Modernisez votre atelier : passez de l'usinage 3 axes au 5 axes CNC pour une précision supérieure

Que vous possédiez un centre d'usinage vertical 3 axes ou que vous en opériez un toute la journée, vous en êtes probablement très satisfait. Avec le bon bridage et un peu d'imagination, il y a peu de choses qu'on ne puisse fabriquer avec cette technologie. Les CUV sont moins coûteux que des centres d'usinage horizontaux ou 5 axes de taille comparable, et il n'y a pas besoin de bridage spécial ni de tombereaux. Enfin, il y a plus d'opérateurs et de régleurs formés sur CUV que sur machines 4 et 5 axes.

Pourquoi bouleverser l'ordre établi en regardant vers du neuf ? La raison principale est de garantir une production élevée, une qualité de pièce optimale et une performance machine et outil optimale — et de fidéliser vos clients.

Peut-être avez-vous entendu que l'atelier d'en face vient d'installer un magnifique nouveau 5 axes, et vous soupçonnez qu'un de vos clients discute avec eux. Vous avez peut-être aussi remarqué ces dernières années que, à mesure que les conceptions de pièces et les matériaux deviennent plus exigeants, les délais et les quantités commandées continuent de baisser. Vous vous demandez peut-être aussi comment votre concurrence arrive à rester à flot en cotant des pièces si bon marché. Mettez tout cela ensemble et la situation crie le besoin d'une solution d'usinage innovante et flexible.

Nous examinons de plus près comment les machines multiaxes font la différence — et pourquoi cela vaut la peine d'être étudié par les fabricants de toutes tailles.

L'argument de la complexité dans les centres d'usinage 4 et 5 axes

Ce scénario concurrentiel est de plus en plus familier pour une large gamme d'ateliers, mais surtout pour ceux qui produisent — ou espèrent produire — des pièces aéronautiques et médicales, où complexité et matériaux difficiles vont de pair. Il est peut-être temps d'échanger votre état d'esprit CUV traditionnel pour un qui offre des axes supplémentaires, un débit accru et une meilleure qualité de pièce. Si vous envisagez une mise à niveau, une machine à axes supplémentaires peut faire gagner du temps et des efforts sur un spectre de domaines reproductibles qui boostent in fine la production de pièces tout en préservant la qualité. Voici comment :

Les machines 4 et 5 axes réduisent l'encours et les délais

Sur un centre d'usinage 3 axes, vous avez souvent besoin de jusqu'à six opérations — une pour chaque face de la pièce — pour compléter une pièce orthogonale comme un collecteur hydraulique ou un boîtier électronique. Cela signifie un encours et des délais accrus, une manipulation de pièce supplémentaire, plus d'occasions qu'une pièce soit endommagée en attendant l'opération suivante, et plus de chances qu'un changement de révision ou une annulation survienne.

Les machines 4 et 5 axes nécessitent moins de temps de réglage et moins de bridage

Après l'opération initiale sur un CUV — généralement effectuée dans un étau de machiniste — chaque étape d'usinage suivante nécessitera un dispositif de bridage. Cette approche est coûteuse à plusieurs titres : il y a le temps passé à concevoir et fabriquer chaque dispositif, mais aussi le temps de réglage associé à chaque opération individuelle, sans parler du stockage et du suivi de tout cet outillage. Les dispositifs, tout simplement, coûtent cher.

La qualité globale de la pièce est meilleure

Il y a aussi la qualité de pièce à considérer. Quand les pièces sont « faites en une seule fois », il n'y a pas de perte de précision due à l'empilement des tolérances entre opérations, pas de variations dans la façon dont un opérateur charge une pièce versus un autre, ni d'occasions de charger une pièce incorrectement. Il n'y a pas non plus besoin de tenir des tolérances plus serrées que ce que le dessin exige — l'alésage que vous prévoyiez d'utiliser pour le positionnement sur l'opération suivante, par exemple, peut être traité comme n'importe quelle autre caractéristique de la pièce.

Finition de surface améliorée, durée de vie d'outil plus longue

Les centres d'usinage 5 axes permettent d'orienter la pièce dans la position d'usinage la plus avantageuse. En règle générale, cela signifie que les longueurs d'outil de coupe peuvent être plus courtes, ce qui procure une rigidité accrue, une durée de vie d'outil plus longue et une finition de surface améliorée. Les vitesses et surtout les avances peuvent généralement être augmentées également, améliorant le débit. Et parce qu'il est plus facile de maintenir la pièce et l'outil perpendiculaires l'un à l'autre, la durée de vie d'outil et la productivité sont encore améliorées.

Le bilan ? Des axes machine supplémentaires signifient des profits plus élevés et plus d'opportunités de croissance pour l'entreprise. Oui, vous devrez investir — il y a l'outillage machine à considérer, ainsi qu'une mise à niveau CAO/FAO, du nouveau bridage, de la formation pour les programmeurs et opérateurs — et il peut y avoir une redistribution des responsabilités. Mais au final, un centre horizontal 4 axes ou vertical 5 axes offre des avantages distincts par rapport au paradigme 3 axes conventionnel.

Vous voulez en savoir plus sur l'évolution des machines CNC ? Consultez « Ce qu'il faut savoir sur l'usinage CNC multiaxes ».

L'usinage multiaxes : pas seulement pour l'aéronautique ou le médical

Attendez : tout le monde convient que les machines-outils 5 axes sont parfaites pour produire les surfaces sculptées des pales de turbine, prothèses de genou et cavités de moules. Le problème, c'est que vous ne fabriquez peut-être rien de tout cela, donc pas besoin d'investir dans des capacités 5 axes simultanées pour le travail plus simple de votre atelier de sous-traitance, non ?

Cela peut être vrai, mais rappelez-vous que ce n'est pas parce que vous pensez ne pas avoir besoin de mouvement 5 axes simultané que vous ne bénéficierez pas du positionnement 5 axes, aussi appelé 3+2. Cela ne change pas non plus le fait qu'avoir des axes machine supplémentaires est généralement corrélé aux avantages d'un encours réduit, d'une manipulation de pièce diminuée, de délais plus courts, de coûts de réglage et bridage inférieurs, d'une meilleure durée de vie d'outil et de meilleures pièces — peu importe les pièces usinées.

Intéressé ? Préparez-vous. Plusieurs styles distincts de machines 5 axes existent, notamment les configurations à table tournante (trunnion) et à broche pivotante (swivel-rotate). Souvent, la meilleure façon de déterminer lequel convient le mieux à votre mélange de pièces est d'insister sur des essais de coupe. Vous voudrez aussi vous familiariser avec les options des machines 5 axes comme le contrôle du centre de l'outil (TCP), qui, comme son nom l'indique, suit le centre de l'outil pendant les mouvements complexes et offre un repositionnement sécurisé automatique pour la rétraction facile d'outils enfouis profondément dans une pièce inclinée. Enfin, vous devrez repenser votre traitement des pièces — utiliser une approche 3 axes sur une machine 5 axes est peu susceptible de produire les résultats escomptés.

Quelle a été votre expérience avec l'usinage multiaxes, comme les centres 4 ou 5 axes ? Partagez votre expérience.