Comprendre le fraisage des métaux :processus, machines et applications

Le fraisage des métaux est une sous-catégorie du processus de travail des métaux et implique le façonnage et la découpe. et poinçonnage de pièces métalliques dans une fraiseuse. Les anciens équipements de fraisage des métaux étaient contrôlés manuellement, mais la dernière technologie de fraisage des métaux s'appuie souvent sur des processus de commande numérique par ordinateur (CNC) pour façonner plus finement des pièces et des composants complexes. Le type de fraiseuse à métaux le plus courant est la broche verticale, qui fonctionne de la même manière qu'une perceuse électrique industrielle pour percer des trous et des fentes dans le métal ou découper des formes complexes, telles que des engrenages.

L’utilité des machines de fraisage des métaux dans l’industrie moderne ne peut être sous-estimée, car elle est vaste et difficile à quantifier. La plupart des pièces métalliques mobiles ne peuvent pas être moulées sous pression au niveau de détail fin auquel elles peuvent être façonnées et découpées avec différents types d'équipements de fraisage. On estime qu'en 1996, au moins 49 % de la valeur ajoutée des produits manufacturés provenait de l'ensemble de l'industrie métallurgique. L’industrie représentait 11 % du produit intérieur brut (PIB) total mondial la même année.

Bien que le broyage des métaux ne soit qu’un sous-ensemble de l’industrie métallurgique globale, il s’agit d’un élément crucial de la production de produits métalliques. Les estimations de l'emploi dans l'industrie métallurgique mondiale, en 1996, étaient de l'ordre de 70 millions de personnes. La valeur des exportations mondiales de produits métalliques était estimée à 2 200 milliards de dollars américains (USD) rien qu'en 1997, les principaux pays exportateurs étant les États-Unis, le Japon et l'Allemagne.

Les types de fraiseuses vont des fraises verticales standard aux fraises horizontales conçues pour découper des formes de trous de serrure, des fraises en bout pour couper des fentes et des poches dans le métal, des fraises en bout à deux cannelures pour le travail en plongée et des fraises à bille pour la coupe de filets. Bien que la plupart des travaux de fraisage des métaux impliquent des surfaces planes, une fraiseuse peut également être réglée pour produire une surface irrégulière définie, voire des formes tridimensionnelles complexes. La conception typique implique un foret de coupe à plusieurs dents de différentes formes qui est introduit dans une pièce fixée à une table mobile contrôlée par ordinateur.

Le fraisage a tendance à être un processus de fabrication coûteux, car les mèches et les fraises fonctionnent à des températures élevées et brûlent le liquide de refroidissement qui leur est pulvérisé au cours du processus pour les empêcher de surchauffer. Les mèches elles-mêmes sont également très coûteuses, car elles doivent être durcies à un degré tel qu'elles peuvent couper à plusieurs reprises des métaux, tels que l'aluminium et l'acier inoxydable, pendant des heures. Le fraisage de métaux durs, également connu sous le nom d'usinage à grande vitesse (HSM), consiste à fraiser des alliages d'acier trempé, de titane et de cobalt. Il est considéré comme le secteur le plus rentable et le plus exigeant de l'industrie pour le fraisage de composants aérospatiaux et bien plus encore.

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