Usinage CNC : avantages clés par rapport aux méthodes traditionnelles

Machine de pliage de tubes CNC Crippa à la pointe de la technologie de Fairlawn Tool

L'industrie manufacturière s'appuie fortement sur l'usinage à commande numérique par ordinateur (CNC), y compris pour des opérations qui utilisaient autrefois des équipements actionnés par des ingénieurs comme les fraiseuses, machines à façonner, fraiseuses verticales et tours à commandes. Les nombreux avantages des machines CNC signifient que les équipements nécessitant un opérateur ont dans certains cas été entièrement remplacés. Les fabricants de nombreux types à travers de nombreuses industries choisissent les avantages de l'usinage CNC pour leurs applications de fabrication et d'usinage. Il fournit une capacité de production efficace, rapide et précise, idéale pour créer de grandes quantités d'articles normalement produits avec une fraiseuse, une meuleuse, un tour à commandes, une fraiseuse verticale ou une machine à façonner.

La commande numérique par ordinateur offre quelques types d'avantages financiers et de production par rapport à la méthode conventionnelle. Dans le tournage manuel, par exemple, il doit y avoir un technicien qualifié pour chaque machine, alors qu'avec l'usinage CNC, une seule personne qualifiée peut opérer plusieurs machines.

L'usinage CNC produit une large gamme d'éléments métalliques et plastiques qui font partie des entreprises et de l'environnement général. De nombreuses industries ont besoin de coupes précises, cohérentes et complexes. Parmi ces industries :

• Aérospatiale
• Agriculture
• Automobile
• Construction
• Dentaire
• Électronique
• Armes à feu
• Hôtellerie
• Fabrication, tous types
• Travail du métal
• Militaire
• Production
• Édition
• Transport

Les premières machines CNC ont été développées par des mécaniciens de l'US Air Force dans les années 1940. Les premières machines utilisaient la technologie de papier perforé comme pilote, qui a évolué vers le logiciel numérique d'aujourd'hui. L'usinage CNC a gagné en popularité rapidement grâce à sa capacité à produire des résultats ultra-précis en grandes quantités dans de nombreuses applications. L'aspect informatisé de l'usinage CNC donne des résultats détaillés et cohérents.

Fairlawn Tool est votre fournisseur local expérimenté d'usinage CNC. Lisez la suite pour découvrir les réponses à de nombreuses questions courantes que nous recevons sur ce processus :

1. Qu'est-ce que les machines CNC ?

L'usinage à commande numérique par ordinateur est un processus utilisé principalement par les fabricants pour produire des pièces, produits, articles usinés. Les machines CNC sont ce qui accomplit le processus.

Une machine CNC est une machine qui utilise la commande numérique par ordinateur sur des outils de machine comme des tours, fraiseuses, meuleuses ou fraiseuses. La commande numérique par ordinateur diffère des PC typiques par le type de logiciel utilisé pour contrôler la machine, qui est spécialement personnalisé et programmé avec le G-Code — un langage de machine CNC spécifique qui permet un contrôle précis de caractéristiques comme la vitesse, la position, la coordination et le débit d'avance.

Un logiciel spécialisé pilote l'usinage informatisé. Le logiciel possède un G-code personnalisé, le langage qui permet un contrôle précis de la coordination, du débit d'avance, de la position et de la vitesse, parmi d'autres facteurs. Le logiciel imprégné de G-code se trouve dans un ordinateur qui ressemble à un bureau sophistiqué.

Un programmeur à la console informatique peut commander un travail de machine qui serait l'équivalent de plusieurs opérateurs sur des tours, meuleuses, fraiseuses, fraiseuses et machines à façonner. La méthode d'usinage automatisée et informatisée peut atteindre des portées, des maintiens et d'autres actions que les opérateurs humains et les machines conventionnelles ne font généralement pas efficacement.

La fabrication trouve l'usinage CNC particulièrement utile car l'industrie a besoin de grandes quantités de pièces métalliques et plastiques, souvent dans des formes complexes. Une variété de machines CNC offrent l'avantage d'avoir plusieurs axes qui peuvent s'adapter à des angles difficiles et aider à gérer des matériaux difficiles à couper.

Les machines de base ont un outil de coupe le long des axes X et Y qui peuvent chacun travailler indépendamment, mais simultanément. Les machines avancées peuvent avoir jusqu'à cinq axes qui fonctionnent de manière similaire et ont la capacité de tourner et retourner la pièce. Par exemple, l'axe Z monte et descend.

Les machines CNC peuvent automatiser les travaux nécessitant plusieurs coupes. Une fraiseuse ou une broche fait tourner l'outil de coupe, qui ressemble généralement à un foret. Un vrai foret ne coupe qu'à la pointe, alors que presque tout un foret de fraiseuse coupe le matériau.

La programmation dans les machines CNC intègre tous les mouvements exacts à haute vitesse nécessaires pour produire l'objet, et elle permet une personnalisation détaillée. L'usinage CNC devient de plus en plus populaire comme moyen de fabriquer des pièces métalliques ainsi que des pièces plastiques, car il permet au fabricant de produire des formes complexes qui seraient presque impossibles à créer manuellement. De nombreuses industries, en particulier les fabricants, se tournent vers les avantages de l'usinage CNC pour des solutions de production impliquant le métal, le plastique et un nombre quelconque de processus d'usinage dont ils pourraient avoir besoin.

2. L'usinage CNC est-il meilleur que le conventionnel ?

L'usinage CNC et l'usinage conventionnel visent à atteindre la même fin, et tous deux commencent avec un morceau brut de métal ou de plastique et le façonnent en une pièce. La différence la plus fondamentale entre les deux est l'automatisation du CNC versus la nature manuelle du conventionnel. La vitesse, le taux de production et la précision sont quelques-uns des principaux avantages de l'usinage CNC par rapport à l'usinage conventionnel.

Avec le CNC, un employé qualifié programme le logiciel pour couper la pièce. Avec le conventionnel, un employé qualifié effectue toutes les étapes pour configurer et opérer la machine. Dans la situation manuelle, un opérateur hautement qualifié doit également régler les engrenages, alors que l'usinage CNC n'utilise pas d'engrenages.

Le conventionnel coûte généralement moins cher et est utilisé pour les projets de petites quantités. L'usinage CNC est normalement utilisé pour les grandes quantités et n'est pas aussi rentable pour les plus petites.

Imaginez une pièce hypothétique, par exemple. Un composant a besoin d'arcs concaves et convexes, de filetages impériaux et métriques et de deux cônes de degrés différents. Une machine CNC automatisée utiliserait trois outils pour couper la pièce, tandis que la machine conventionnelle nécessiterait cinq outils et sans doute plus de temps.

Vous trouverez des technologies conventionnelles et CNC disponibles pour la plupart des travaux d'usinage. Certaines de ces technologies incluent :

• Forets : Une mèche tourne pour entrer en contact avec le matériau.
• Tours : Le bloc de matériau se déplace contre la mèche, généralement dans un mouvement latéral.
• Fraiseuses : Des outils de coupe rotatifs enlèvent du matériau d'une pièce brute.

Les technologies d'usinage CNC nouvelles incluent les types moins courants :

• Électrique/Chimique : Le bloc de matériau est coupé en utilisant un type spécifique de style d'usinage tel que faisceau d'électrons, électro-chimique, décharge électrique, photochimique et ultrasons.
• Autres : Des méthodes d'usinage CNC moins courantes impliquent de tels médias de coupe que lasers, oxy-combustible, plasma et jets d'eau.

Parmi les premières choses à se produire avec l'usinage CNC est l'utilisation du logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO) pour produire un modèle bidimensionnel ou tridimensionnel du composant final. L'image prototype de ce composant est ensuite introduite dans le logiciel, qui fonctionne à travers l'ordinateur pour commander les outils d'usinage pour produire des articles identiques au modèle.

Une fois que l'ordinateur a chargé une nouvelle image pour l'usinage CNC, il peut récupérer ce modèle encore et encore pour produire plus de ce qu'il est, ce qui est un autre des avantages des machines CNC. La technologie est conçue pour atteindre une précision d'usinage dans les .0001.

Les méthodes conventionnelles et non conventionnelles d'usinage CNC sont employées pour une pléthore de travaux qui peuvent impliquer une variété de matériaux :

• Aluminium
• Laiton
• Cuivre
• Mousse
• Fibre de verre
• Plastique
• Polypropylène
• Acier
• Titane
• Bois

Vous auriez du mal à décrire un projet typique puisque chaque entreprise a des besoins différents, mais voici 20 tâches de coupe fréquemment réalisées par l'usinage CNC :

• Aleser
• Contourner
• Couper
• Forer
• Graver
• Surfacer
• Meuler
• Rainurer
• Moletage
• Tourner
• Fraiser
• Poinçonner
• Cisailler
• Façonner
• Estamper
• Tarauder
• Texturer
• Fileter
• Tourner
• Souder

Même dans cette courte liste, vous pouvez voir combien d'avantages des machines CNC il y a. La seule situation évidente où une machine CNC peut ne pas convenir est si vous avez une petite opération qui a besoin de formes métalliques simples. Dans ce cas, la machine CNC ne conférerait pas un énorme avantage de coût.

3. Quels sont les avantages des machines CNC ?

Quiconque est responsable de la planification de la fabrication de pièces et composants métalliques voudrait savoir quels avantages ils gagnent en utilisant l'usinage CNC. Bien que le type d'entreprises et de produits diffère, les avantages CNC sont clairs.

Avantages de l'usinage CNC

Composants de précision : Le modèle numérique et l'usinage autonome du CNC éliminent pratiquement l'erreur humaine et atteignent une précision dans les 1/1000e.

Endurance fiable : Les machines CNC fonctionnent 24h/24, 7j/7, week-ends et jours fériés. Elles ne s'arrêtent que pour la maintenance ou la réparation nécessaire.

Production élevée et évolutivité : Une fois les paramètres de conception et spécifications entrés dans une machine CNC, elle exécute de manière cohérente d'énormes quantités et offre une évolutivité flexible.

Plus de capacités : Utilisées en tandem avec des logiciels de conception avancés, les machines CNC créent des sorties qui ne peuvent pas être reproduites par des machines manuelles. Même les ingénieurs les plus doués ne peuvent pas faire avec des machines conventionnelles ce que les logiciels avancés peuvent faire avec des machines CNC. Ces machines peuvent produire n'importe quelle taille, forme ou texture nécessaire.

Moins de main-d'œuvre : L'usinage CNC nécessite moins de personnel pour exécuter les tâches de production. Un opérateur qualifié peut faire fonctionner plusieurs machines CNC autonomes, et un programmeur peut les charger avec les designs nécessaires. Une machine manuelle nécessite au moins un opérateur qualifié par machine plus généralement un superviseur pour le groupe. Ce que vous économisez en main-d'œuvre peut être répercuté sur les clients, vous aidant à atteindre un avantage concurrentiel.

Produit uniforme : Lorsque vous choisissez les avantages des machines CNC par rapport aux machines conventionnelles, vos sorties CNC correspondent exactement. Même les ingénieurs les plus talentueux sur une machine conventionnelle produiront des composants qui varient légèrement. Avec les machines CNC, chaque pièce est un match parfait aux spécifications exactes du prototype.

Coûts réduits : Le résultat collectif de la haute vitesse, de l'efficacité, de la spécialisation, de la précision et surtout, de moins d'heures de main-d'œuvre, s'additionne pour un meilleur résultat net pour votre entreprise. Les coûts réduits, à leur tour, peuvent être utilisés pour créer un avantage concurrentiel et un réinvestissement dans l'entreprise. Économiser de l'argent ou en gagner plus est l'un des avantages populaires de l'usinage CNC.

Moins de maux de tête : L'usinage manuel sert de nombreux bons objectifs, mais il reste à jamais sensible à l'élément humain. Vous connaissez probablement les maux de tête financiers et culturels qu'il peut causer lorsque vous manquez de personnel, avez des gens malades, en vacances ou des opérateurs qui ne performent pas aux attentes. L'usinage CNC élimine presque ces problèmes préoccupants.

Meilleure sécurité : Avec un processus de production rapide et des pièces cohérentes vient un environnement plus sûr. Bien qu'il y ait des opérateurs impliqués dans l'exploitation des machines CNC, c'est à distance des outils tranchants, alors que les opérateurs de tours, forets, poinçons et autres outils conventionnels-manuels entrent en contact direct avec l'outil.

Rétention du design : Une fois qu'un design a été chargé dans le logiciel d'usinage CNC et qu'un prototype parfait a été créé, le programme peut facilement récupérer le design pour l'exécuter et créer l'objet à nouveau. Le fichier maître garantit que, quel que soit les facteurs externes tels que les changements d'opérateur de machine, le processus d'usinage CNC produit un match parfait à chaque fois. De plus, il n'est pas nécessaire de suivre les versions du design qui peuvent exister sur papier, clé USB, disque, autre ordinateur ou ailleurs.

Faible maintenance : Le logiciel basé sur G-code se mettra à jour automatiquement quand nécessaire, et les machines CNC ne nécessitent généralement pas beaucoup de service autre que le changement des outils de coupe à l'intervalle approprié et un léger nettoyage. Aucune maintenance régulière ne nécessite un service professionnel, ce qui économise de l'argent.

Polyvalence : L'usinage CNC lui-même crée virtuellement n'importe quel composant que vous pouvez imaginer. Certains modèles incluent des fonctionnalités et accessoires spéciaux qui accélèrent et simplifient encore le processus de production, par exemple écrans tactiles et changeurs d'outils automatisés.

Une association de travail du bois a interrogé ses membres, qui incluent des fabricants d'armoires, des producteurs de bois d'architecture et d'autres. Une majorité d'entre eux étaient d'accord sur les avantages et bénéfices du CNC dans leur industrie.

• Améliore la précision d'usinage
• Permet des tâches complexes, détails
• Crée de la flexibilité dans la fabrication
• Augmente la sécurité
• Augmente le volume de production
• Réduit le temps de changement de configuration

Si vous n'avez pas examiné comment vos pièces métalliques sont fabriquées, cela pourrait valoir la peine de découvrir si vous utilisez l'usinage CNC ou non. Il y a de nombreux avantages à utiliser des machines CNC. Si votre entreprise a un fabricant qui ne les utilise pas, vous voudrez peut-être découvrir pourquoi et envisager un changement.

4. Quels sont les inconvénients du CNC ?

Inconvénients du CNC

L'usinage CNC ne sera pas l'option la moins chère, ce que vous pourriez initialement voir comme un inconvénient. Cependant, le coût est un investissement dans des économies à long terme, l'efficacité, la fidélisation des clients et une réputation de qualité et de fiabilité.

Il coûte plus cher initialement de faire faire des services CNC pour vous. De nombreuses entreprises comptent sur un fournisseur de confiance pour faire leur usinage CNC, ce qui fonctionne bien pour de nombreuses entreprises dans de nombreux secteurs. La première série de production sera plus chère que les suivantes.

Un autre inconvénient que certains machinistes perçoivent avec la méthode CNC est qu'elle tend à rendre les compétences manuelles conventionnelles obsolètes. Avec elles disparaissent les compétences en mathématiques et en sciences développées par ceux qui apprennent par des années de formation à faire fonctionner des tours, fraiseuses, forets et plus à la main.

Bien que l'usinage CNC ait créé d'énormes nouvelles opportunités pour toutes sortes d'entreprises, il a également conduit à moins d'usinage conventionnel et, finalement, à un certain chômage. Cependant, la plupart des experts ne conviennent pas que les compétences manuelles deviendront obsolètes. En fait, certains pensent que l'usinage conventionnel prospérera à travers des projets petits et spécialisés.

5. L'usinage CNC est-il fait pour moi ?

L'usinage CNC est l'une des deux méthodes courantes de création d'un prototype à partir d'un fichier numérique, et il est souvent utilisé dans la fabrication ainsi que dans d'autres industries. L'autre façon de faire un prototype est la technologie d'impression 3D, qui utilise le modélisation par dépôt fondu (FDM) pour créer la pièce ou le produit. En plus du FDM, la technologie d'impression 3D pourrait également inclure la stéréolithographie-SLA, le frittage laser sélectif-SLS et la fusion laser sélective-SLM.

Vous pourriez vous demander à propos de la technologie d'impression 3D et si elle a des avantages sur l'usinage CNC. La réponse dépend de plusieurs facteurs et mène à quelques questions :

1. Quel type d'objet produisez-vous ?

2. Quelle est la complexité de la pièce que vous devez fabriquer ?

3. Quel matériau est impliqué dans la fabrication du produit ?

4. Quelle est la quantité attendue ?

5. Quel type de calendrier suivez-vous ?

En général, l'impression 3D est utilisée pour produire des prototypes et a une vitesse relativement faible par rapport à l'usinage CNC. Pour cette raison, elle n'est pas efficace pour produire de grandes quantités.

La technologie FDM construit du bas vers le haut, tandis que l'usinage CNC fonctionne en coupant et forant des pièces à partir d'un bloc de matériau pour lui donner sa forme.

Le FDM n'a pas de limitations dues aux angles d'axes, mais le CNC n'a pas de limitations sur le type de matériaux qu'il peut gérer. L'usinage CNC peut créer presque n'importe quelle forme, tandis que les capacités de l'impression 3D sont limitées aux matériaux qui ont été adaptés en fils réalisables.

Les deux technologies continueront d'évoluer et de s'améliorer, mais même les entreprises d'impression 3D reconnaissent que les deux coexisteront et se compléteront en tant que partie du processus de fabrication.

L'usinage CNC offre une précision, une exactitude et une vitesse supérieures pour de grandes quantités de produits, ce qui en fait le bon choix dans la plupart des situations. Les entreprises dans des industries concurrentielles gagnent un avantage grâce à l'efficacité et la cohérence, ainsi que la précision et l'exactitude.

L'usinage CNC automatise les processus de fabrication pour que vous n'ayez pas à vous soucier de la négligence des travailleurs, des congés ou des erreurs ralentissant votre opération. Vous pouvez produire en continu des pièces métalliques et plastiques complexes, multidimensionnelles, de toutes formes et tailles.

Vous pouvez effectuer des tâches d'usinage plus rapidement et plus proprement avec l'usinage CNC qu'avec toute autre méthode, et cela bénéficie au résultat net à long terme, car vous et vos clients pouvez compter sur la qualité attendue livrée.

L'usinage CNC s'adresse à une majorité d'entreprises utilisant de telles choses universelles que fixations, plaques, buses, vannes et panneaux tout en pouvant personnaliser des designs exclusifs aux besoins de chaque entreprise. La technique automatisée fait des millions de types de projets. Pour quelques exemples :

• Implants dentaires
• Mains courantes texturées
• Défense militaire
• Arbres automobiles
• Pièces d'électronique comme les téléphones portables
• Pièces d'armes à feu
• Impression estampée dans le métal
• Trous poinçonnés.

Chaque entreprise aura sa propre liste de projets différents qui font probablement de l'usinage CNC la bonne chose pour les économies, la qualité et l'efficacité.

Si la vitesse, l'exactitude ou la précision dans vos pièces métalliques fabriquées sont importantes pour vous, une machine CNC est faite pour vous. Si avoir vos processus de fabrication métallique automatisés pour ne pas avoir à vous soucier de la négligence des travailleurs, des congés, ou des erreurs ralentissant votre opération, une machine CNC est faite pour vous. Si vous devez fabriquer des formes métalliques complexes pour votre entreprise, en particulier des formes tridimensionnelles, une machine CNC est faite pour vous. La seule situation évidente où une machine CNC peut ne pas convenir est si vous êtes une très petite opération qui a besoin de formes métalliques très simples, où la machine CNC ne conférerait pas un énorme avantage par rapport au coût. Pour les industries concurrentielles, cependant, les machines CNC sont généralement les meilleures.

Partenaire d'excellence

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Nos spécialités d'usinage incluent une suite complète de capacités de poinçonnage tourelle pour feuilles perforées et pièces individuelles, ainsi que l'estampage métallique, le soudage robotisé et manuel, le formage et pliage de métal, la fabrication et pliage de tubes et la fabrication de tôles de précision. Nous sommes également l'une des rares entreprises aux États-Unis à utiliser la machine de pliage de tubes Crippa pour nos projets de pliage de tubes CNC. Cette machine unique nous permet de créer des formes rapprochées en un seul cycle, garantissant que vos pliages de tubes répondent à vos spécifications à chaque fois.

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Article mis à jour le 1/3/2018