Comment améliorer l'état de surface des pièces usinées

L'usinage du métal ou du plastique joue un rôle énorme dans la production de pièces. Dans de nombreux cas, les finitions de surface usinées sont plus que suffisantes pour les applications d'utilisation finale, mais comme les surfaces des pièces sont coupées plutôt que coulées ou moulées, la finition de surface standard (telle qu'usinée) doit parfois être modifiée à des fins esthétiques ou fonctionnelles. . Cela peut nécessiter soit un usinage plus précis, soit l'utilisation de procédés secondaires.

Mesure de la rugosité de surface

La mesure de rugosité de surface la plus largement utilisée est Ra, ou rugosité de surface moyenne. Il mesure l'écart par rapport au plan de surface moyen en micro-pouces. Par exemple, la surface grossière d'une poêle à frire en fonte a un Ra d'environ 2 000. La surface ultra-lisse du miroir du télescope spatial Hubble est aussi proche de zéro que possible (bien qu'un défaut de moins d'un cinquantième de la taille d'un cheveu humain ait été trouvé et ait nécessité une réparation). Les pièces usinées ont tendance à se situer quelque part entre ces deux chiffres.

Alors que notre finition de surface standard aura des marques d'outils visibles, un post-traitement supplémentaire comme le rodage et le grainage peut produire des pièces plus lisses .

Parfois, la rugosité sur une surface usinée est acceptable. Généralement, pour des raisons esthétiques, une surface plus rugueuse que celle usinée est préférée. Une finition mate peut éliminer les reflets et est moins susceptible de montrer des marques. Mais les finitions mates ne peuvent pas être obtenues simplement par usinage. Pour cela, vous avez besoin de processus secondaires tels que le grenaillage ou le culbutage avec un substrat en céramique.

Surfaces plus lisses

Il existe plusieurs façons d'obtenir une finition de surface plus lisse sur une pièce usinée. Le premier facteur de finition de surface est déterminé par le processus d'usinage lui-même, ce qui vous permet de trouver un équilibre entre vitesse et douceur. Si vous avez besoin de votre pièce plus rapidement, attendez-vous à un Ra de 60 à 65. Si vous pouvez travailler avec un délai d'exécution plus long, ce chiffre tombe à un Ra potentiel de 32.

Que pouvez-vous attendre de vos pièces ? Nous cassons (ébavurons) les arêtes sur toutes les pièces usinées. Toutes les pièces en plastique usinées sont laissées telles quelles, ce qui peut laisser des marques d'outils visibles. Certaines pièces métalliques, en revanche, permettent plus de choix. Il est important de se rappeler que les pièces usinées avec précision ont souvent des arêtes vives et doivent être manipulées avec précaution.

Le grenaillage est une option de finition de surface courante pour les pièces usinées, car il en résulte une finition mate uniforme.

Si vous souhaitez un aperçu détaillé de toutes nos spécifications de conception, ces directives de fraisage CNC fournissent toutes les informations dont vous avez besoin.

Pourtant, la rugosité plus élevée de Ra 60 n'est pas ce que nous considérons normalement comme "rugueux". À un Ra de 60, une surface aura des tourbillons d'outillage visibles mais ne sera pas rugueuse au toucher. Il faudrait un microscope pour voir les variations de surface. Parfois, selon l'application, cette rugosité peut entraîner une usure supplémentaire dans une pièce mobile et provoquer une faiblesse là où une pièce est sollicitée. Cela pourrait même permettre à la corrosion de prendre pied sur vos pièces. C'est là qu'interviennent les processus secondaires.

Finition post-traitement

Les processus de finition secondaires sont extrêmement importants et nous avons plusieurs options pour atteindre des niveaux améliorés de pièces usinées finies. Les surfaces usinées sont généralement lissées par grainage ou rodage. Les deux sont similaires mais utilisent des équipements différents. Dans les deux cas, la pièce est tirée à plusieurs reprises sur une série d'abrasifs à texture de plus en plus fine jusqu'à ce que le lissé de surface souhaité soit atteint. Selon le nombre d'étapes appliquées, le grainage peut atteindre une finition de surface finale entre Ra 4 et 32. Le rodage peut produire un Ra de surface entre 2 et 16. Il n'est pas surprenant que le rodage soit le processus utilisé pour produire des miroirs de télescope astronomique de précision. Bien qu'il y ait un chevauchement dans la douceur relative qui peut être obtenue par le grainage ou le rodage, il existe une variété de facteurs, y compris le prix, qui peuvent faire de l'un ou l'autre votre processus de choix.

Comme pour les pièces métalliques, les pièces en plastique usinées peuvent utiliser divers procédés pour ajuster leurs finitions de surface. Sachez que les pièces en plastique peuvent être endommagées par le grenaillage, mais si vous êtes prêt à accepter ce risque, cela peut être fait. Plus généralement cependant, si une finition mate est nécessaire sur des pièces en plastique, le moulage par injection est utilisé afin que le moule métallique lui-même soit grenaillé pour donner une finition plus rugueuse aux pièces résultantes.

Pour une finition plus brillante, les pièces en plastique usinées peuvent être polies par ponçage humide. Comme pour le grainage du métal, un grain progressivement plus fin est appliqué jusqu'à ce que la finition souhaitée soit obtenue. There is one other treatment method for smoothing machined plastic surfaces, particularly those of clear plastics in optical applications. Machining, even with fine tools, will usually cloud the surface of a clear plastic part, something that would be unacceptable if the part is something like a lens. In those cases, flame polishing applies just enough heat to flatten the light-scattering “hills and valleys” on the part surface. This lets light pass through the part as it should, rather than be scattered by the microscopic “geography” of its surface. To the naked eye, the part’s appearance will change from cloudy to clear.

Whatever the desired finish of your machined part—whether more matte or more polished than “as-machined”—there may be several ways to achieve it. These can include the choice of machining process itself or using secondary processes. The best approach for any part really depends on your application, timeframe, production volume, budget, and the exact finish you need. Because changes to machined parts can be done fairly quickly, you may be able to try several options and see which one works best for you. Our interactive quotes with manufacturability feedback provide useful information in making those decisions, but sometimes you may need help from our support engineers to narrow down your choices. We’re here to help.

If you want to get a really detailed look at our finishing options, download our FREE Surface Finish Guide for CNC Machining.