Maîtriser le gravage CNC : Types, avantages et utilisations pratiques

Le gravage est une technique de fabrication ancestrale avec une riche place historique dans le parcours de l'humanité. Il a connu des développements incroyables tout au long de l'histoire et a des applications diverses et multiformes, particulièrement dans les arts. Aujourd'hui, ces développements nous ont menés au gravage CNC, un processus d'une importance significative.

Cet article offre une discussion approfondie de l'usinage de gravage CNC, son flux de travail et ses types. De plus, nous couvrirons également ses avantages, ses capacités de matériaux et ses applications.

Qu'est-ce que le gravage CNC ?

Le gravage est le processus d'enlèvement progressif d'une petite quantité de matière d'une surface le long d'un chemin défini. Le processus laisse un marquage visible sur la surface du substrat (pièce). Le gravage CNC est la version moderne du gravage où la technologie CNC automatique guide l'outil de gravage avec une haute précision et un contrôle de précision.

L'usinage de gravage a des applications étendues comme la décoration et la fabrication d'enseignes. De plus, il est compatible avec une immense variété de matériaux et est un processus rentable.

Comment fonctionne le gravage CNC ?

Plongeons un peu plus dans le monde du gravage et voyons comment il fonctionne dans un cadre industriel. Le flux de travail du gravage CNC est le suivant :

CAO : Initialement, un concepteur crée une visualisation du motif de gravage sur un logiciel CAO. L'usineur doit avoir une solide maîtrise de la CAO pour pouvoir créer des motifs complexes de manière rapide et précise.

FAO : Le logiciel de Fabrication Assistée par Ordinateur (FAO) est un logiciel spécial utilisé pour générer des programmes pour la machine de gravage CNC selon la conception CAO. L'ingénieur CAO/FAO utilise ce logiciel pour sélectionner l'outillage pertinent pour le processus de gravage, les paramètres de processus et définir les trajectoires d'outils. Finalement, le logiciel FAO génère un fichier G-code écrit dans une syntaxe que la machine CNC comprend.

Configuration : Avant que l'usinage de gravage ne commence, un opérateur de machine configure la pièce dans la machine. Pendant ce processus, le placement et le nivellement de la pièce sont importants pour éviter les erreurs de fabrication.

Gravage CNC : Finalement, le processus de gravage commence. La technologie CNC étant automatique, les techniciens n'ont pas à interférer beaucoup après certaines procédures initiales. Après la fin du processus, la pièce est démontée et la machine est prête pour le prochain projet.

Maintenant, nous pouvons passer à l'apprentissage des différents types de processus de gravage CNC. Bien qu'ils atteignent tous des résultats à peu près similaires, ils diffèrent à bien des égards.

Gravage rotatif CNC

Le gravage rotatif utilise un outil de coupe rotatif pour enlever la matière du substrat. L'outil de coupe est assez similaire à un outil d'usinage normal et a des arêtes de coupe sous forme de goujures. Imaginez comment un foret tourne et coupe à travers le matériau grâce à ses arêtes vives.

La forme et la taille des fraises sont importantes car elles créent des rainures exactement comme leur forme. Les formes courantes sont en V et les fraises hémisphériques (arrondies).

Le graveur CNC a une broche spéciale pour maintenir et faire tourner ces outils de gravage rotatif. Généralement, le gravage CNC est un processus à haute vitesse avec des vitesses allant jusqu'à 20 000 tr/min. De plus, la profondeur de coupe se situe dans la plage de 0,5 à 3 mm, selon les propriétés du matériau et les exigences de conception.

Ces capacités rendent le gravage rotatif CNC très polyvalent. De plus, il est également bon marché et fonctionne avec la plupart des matériaux.

Gravage laser CNC

Le gravage laser CNC est fondamentalement différent du gravage rotatif. Dans ce processus, un faisceau laser à haute intensité chauffe la surface du substrat à une température où la sublimation se produit (changement de phase direct solide-gaz). Par conséquent, il laisse une indentation sur la surface.

La machine de gravage laser CNC comporte une tête laser pour produire le faisceau laser. Le mouvement de cette tête est contrôlé par CNC, rendant ce processus remarquablement précis et rapide. De plus, le gravage laser est assez fiable et durable.

Enfin, nous aimerions faire un petit détour pour clarifier une idée fausse courante que les gens ont entre le gravage laser, le marquage laser et la gravure laser. Le marquage laser est assez similaire au gravage laser, mais avec une profondeur d'indentation beaucoup plus faible. D'où le mot « marquage ». La gravure laser est un processus complètement différent qui utilise une réaction chimique pour enlever la matière de la surface. C'est un processus à faible énergie comparé au gravage laser.

Gravage par pointeau diamant

Le nom « gravage par pointeau diamant » est assez explicite. Dans ce processus, une pointe de diamant acérée traîne sur une surface pour effectuer l'opération de gravage. Puisque le diamant est le matériau le plus dur connu, c'est un outil de gravage efficace. De plus, le gravage par pointeau diamant n'implique pas de rotation d'outil. Par conséquent, le processus principal d'enlèvement de matière est le grattage.

Le gravage par pointeau diamant CNC est hautement précis et rapide grâce au contrôle de précision sur les mouvements de l'outil. De plus, la dureté supérieure du diamant le rend approprié même pour les métaux les plus durs.

Matériaux couramment utilisés pour l'usinage de gravage

L'usinage de gravage est un processus diversifié en termes de compatibilité des matériaux. Puisque sa mécanique n'est pas trop extrême et dépend d'opérations de coupe/gravure de base, il peut graver CNC une immense variété de matériaux.

Dans les sections suivantes, nous discutons des principales catégories de matériaux qu'une machine de gravage CNC peut commodément gérer.

Métaux

Les métaux sont généralement le type de matériau le plus courant trouvé dans les ateliers de gravage CNC. Graver le métal est comme une version moins intense du fraisage CNC, utilisant le même type de fraises CNC et de paramètres de coupe. En fait, la plupart des machines CNC ont servi de machines de gravage à un moment donné de leur service.

Il en va de même pour le gravage laser, où le but principal n'est pas de couper le métal mais de graver sa surface.

Cependant, les métaux ne sont pas toujours faciles à usiner et peuvent nécessiter un outillage spécial comme des fraises revêtues. De plus, les métaux sont également plus chers que d'autres matériaux gravables comme les plastiques.

Liste des métaux qui peuvent être gravés CNC :

• Aluminium
• Acier et acier inoxydable
• Or
• Laiton
• Cuivre
• Argent

En plus de ces métaux courants, on peut également graver CNC des métaux plus durs comme les alliages de titane. Généralement, la dureté est la propriété la plus importante à surveiller lors du gravage CNC car elle définit la difficulté de déformer la surface. Par conséquent, pour les matériaux plus durs, des fraises de gravage haute performance ou des fraises à pointeau diamant à ressort sont recommandées par les experts.

Plastiques

Les plastiques sont un autre groupe de matériaux dans l'usinage de gravage CNC. Le nom « plastiques » représente un grand groupe de polymères, dont la plupart sont compatibles avec le gravage CNC. Généralement, les thermoplastiques sont plus adaptés au gravage en raison de leur excellente stabilité thermique parmi les autres groupes de plastiques.

Les plastiques sont compatibles avec le gravage laser CNC et le gravage rotatif. Bien que, lorsqu'il s'agit de plastiques, le gravage laser soit le choix le plus populaire. Il est rapide, nécessite peu d'entretien et est très précis. Cependant, il y a un risque environnemental dans certains cas car certains plastiques brûlent avec une fumée qui nécessite une évacuation appropriée de l'installation.

Pour le gravage rotatif CNC, le plastique n'est pas complètement inconnu non plus. Les plastiques sont des matériaux faciles à couper qui supportent des vitesses et des avances de coupe très élevées. Du côté négatif, ils créent parfois des bavures et peuvent ramollir à cause de la coupe, limitant la productivité. La gestion de ces inconvénients donne d'excellents résultats.

Quelques plastiques courants pour le gravage CNC :

• Polyéthylène
• Polystyrène
• Polyamide
• ABS
• Nylon
• Polyuréthane

Bois

Le gravage sur bois a de nombreuses applications artistiques comme la décoration intérieure, les cadeaux et les articles de luxe. Il est naturel, tendre et généralement l'option la moins chère parmi les matériaux que nous avons discutés. De plus, il est compatible avec les machines de gravage CNC laser et rotatif.

Il y a quelques conseils à garder à l'esprit pour le gravage sur bois pour éviter la perte de temps et d'argent. Le bois est un matériau anisotrope. Cela signifie que ses propriétés ne sont pas cohérentes dans toutes les directions. Au lieu de cela, elles varient légèrement avec l'orientation du grain, les nœuds et les cernes de croissance. Donc, gardez cela à l'esprit lors de la sélection du bois pour les projets de gravage.

De plus, la teneur en humidité et en huile peut également avoir un impact négatif sur l'efficacité d'un graveur laser CNC. De plus, si vous utilisez une machine de gravage rotatif, méfiez-vous de la poussière de bois.

Types courants de bois gravables :

• Bois tendre
• Bois dur
• Balsa
• Bouleau
• Liège

Avantages du gravage CNC

L'utilisation généralisée du gravage CNC témoigne du fait qu'il s'agit d'un processus réalisable avec plusieurs avantages. Dans cette section, nous mettons en évidence ces avantages.

Précision et exactitude

La haute précision et l'exactitude dimensionnelle sont les caractéristiques définissantes de la technologie CNC. La même chose s'applique à un graveur CNC. Le contrôle automatique du mouvement CNC peut générer des gravages extrêmement précis jusqu'à un impressionnant ±0,0025 mm.

Ce niveau de précision est plus que suffisant pour la plupart des applications d'usinage de gravage.

Gain de temps

Dans les vieux jours du gravage manuel, il fallait des heures, voire des jours aux artisans pour terminer un projet de gravage. Ils utilisaient des outils manuels et comptaient sur leurs compétences humaines pour graver, ce qui était compréhensiblement chronophage.

La machine de gravage CNC moderne, cependant, est automatique et rapide. Elle grave avec des avances rapides et une précision remarquable pour obtenir des résultats en quelques minutes.

Personnalisation

L'utilisation de logiciels CAO/FAO dans le gravage CNC permet une personnalisation rapide et facile des designs de gravage. Les utilisateurs ont la possibilité de faire des changements dans leur conception CAO et de les implémenter immédiatement dans le processus.

Cette facilité est une grande commodité dans les ateliers spécialisés dans le prototypage rapide ou les projets multiples simultanément. Ils peuvent rapidement éradiquer les erreurs ou passer à un design différent, augmentant la productivité.

Applications du gravage CNC

Le gravage CNC a d'innombrables applications dans une gamme diversifiée d'industries. Bien que nous ne puissions pas toutes les couvrir, les plus importantes sont brièvement discutées ci-dessous.

Fabrication d'enseignes : Les panneaux routiers ou les publicités sont souvent un produit du gravage CNC. C'est permanent et peut résister à différentes conditions météorologiques. Donc, hautement adapté à cette application.

Joaillerie : Les joailliers gravent CNC des articles comme des pendentifs et des bracelets pour créer des designs accrocheurs ou des textes personnalisés.

Marquage industriel : Presque toutes les industries ont des marquages pour l'équipement, la sécurité, les directions, etc. L'usinage de gravage est une méthode populaire pour créer des marquages industriels durables et personnalisés.

Récompenses et trophées : Les trophées sont toujours bien avec votre nom dessus ! Il est fort probable que ce nom soit là grâce à une machine de gravage CNC.

Conclusion

Le gravage CNC est sans aucun doute une partie cruciale de l'industrie manufacturière moderne, vantant une gamme étendue de capacités et d'applications. Nous pouvons également apprécier les motifs artistiques et les panneaux/marquages utiles omniprésents dans notre environnement. C'est ce que l'usinage de gravage apporte au monde !

WayKen est un leader de l'industrie dans le gravage CNC, offrant des services d'usinage professionnels pour les marquages et motifs de vos pièces. N'hésitez pas à nous contacter pour discuter de vos projets avec nos experts.

FAQ

Quelle est la différence entre le gravage et la gravure ?

Le gravage et la gravure créent tous deux le même résultat d'enlèvement d'une certaine matière de la surface de la pièce. Cependant, ils reposent sur des phénomènes physiques différents. Le gravage est un processus mécanique qui enlève la matière en la coupant avec un outil tranchant. La gravure est un processus chimique qui brûle la matière de la surface.

Quel logiciel est utilisé dans une machine de gravage CNC ?

Les machines de gravage CNC nécessitent un logiciel CAO/FAO pour effectuer des tâches de gravage. Le programme permet à l'utilisateur de spécifier la géométrie de gravage, de sélectionner l'outil et les paramètres de coupe, et la trajectoire d'outil. Une fois finalisé, il génère des commandes à transmettre au contrôleur de la machine.

Quelles fraises ou mèches sont nécessaires pour le gravage CNC ?

Le gravage CNC utilise des fraises ou mèches similaires aux machines CNC normales. Le type le plus courant est la fraise en V qui a une pointe en carbure massif. Les fraises en carbure massif sont également populaires. Pour les matériaux plus durs, des fraises à pointe diamant sont également utilisées. Si la conception nécessite une surface arrondie, des fraises hémisphériques sont utilisées.