Usinage CNC expliqué : fabrication de précision des métaux

Mise en forme de précision des produits métalliques

La fabrication d'objets en métal implique de nombreux procédés. L'usinage en est un, exigence incontournable de la fabrication de masse à l'ère moderne. Les machines-outils coupent, alèment, rectifient ou façonnent le métal en enlevant de la matière via une surface de coupe ou de rectification. Généralement, une machine-outil comporte deux parties : l'une maintient et guide le métal à façonner, l'autre effectue le façonnage. L'usinage, surtout à l'ère informatique, permet un travail du métal précis et fin.

Coulée, forgeage et usinage

Plusieurs formes majeures de création de formes métalliques existent.

• Coulée : remplissage d'un moule avec un alliage en fusion et refroidissement.
• Forgeage : déformation du métal modifiant ses propriétés par forces compressives altérant le réseau cristallin. Cintrage, torsion, martelage, pliage sont courants.
• Usinage : taille, rectifie, coupe, alèse ou façonne le métal. Le tourneur travaille le métal comme le menuisier le bois ; le volume de matière reste inchangé, bien que forme et finition soient travaillées.

À l'ère moderne, l'usinage est souvent une étape de finition pour produits issus du forgeage ou de la coulée, pour amener les pièces aux tolérances de précision. Tôles, billettes et barres usinées peuvent aussi être façonnées depuis leur forme brute.

Coulée et forgeage précèdent généralement l'usinage. Une pièce usinée peut subir d'autres traitements : assemblage par fixation ou soudure, traitement thermique, autres finitions de surface.

Qu'est-ce que l'usinage CNC ?

CNC = Commande Numérique par Calculateur (Computer Numerical Control). Sur machines CNC, un ordinateur contrôle précisément les mouvements. Une conception CAO est convertie en mouvements sur axes X, Y, Z. L'atelier numérique peut ainsi tailler le métal en 3D aux tolérances exactes.

Histoire de l'usinage

Les premières machines-outils étaient artisanales. Tour à arc et perceuse à arc pour tourner ou percer bois, ivoire, métaux tendres (plomb).

1774 : John Wilkinson conçoit un tour entraîné par roue à eau à rotation continue. Il l'appelle « aléseuse » (boring mill). Première vraie machine-outil moderne, précision à l'épaisseur d'un « shilling usé ». Mais incapable de coupes hélicoïdales (filets), chaque coupe nécessitant un repositionnement manuel. 1800 : Henry Maudslay améliore pour permettre le repositionnement. Le développement des machines-outils modernes s'accélère, propulsé par la machine à vapeur — qui avait besoin de l'aléseuse de Wilkinson. L'histoire de l'usinage est une conception itérative : les machines construisent et perfectionnent elles-mêmes les machines.

Outils de machines-outils métalliques courants

Outils courants :

• Tours — font tourner la pièce contre l'outil de coupe
• Perceuses à colonne — font avancer un foret dans le métal
• Rectifieuses — font tourner une meule abrasive contre la pièce
• Scies à ruban — lame continue pour couper le métal
• Fraiseuses — outil de coupe rotatif sur la surface pour façonner
• Brocheuses — limage en enlevant peu de matière
• Découpe/gravure laser — faisceaux lumineux pour couper, percer, graver
• Usinage ultrasonique — ultrasons et boue abrasive enlèvent le métal
• Usinage par faisceau d'électrons — faisceau créant chaleur intense vaporisant le métal
• Méthodes chimiques/électrochimiques — produits chimiques pour enlever/façonner le métal

Le tour est l'ancêtre de nombreuses machines-outils actuelles. Il fait tourner un objet contre le tranchant d'un outil. Donc utilisable pour alésage, perçage, filetage, fraisage, rectification : dès que la pièce peut tourner, le tour peut remplacer d'autres outils.

Reliance Foundry et l'usinage

L'usinage est une étape importante pour beaucoup de nos produits. Ex : alésage de nos roues industrielles, lissage surfaces de bornes, définition trous de boulons. Usinage sur mesure pour grosses commandes possible.

Avec machines CNC laser, certains de nos bornes en acier inoxydable deviennent des bornes d'éclairage câblées personnalisées. Contactez notre équipe commerciale pour étudier votre projet.

Sources

• https://www.reliance-foundry.com/blog/what-is-machining