Novembre 2013



Questions de matière : Acier, inox et autres métaux

On peut avoir différentes raisons de vouloir utiliser Firstcut pour produire de faibles volumes de pièces en acier, mais toutes ont en commun un besoin de rapidité. On peut tout d'abord vouloir produire une petite série de pièces en acier plus rapidement qu'en s'adressant à un atelier d'usinage traditionnel. Lorsque les volumes de pièces se chiffrent par centaines ou milliers, les délais requis et les coûts de calcul de parcours d'outils par des méthodes traditionnelles présentent moins d'importance, mais leur automatisation offerte par Firstcut permet d’aller plus vite à un prix abordable.


L’acier est largement employé dans l'électronique-informatique, l'automobile, les équipements médicaux, l’aérospatiale, etc., c'est pourquoi une deuxième application de l'usinage rapide est le prototypage de pièces en acier qui seront ensuite produites en grandes séries par usinage ou moulage par injection de métal (MIM). D'un point de vue fonctionnel, les prototypes usinés seront identiques aux pièces de production usinées, mais ils présenteront également la plupart des caractéristiques (sinon toutes) des pièces MIM, à condition que le matériau soit le même. La possibilité de produire des prototypes à partir de modèles CAO 3D dans les matériaux qui seront utilisés pour la production permet de commencer les tests fonctionnels plus tôt, de réintroduire leurs résultats dans le processus de développement et de commercialiser rapidement des produits entièrement testés.


Pour finir, certaines pièces en acier qui ne sont ni des produits, ni des prototypes (les gabarits et les posages de pièces, par exemple) sont souvent produites isolément ou en très petits lots. L'usinage rapide est idéal pour ces applications car il permet d'éliminer presque entièrement des coûts de réglage élevés.

Figure 1 : Exemple de pièce en acier

Figure 1 : Exemple de pièce en acier


Parmi les métaux, on choisit souvent l'acier pour sa résistance et sa dureté, sa tenue au frottement et à la chaleur et, dans le cas de l'inox, sa résistance à la corrosion. Ces caractéristiques en font un matériau idéal pour de nombreuses utilisations dans les domaines de l'automobile et des équipements médicaux, ainsi que pour des applications à haute température. L'acier et l'acier inoxydables peuvent nécessiter un temps d'usinage plus long que les alliages légers (aluminium, laiton et cuivre) travaillés par Firstcut. La réalisation de pièces dans ces alliages nécessitent généralement des délais d'exécution d'un à trois jours ouvrés et les aciers de quatre à cinq jours ouvrés. Par ailleurs, alors que certains métaux mous peuvent être utilisés pour produire des pièces pouvant atteindre 558 x 355 mm, Firstcut produit des pièces qui s'inscrivent dans un volume approximatif de 250 x 175 x 44 mm pour les aciers et aciers inoxydables s275, en8/c45, 304/304L et 316/316L.


La dureté de l'acier limite aussi la taille minimum des fraises et la profondeur maximum des rainures droites. Comme pour d'autres matériaux, les rainures profondes nécessitent des fraises plus épaisses. Avec le processus Firstcut, les trous usinés dans l'acier doivent avoir au moins 0,80 mm de diamètre. Le plus petit rayon usinable doit être d’au moins 0,40 mm. Pour ces tailles minimum, l'épaisseur devra être d'au moins 0,75 mm.


Les parois minces sont aussi une source de problèmes. Bien que l'épaisseur de paroi minimum absolue d'une pièce en acier usinée soit de 0,50 mm, nous recommandons vivement une épaisseur de paroi d'au moins 1 mm. La raison en est que la production d'acier en bloc peut créer des contraintes internes dans le matériau qui peuvent parfois se manifester par un gauchissement s'il est usiné trop fin. Les parois extrêmement minces peuvent également ralentir l'usinage et augmenter vos coûts, ce qui est une autre raison de les éviter.


Comme pour tous les designs soumis à Firstcut, l'analyse de conception du devis Firstquote vous indiquera si votre modèle CAO 3D présente des problèmes d'usinabilité : trous, rayons, profondeur, épaisseur de paroi, etc. qui requièrent votre attention.


Firstcut travaille avec les aciers suivants :


  • S275, acier à faible teneur en carbone, meilleure usinabilité, légèrement moins cher
  • En8/c45 alliage d'acier courant, plus résistant
  • 304/304L* inoxydable, polyvalent, largement utilisé et légèrement moins cher que le 316
  • 316/316L* offre une meilleure résistance globale à la corrosion

* Les blocs de 304/304L et de 316/316L que nous utilisons sont « doublement certifiés » et répondent aux critères de qualification pour les deux formes de ces matériaux.


Toutes les pièces en acier sont fournies en standard à l'état de surface ébavuré. Les autres options de finition sont brut d'usinage ou microbillage léger. Il faut toutefois savoir que les pièces fournies à l'état brut d'usinage peuvent présenter des arêtes coupantes.


Si vous avez des questions concernant les matériaux ou nos capacités, un ingénieur du service clientèle de Proto Labs est à votre disposition pour y répondre au + 33 (0)4 79 65 46 50. Pour la liste complète des matériaux proposés consulter la Page matériaux de Firstcut.