualités commerciales de cuivre pur contiennent environ 0,7 % d'impuretés totales dans leur composition. Vous découvrirez qu'ils sont désignés par les numéros UNS C10100 à C13000 en fonction des éléments ajoutés et du niveau d'impureté.

Le cuivre pur est le plus approprié pour la fabrication d'équipements électriques. Ils comprennent le câblage et les moteurs. De plus, cette nuance de cuivre s'applique aux machines industrielles telles que les échangeurs de chaleur.

2. Cuivre électrolytique

Le cuivre brai dur électrolytique provient du cuivre cathodique. Le cuivre cathodique désigne le cuivre raffiné par électrolyse.

Généralement, le processus consiste à remplir des composés de cuivre dans une solution. Ensuite, l'application d'une électricité adéquate aide à purifier le matériau en cuivre. Par conséquent, la plupart des cuivres électrolytiques contiennent moins d'impuretés que les autres qualités de cuivre.

Vous constaterez que le C11000 est le plus répandu de toutes les nuances de cuivre électrolytique. Le C11000 contient généralement moins de 50 parties par million d'impuretés métalliques, y compris le soufre. De plus, ils ont une conductivité électrique élevée, jusqu'à 100 % IACS (International Annealed Copper Standard).

Leur ductilité exceptionnelle les rend adaptés aux applications électriques. Ils comprennent les enroulements, les câbles, les fils et les jeux de barres.

3. Cuivre sans oxygène

Par rapport aux autres qualités de cuivre, les cuivres sans oxygène ont la pureté la plus élevée. Ils contiennent également peu ou pas d'oxygène. Dans la plupart des cas, les nuances de cuivre sans oxygène comprennent de nombreux composants électriques en cuivre à haute conductivité. Pourtant, C10100 et C10200 sont les plus courants.

• C10100, connu sous le nom d'électronique sans oxygène (OFE), est un cuivre pur avec une teneur en oxygène d'environ 0,0005 %. Plus encore, c'est la plus chère de ces nuances de cuivre.
• C10200, également appelé sans oxygène (OF), contient environ 0,001 % d'oxygène. Il a également une conductivité électrique élevée avec au moins 100 % d'IACS, ce qui n'est pas meilleur que les matériaux en cuivre électrolytique.

Ces matériaux en cuivre sans oxygène sont fabriqués par fusion par induction en utilisant du cuivre cathodique de haute qualité. Dans ce processus de fabrication, le cuivre cathodique est fondu dans des conditions non oxydantes fournies par un revêtement en bain de graphite. Ainsi, cela contribue à réduire la teneur en hydrogène dans l'atmosphère de travail.

Les cuivres sans oxygène sont les plus adaptés à l'électronique sous vide poussé en raison de leur conductivité élevée. Ils comprennent des tubes émetteurs et des joints verre-métal.

4. Cuivres à usinage libre

Ce matériau en cuivre comprend divers éléments d'alliage. Les éléments notables comprennent le nickel, l'étain, le phosphore et le zinc. La présence de ces éléments permet d'augmenter l'usinabilité de cette nuance de cuivre.

De plus, les matériaux en cuivre de décolletage comprennent des alliages de cuivre tels que le bronze et le laiton. Prenez note des éléments suivants :

• Le bronze est un alliage de cuivre, d'étain et de phosphore réputé pour sa dureté et sa résistance aux chocs.
• Le laiton est un alliage de cuivre et de zinc avec une maniabilité et une résistance à la corrosion exceptionnelles.

Les matériaux en cuivre à usinage libre conviennent à une large gamme d'usinage de pièces en cuivre. Ils comprennent les pièces de monnaie, les torches, les composants électriques usinés, les engrenages, les roulements, l'hydraulique automobile, etc.

Avantages et inconvénients des pièces en cuivre CNC

La plupart des pièces en cuivre CNC disponibles aujourd'hui présentent des avantages et des inconvénients spécifiques. Vérifiez-les ci-dessous :

Avantages

Généralement, la plupart des pièces en cuivre CNC ont une bonne usinabilité, ductilité et résistance aux chocs. Ils présentent également une conductivité thermique et électrique élevée, une résistance à la corrosion et à l'usure

Un autre avantage de l'usinage CNC pour les pièces en cuivre comprend une bonne formabilité dans les processus à chaud et à froid. En dehors de cela, les pièces en cuivre CNC sont compatibles avec plusieurs finitions de surface économiques.

Inconvénients

Malgré les avantages polyvalents, certains inconvénients sont associés à l'usinage de pièces en cuivre avec CNC. Par exemple, tous les matériaux en cuivre ne peuvent pas subir des processus tels que le soudage par points, le soudage à l'arc avec revêtement, etc.

De plus, différentes qualités de cuivre ont des propriétés de résistance à la corrosion variables. Ainsi, certaines pièces en cuivre CNC sont sensibles à la corrosion dans des atmosphères contenant des substances réactives.

Facteurs à prendre en compte dans l'usinage CNC du cuivre

Les pièces en cuivre CNC continuent de stimuler la demande populaire. Même dans ce cas, certains facteurs essentiels doivent être pris en compte avant l'usinage de pièces en cuivre. Jetez un œil à certains de ces facteurs ci-dessous :

1. Choisir la bonne qualité de matériau en cuivre

Avant l'usinage CNC du cuivre, vous devez sélectionner la qualité de matériau en cuivre la plus adaptée à votre application. Par exemple, choisir du cuivre pur pour fabriquer des pièces mécaniques est inapproprié et coûteux. En tant que tel, l'excellente usinabilité du cuivre de décolletage le rend le plus approprié.

De plus, ils sont également rentables. Vous devez donc examiner les propriétés requises pour vos pièces en cuivre afin de sélectionner la bonne nuance de cuivre pour l'usinage.

2. Conception pour la fabricabilité

Vous devez également répondre aux exigences de conception et aux spécifications avant d'usiner le cuivre. Cela vous aidera à obtenir les fonctionnalités nécessaires pour votre pièce en cuivre fabriquée.

En règle générale, il est préférable d'utiliser et de maintenir une épaisseur de paroi de 0,5 mm pour fabriquer des pièces esthétiques en cuivre.
En outre, vous pouvez également vous engager dans certaines bonnes pratiques de conception. Ils incluent la réduction du nombre de configurations de pièces, les vérifications des dimensions et la prévention des poches profondes avec de petits rayons.

3. Définir le taux d'alimentation d'ajustement

L'avance est la vitesse à laquelle l'outil de coupe engage la pièce. Par conséquent, vous devez définir la bonne vitesse d'avance avant l'usinage de la pièce en cuivre, car cela a un impact sur la qualité, la durée de vie et les finitions de surface de la pièce en cuivre. De plus, le cuivre conduit rapidement la chaleur. Ainsi, une vitesse d'avance élevée peut augmenter l'usure de l'outil au fil du temps.

4. Choisissez le bon matériau d'outil

De nombreuses nuances de cuivre ont une usinabilité et une solidité variables. Ainsi, la sélection du matériau d'outil approprié pour l'usinage de pièces en cuivre reste essentielle. De plus, vous constaterez que l'usinage de l'acier CNC s'applique à la fabrication d'outils de coupe à grande vitesse utilisés dans l'usinage du cuivre. Cela permet d'éviter des complications telles que l'usure de l'outil et la formation de copeaux.

Finitions de surface et options de post-traitement pour les pièces en cuivre

Comme son nom l'indique, les finitions de surface sont des processus après la fabrication de pièces métalliques. Généralement, ces post-traitements visent à modifier la surface des pièces en cuivre pour obtenir des propriétés spécifiques et les rendre plus attrayantes.

Vous trouverez ci-dessous les finitions de surface standard applicables aux pièces en cuivre.

Électropolissage

Lors du polissage électrolytique, une couche microscopique de matériau est retirée de la surface des pièces en cuivre. Ce matériau varie généralement entre 0,00254 mm et 0,0635 mm de largeur. En conséquence, cette méthode de post-traitement aide à rendre la surface de votre pièce en cuivre finie plus lisse et plus scintillante.

De plus, le polissage électrolytique peut aider à améliorer la résistance à la corrosion des pièces en cuivre finies.

Galvanoplastie

La galvanoplastie du cuivre aide à protéger davantage la surface extérieure de vos pièces en cuivre contre l'oxydation. Les plaques métalliques se mettent en place sans perturber leur conductivité électrique et thermique. Ainsi, ce procédé permet de prolonger la longévité de vos pièces en cuivre.

Exploitation des médias

Cette méthode de post-traitement permet de couvrir les défauts de vos pièces en cuivre fabriquées. De plus, le grenaillage crée une finition durable, plus terne et plus subtile.

Techniques d'usinage de pièces en cuivre

Plusieurs services d'usinage des métaux sont employés dans de nombreuses industries pour produire des pièces métalliques, mais certaines techniques d'usinage ne conviennent qu'à certains matériaux métalliques. Vous conviendrez que l'usinage du cuivre pur peut être plus difficile que l'usinage du laiton.

En tant qu'alliage de cuivre, le laiton contient d'autres éléments d'alliage tels que le zinc, ce qui le rend beaucoup plus facile à usiner que la plupart des matériaux métalliques. Ainsi, vous pouvez usiner des alliages de cuivre en utilisant diverses techniques.

Découvrez ci-dessous quelques-unes des techniques appropriées pour l'usinage de pièces en cuivre :

Fraisage de pièces en cuivre

Le fraisage CNC est un processus d'usinage automatisé qui contrôle le mouvement et la vitesse d'avance des outils de coupe rotatifs. Ainsi, dans le fraisage CNC du cuivre, les outils tournent et se déplacent sur la surface des matériaux en cuivre. Ensuite, les matériaux de cuivre en excès sont lentement éliminés jusqu'à ce que la forme et la taille nécessaires soient formées.

Le fraisage CNC est le plus courant avec les alliages de cuivre car ils ont une meilleure usinabilité et produisent des pièces précises et complexes. Les fabricants utilisent souvent la fraise en carbure à 2 dents pour le fraisage du cuivre.

De plus, les experts utilisent ce processus pour fabriquer diverses caractéristiques de conception pour les pièces en cuivre. Ils comprennent des encoches, des poches, des trous, des fentes, des rainures, des surfaces planes, des contours, etc.

Tournage pour pièces en cuivre

Ce procédé de fabrication nécessite d'apposer les matériaux en cuivre dans une position. De plus, les outils de coupe amenés à la pièce restent immobiles. Par conséquent, le matériau en cuivre tournant à la vitesse de réglage appropriée se réduit à la dimension souhaitée.

Le tournage s'adapte à de nombreux alliages de cuivre et permet la fabrication rapide de pièces en cuivre de haute précision. En outre, ce processus est également rentable. Ainsi, le tournage CNC du cuivre convient à la fabrication de nombreux composants électroniques et mécaniques tels que les connecteurs de fils électriques, les vannes, les barres omnibus, les radiateurs, etc.

Applications de l'usinage CNC du cuivre

Les pièces CNC en cuivre sont précieuses dans plusieurs secteurs, notamment les entreprises d'électricité, de construction, de transport et de biens de consommation.

Vous trouverez ci-dessous les applications de l'usinage CNC du cuivre :

• Échangeurs de chaleur
• Connecteurs électriques
• Radiateurs
• Roulements et engrenages
• Buses de soudage au gaz, etc.

Services d'usinage du cuivre chez WayKen

Les pièces en cuivre CNC conviennent aujourd'hui à de nombreuses applications différentes. Pourtant, des services d'usinage du cuivre de qualité sont essentiels pour répondre aux spécifications et aux exigences de conception de ces pièces en cuivre.

Chez WayKen, nous avons des professionnels expérimentés qui peuvent gérer tous vos services d'usinage CNC en cuivre. Nous proposons des techniques de fraisage et de tournage CNC de premier ordre pour répondre à la conception de votre produit spécifique.

Contactez-nous dès aujourd'hui pour bénéficier d'un service d'assistance personnalisé et vous recevrez une réponse dans les 12 heures.

FAQ

Quelle est la vitesse de coupe du cuivre ?

Vous pouvez appliquer différentes vitesses de coupe pour les matériaux en cuivre. Mais notez que cela dépend de la qualité du cuivre et de la méthode d'usinage. Par exemple, une vitesse de coupe standard de 2000 à 4000 fpm est appliquée lors du fraisage du laiton

Le cuivre est-il facile à usiner ?

La facilité de fraisage du cuivre varie en fonction de la qualité du matériau en cuivre sur lequel vous travaillez. Vous constaterez que le cuivre pur est un métal compliqué à usiner en raison de sa grande plasticité et de sa ténacité. En revanche, les alliages de cuivre comme le laiton sont beaucoup plus faciles à usiner en raison de leur usinabilité améliorée.

Quel élément d'alliage en cuivre convient à l'usinage à grande vitesse ?

L'alliage du cuivre avec des éléments tels que le zinc, l'étain, le nickel, l'aluminium et le silicium améliore l'usinabilité du cuivre. Par conséquent, cela le rend adapté à l'usinage à grande vitesse.