Fraisage CNC
Bien que le fraisage CNC soit pratiqué depuis plus de 50 ans, cette technologie évolue et les dernières avancées permettent d'automatiser l'intégralité du processus, depuis la conception jusqu'à la pièce finie. Ces améliorations rendent la technologie disponible à tous, pour des grandes ou des petites séries, pour du prototypage ou des pièces finales, et avec des temps de production réduits à une seule journée.
Mais qu'est-ce qui a permis de démocratiser cette technologie à ce point, et de la rendre disponible à tous ?
Pour répondre à cette question, commençons d'abord par examiner de plus près en quoi consiste précisément le fraisage CNC, puis par comprendre son évolution.
Qu'est-ce que le fraisage CNC ?
Tout d'abord, bien que l'approche soit différente entre le fraisage CNC et le tournage CNC, les deux techniques produisent une pièce par élimination de matière. Les centres d'usinage combinent souvent les deux méthodes et de nombreux outils en une seule machine. Toutes sont équipées de plusieurs axes de mouvement qui permettent de manœuvrer les outils coupants pour façonner la pièce de manière à correspondre exactement à vos besoins.
La principale différence entre les deux tient au fait qu'une fraiseuse utilise un outil rotatif pour effectuer des découpages dans la pièce, alors que le tour fait tourner la pièce pendant qu'un outil y est appliqué.
Comment fonctionne le fraisage CNC ?
Avant l'introduction de la commande numérique, ou CNC, fraiseuses et tours étaient actionnés à la main. Comme son nom l'indique, le CNC a automatisé ce processus, le rendant plus précis, plus fiable et plus rapide.
Désormais, un opérateur qualifié programme des codes g (diminutif de code géométrique) dans la machine à l'aide d'un logiciel. Ceci contrôle la fraiseuse et lui indique le chemin à suivre et à quelle vitesse, de manière à percer, couper et façonner la matière pour correspondre aux dimensions saisies dans l'ordinateur.
Il y a de nombreux types de fraiseuses CNC, mais le plus répandu est la machine à 3 axes qui permet de travailler sur les axes X, Y et Z pour produire des pièces en 3 dimensions. Les machines à 3 axes sont capables de produire des géométries plus complexes en tournant et en réorientant la pièce pour y accéder depuis plusieurs angles.
Les machines à 5 axes améliorent encore cela en ajoutant deux mouvements directionnels par rotation des axes X et Y. Elles sont idéales pour produire des pièces complexes de grande précision. L'inconvénient de cette technologie est qu'elle coûte cher, la complexité ajoutant aux coûts, et qu'elle risque de ce fait de grever sensiblement votre budget. Cela peut sembler incroyable, mais les 5 axes de mouvement permettent de définir n'importe quelle géométrie 3D. Toutefois, maintenir la pièce en place et la faire tourner librement dans n'importe quelle direction n'est pas très pratique. Il y a donc maintenant des machines à 6, 7 et même jusqu'à 12 axes. Mais à moins d'avoir besoin de pièces extrêmement complexes, il y a vraiment très peu de chances que vous utilisiez de telles machines, compte tenu de l'énorme investissement que cela représente, proportionnel à leur taille !
Quel avenir pour l'usinage CNC ?
Comme vous pouvez le constater, l'évolution a permis de développer des fraiseuses CNC de plus en plus complexes, mais qui sont de plus en plus grandes, plus chères à acquérir et dont l'utilisation réclame plus de compétences. Même en externalisant votre usinage CNC, cette complexité vous coutera plus cher dans la mesure où le fabricant spécialisé devra rentabiliser son investissement. Si vous devez fabriquer des pièces extrêmement complexes qui réclament une incroyable précision, et si vous devez les produire en grand nombre, votre investissement sera justifié. Mais pour la grande majorité des travaux, un usinage à 3 axes, ou au plus à 5 axes sera largement suffisant.
Après tout, il y a toujours plus d'une façon de résoudre un problème. Par exemple, construire deux ou plusieurs pièces moins complexes et les souder, les visser ou les assembler par la suite dans le cadre d'un processus d'assemblage secondaire s'avèrera généralement être une solution plus efficace et moins onéreuse plutôt que d'essayer d'usiner une pièce unique extrêmement complexe.
Alors pourquoi s'acharner à développer de nouvelles machines toujours plus chères et volumineuses et de moins en moins rentables ? C'est un peu comme Microsoft Office. Nous utilisons presque tous Word, mais en fait, nous n'exploitons pas plus de 20 pour cent de ses possibilités. Pourtant, Microsoft ajoute sans cesse de nouvelles fonctionnalités dont nous n'aurons vraisemblablement jamais besoin, que nous n'utiliserons jamais et dont nous n'aurons même pas connaissance.
Plutôt que de procéder par petites touches d'incrémentation, nous pensons qu'il est préférable d'améliorer le processus lui-même. C'est là que nous pouvons réaliser de vraies économies.
Automatisation du processus
Revenons au début et examinons le processus de production d'une pièce.
Tout commence par le travail de l'ingénieur de conception sur CAO pour créer la pièce ou le composant dont il a besoin. Habituellement, un opérateur qualifié prend ensuite le relais pour programmer le code g correspondant pour la FAO, ou Fabrication assistée par ordinateur.
Mais une fois que la pièce est conçue, pourquoi ajouter une étape ? Bien entendu, vous pouvez transformer votre CAO en code g avec de nombreuses solutions CAO, mais nous devons encore nous affranchir d'une étape.
Après avoir conçu votre pièce, comment vous assurer qu'elle peut être produite par usinage CNC dans les tolérances que vous voulez ? Votre fichier CAO devrait être le lien numérique qui relie toutes les étapes sans aucune intervention humaine ou presque.
Après tout, à l'heure de l'industrie 4.0, nous devrions tous vivre dans un monde connecté. Une majorité d'usinage CNC dépend encore d'opérateurs qualifiés. Lorsque vous soumettez votre concept, c'est généralement un humain qui va vérifier sa fabricabilité à l'aide du processus qu'il maîtrise. Si ce n'est pas réalisable, il va devoir vous en informer pour que vous puissiez modifier ou repenser votre concept.
Chez Protolabs, nous avons automatisé ce processus. Une fois que vous avez envoyé votre fichier CAO, notre logiciel se charge de vérifier sa faisabilité et produit un devis. S'il y a des modifications à apporter, qu'elles soient nécessaires ou suggérées, le rapport d'analyse de fabricabilité généré automatiquement par le logiciel vous les indique sur votre CAO. Une fois que vous êtes satisfait du concept et de la fabrication, notre logiciel produit le code requis pour usiner la pièce exactement conforme au devis.
Plus rapide et plus économique
Ceci rend le processus plus rapide et plus économique, ce qui fait une vraie différence pour des projets et petite et moyenne envergure, ou pour le prototypage et l'essai de nouvelles pièces.
L'automatisation permet également d'offrir le même niveau de service à tous, quelle que soit la taille du projet. Les fournisseurs d'usinage traditionnels ont une tendance bien compréhensible à donner la priorité aux projets qui leur rapportent le plus, que ce soit dû au volume de la commande ou à la complexité de la pièce requise, en fonction bien sûr de leurs capacités.
L'automatisation du processus nivelle les différences, et même si n'avez besoin que d'un prototypage ou d'un nombre réduit de pièces, vous obtenez la même rapidité et la même qualité de réponse.
Toute l'information étant collectée et générée dès le début, nous pouvons usiner et expédier des pièces en métal ou en plastique fabriquées par usinage CNC dans les 24 heures. Mais si vous n'en avez pas besoin de manière aussi urgente, vous pouvez opter pour une date de livraison plus lointaine et payer moins. Vous pouvez donc fixer vos propres conditions d'utilisation automatiquement.
Tout ce processus commence par votre CAO :une fois que vous avez conçu votre pièce, vous disposez d'un fil de suivi numérique que vous pouvez utiliser tout au long de l'opération d'usinage CNC, depuis votre ordinateur jusqu'à la livraison finale. On parle aussi de continuité numérique.
L'automatisation ne se limite pas au fraisage et au tournage CNC, elle englobe tout le processus dès la conception. C'est en cela que consiste l'avenir du fraisage CNC. C'est réellement l'industrie 4.0 en action.
C'est pourquoi nous vous encourageons à contacter notre équipe en composant le 0456648050 ou en écrivant à [email protected]