Tout ce que vous devez savoir sur les machines CNC
Les premières machines CNC ont été développées dans les années 1940 et 50 et reposaient sur une technologie de stockage de données de télécommunication courante connue sous le nom de « ruban perforé » ou « bande de papier perforée ». La technologie du ruban perforé est depuis longtemps obsolète, car le support de données est rapidement passé au traitement informatique analogique puis numérique dans les années 1950 et 1960.
Comment ça marche
L'usinage en général est un moyen de transformer une pièce de matière brute, comme un bloc de métal, et d'arriver à un produit fini ou à un prototype par le biais d'un processus contrôlé d'enlèvement de matière. Semblable à l'autre technologie de développement de prototypes, le FDM (impression 3D), la CNC s'appuie sur des instructions numériques provenant d'un fichier de fabrication assistée par ordinateur (CAM) ou de conception assistée par ordinateur (CAD) comme Solidworks 3D ou RADAN. La machine CNC interprète la conception comme des instructions pour la découpe de pièces.
La capacité de programmer des dispositifs informatiques pour contrôler des machines-outils fait progresser rapidement la productivité des ateliers en automatisant des processus hautement techniques et à forte intensité de main-d'œuvre. Les coupes automatisées améliorent à la fois la vitesse et la précision avec lesquelles les pièces peuvent être créées - en particulier lorsque le matériau est critique.
Souvent, les processus d'usinage nécessitent l'utilisation de plusieurs outils pour effectuer les coupes souhaitées (par exemple, des forets de différentes tailles). Les machines CNC combinent couramment des outils dans des unités ou des cellules communes à partir desquelles la machine peut puiser. Les machines de base se déplacent selon un ou deux axes, tandis que les machines avancées se déplacent latéralement selon les axes x, y, longitudinalement selon l'axe z, et souvent en rotation autour d'un ou plusieurs axes.
Les machines multi-axes sont capables de retourner les pièces automatiquement, ce qui vous permet d'enlever de la matière qui se trouvait auparavant « en dessous ». Cela élimine la nécessité pour les travailleurs de retourner le matériau prototype et vous permet de couper tous les côtés sans intervention manuelle. Les coupes entièrement automatisées sont généralement plus précises que ce qui est possible avec des entrées manuelles. Cela dit, les travaux de finition comme la gravure sont parfois mieux réalisés à la main, tout comme les coupes simples qui nécessiteraient un travail de conception important pour programmer la machine en vue de l'automatisation.
Types de machines CNC
Les machines CNC se classent généralement dans l'une des deux catégories suivantes : les technologies d'usinage conventionnelles et les technologies d'usinage innovantes :
Technologies conventionnelles
Les perceuses fonctionnent en faisant tourner un foret et en déplaçant le foret en contact avec un bloc de matière brute stationnaire.
Les tours, l'inverse des perceuses, font tourner le bloc de matière contre le foret (au lieu de faire tourner le foret et de le mettre en contact avec la matière). Les tours entrent généralement en contact avec le matériau en déplaçant latéralement un outil de coupe jusqu'à ce qu'il touche progressivement le matériau en rotation.
Fraiseuses : les fraiseuses sont probablement les machines CNC les plus courantes utilisées aujourd'hui. Elles impliquent l'utilisation d'outils de coupe rotatifs pour enlever de la matière du bloc brut.
Technologies innovantes
Usinage électrique et/ou chimique : Il existe un certain nombre de technologies innovantes qui utilisent des techniques spécialisées pour couper les matériaux. Les exemples incluent l'usinage par faisceau d'électrons, l'usinage électrochimique, l'usinage par décharge électrique (EDM), l'usinage photochimique et l'usinage par ultrasons.
La plupart de ces technologies sont hautement spécialisées et sont utilisées dans des cas particuliers pour la production de masse impliquant un type particulier de matériau.
Autres supports de coupe
Il existe un certain nombre d'autres technologies innovantes qui utilisent différents supports pour couper les matériaux. Les exemples incluent les poinçonneuses, les machines de découpe laser, l'oxycoupage, l'oxycoupage au plasma et la technologie de découpe au jet d'eau.
Matériaux utilisés : Presque tous les matériaux peuvent être utilisés dans une machine CNC. Cela dépend vraiment de l'application. Les matériaux courants comprennent les métaux tels que l'aluminium, le laiton, le cuivre, l'acier et le titane, ainsi que le bois, la mousse, la fibre de verre et les plastiques tels que le polypropylène.
Application pour le prototypage rapide : Les machines CNC ont été la première avancée majeure dans le domaine du prototypage rapide. Avant la commande numérique (dans le cas de la technologie du ruban perforé) et la commande numérique par ordinateur (avec l'informatique analogique et numérique), les pièces devaient être usinées à la main. Cela entraînait invariablement des marges d'erreur plus importantes dans les prototypes finaux, et encore plus lorsque les machines étaient utilisées manuellement pour une fabrication à plus grande échelle.
Lequel est le meilleur ? CNC ou impression 3D ?
La vérité est que cela dépend du matériau, de la complexité de la pièce et des facteurs économiques en jeu. La technologie d'impression 3D comme les machines FDM construit des pièces de bas en haut. Elles peuvent créer des formes complexes et des composants internes un peu plus facilement qu'une machine CNC. En revanche, les machines CNC conventionnelles sont quelque peu limitées par les outils disponibles et les axes de rotation que la machine est capable d'utiliser. D'un autre côté, le prototypage FDM est beaucoup plus limité par les matériaux qu'un bloc de matériau usiné. Par exemple, si vous avez besoin d'un prototype de charnière vivante, vous voudrez utiliser la CNC et le polypropylène. Presque tout peut être usiné, alors qu'en revanche, seuls certains matériaux ont été adaptés en filaments adaptés à l'impression 3D.
Application pour la fabrication : De nombreuses machines CNC spécialisées innovantes sont construites spécifiquement pour des processus de fabrication de niche. Par exemple, l'usinage électrochimique est utilisé pour couper des produits métalliques très durables qui ne seraient pas réalisables autrement. Les machines CNC conventionnelles sont plus polyvalentes et peuvent généralement être utilisées à la fois pour le développement de prototypes et pour la fabrication.
Source : www.creativemechanisms.com
Informations IMA
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