Qu'est-ce que l'usinage CNC ?

Dans notre quotidien nous sommes entourés de pièces mécaniques fabriquées par usinage. C'est l'un des processus de fabrication les plus utilisés dans les industries pour la création de composants métalliques et plastiques (aéronautique, automobile etc.). Comment l'usinage fonctionne t-il ? Que veut dire CNC ? Nous vous expliquons...

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Qu'est-ce que l'usinage ?

L'usinage est un procédé de fabrication de pièce par enlèvement de copeaux. Pour réaliser des pièces on enlève donc de la matière au bloc"brut" de départ petit à petit pour donner la forme voulue. On obtient des pièces de grandes précisions. L'enlèvement de matière est un processus de fabrication soustractif (on enlève de la matière à un bloc) contrairement à l'impression 3D, qui est une fabrication additive, où on ajoute couche par couche de la matière. On réalise d'abord l'ébauche de la pièce puis la finition.

On peut utiliser de nombreux matériaux comme des métaux ou des plastiques. L'équipement de coupe peut prendre plusieurs formes :

  • le perçage à l'aide d'une perceuse / perçeuse

  • le fraisage : à l'aide d'une fraiseuse / fraiseuses

  • le tournage ou décolletage : à l'aide d'un tour

  • etc

Ce sont des exemples de procédés de la famille de l'usinage les plus courants. Le technicien d'usinage choisit en fonction de la pièce à réaliser le procédé le plus adapté.

Qu'est-ce que signifie CNC ?

CNC signifie Computer Numerical Control. L'usinage mécanique CNC, ou l'usinage à commande numérique, c'est donc l'enlévement de matière par une machine contrôlée par ordinateur. Les conditions de coupe, l'outil de coupe et la broche sont contrôlées et par un logiciel de CFAO 3D. Cela qui permet de faire fonctionner la machine (centre d'usinage) sans assistance. Ainsi, pour réaliser des séries de pièces, la pièce est programmée une seule fois, ce qui est un gain de temps important. Les usines modernes de production sont constituées de parc machines qui fonctionnement presque qu'en automatique. L'outillage, la mise en place des outils / fraises et l'ajustement des pièces sont quant à elles plus difficilement automatisables et sont réalisées par un opérateur. L'arrivée de robots ou cobots prendre peu à peu la place du fraiseur ou tourneur dans les opérations très répétitives.

A l'opposé des centres d'usinage numériques, il existe encore des machines contrôlées à la main, on appelle cela l'usinage conventionnel. Dans ce cas le tourneur-fraiseur contrôle à la main les mouvements de la fraise ou du tour pour réaliser ses pièces usinées. C'est plus adapté pour la fabrication de pièces en petite série. Dans un atelier d'usinage, on a bien souvent besoin des deux types de machines : les machines conventionnelles et les machines nuémriques.

Les étapes à suivre pour usiner une pièce sont :

  1. Conception en CAO (conception assistée par ordinateur) de la pièce par le bureau d'études

  2. Programmation de la fabrication à l'aide d'un logiciel de CFAO par le programmeur

  3. Export du G-code et post-traitement éventuel

  4. Le code est chargé dans la machine CNC et le régleur positionne la pièce

  5. Execution du code et usinage de pièces

Avantages de l'usinage CNC

  • Le choix important de matériaux usinables

  • La haute précision optenue des pièces usinées qui peut aller jusqu'au micro de millimètres

  • La répétabilité et donc la possibilité de réalisée des moyennes séries et grandes séries

  • Possibilités d'usiner de grandes dimensions tout en ayant un usinage de précision

  • Possibilités de contrôle qualité directement dans la machine

Inconvénients de l'usinage CNC

  • Les restrictions géométriques

  • Le coût lorsque les formes sont complexes et que des machines à 5 axes sont nécessaires ou pour les petites séries (prototypes) ou pièces unitaires

Voilà, maintenant vous connaissez les bases sur l'usinage CNC et usinage conventionnel. La mécanique de précision et mécanique générale sont des domaines très complexes et variés, c'est ce qui en fait leur beauté ! Pour aller plus loin et en apprendre davantage sur d'autres définitions mécaniques comme la rectification, l'électro érosion, le taraudage, le filetage, le taillage d'engrenages, vous pouvez consulter cette page. Pour connaitre les matériaux les plus utilisés en usinage, c'est par ici. 

 

N'hésitez pas à nous contacter ou à prendre rendez-vous avec un de nos experts des techniques d'usinage pour échanger sur votre projet.

Pour lire l'article sur l'usinage CNC, la page Wikipédia est ici : wikipedia.fr

 
 
 

Centre d'usinage CNC 3 axes de la marque HAAS, leader mondial des machines-outils par commandes numériques en tournage-fraisage. Crédit : haascnc.com

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