L'usinage moderne repose largement sur le fraisage CNC en raison de son importance et de sa polyvalence. Que vous soyez étudiant, ingénieur, machiniste ou responsable de la fabrication, la compréhension des notions de base et avancées du fraisage CNC peut améliorer considérablement vos résultats et ceux de votre équipe.

Dans ce guide complet des opérations de fraisage CNC, vous apprendrez comment fonctionne le processus, les différents types de techniques de fraisage, les stratégies d'outillage et des conseils pratiques pour améliorer la précision et l'efficacité.

Qu'est-ce que le fraisage CNC ?

Le fraisage CNC (Computer Numerical Control milling) consiste à enlever des morceaux d'une pièce solide à l'aide d'outils rotatifs. Les industries de l'aérospatiale, de l'automobile, de l'électronique et des appareils médicaux l'utilisent pour fabriquer des pièces complexes avec une grande précision.

Principaux avantages du fraisage CNC

La fraiseuse présente de nombreux avantages : 

• La capacité d'effectuer des tâches de la même manière, avec une bonne précision
• Automatisation des tâches et réduction du risque d'erreur
• Ce type d'assemblage est possible avec une variété de matériaux (métaux, plastiques, composites).
• Capacité à passer de prototypes fonctionnels à une production en plus grand nombre

Grand View Research prévoit que le marché mondial des machines CNC atteindra $128,86 milliards d'euros en 2030, en grande partie parce que la demande de fraisage CNC est forte dans les secteurs de l'aérospatiale et de l'automobile.

Différentes opérations de fraisage CNC peuvent être effectuées

Il est très important de connaître les différentes opérations de fraisage afin de choisir celle qui convient à votre pièce en fonction de la géométrie, des propriétés du matériau et des tolérances. Voici les techniques de fraisage CNC les plus couramment utilisées :

Fraisage de face pour des surfaces lisses et précises

Le surfaçage consiste à couper avec l'extrémité de l'outil perpendiculairement à la surface de la pièce. Il est principalement utilisé pour créer des zones plates ou pour donner un aspect lisse.

Points clés

• Convient principalement pour le polissage et le lissage des surfaces
• Dispose de roues de coupe avec plusieurs inserts.
• Ce procédé permet d'enlever beaucoup de matière.
• Bien adapté aux métaux tendres et aux alliages d'aluminium

Fraisage de rainures Meilleur pour les coupes de précision pour les canaux

Le fraisage de rainures est un processus au cours duquel l'outil crée une rainure ou une fente dans le matériau. Les rainures de clavette, les poches et les rainures en T sont des caractéristiques typiques qui utilisent ce matériau.

Applications du fraisage de rainures :

• Surfaces importantes pour les engrenages et les arbres
• Pièces utilisées dans l'aérospatiale avec des poches structurelles
• Des canaux de moulage sont formés à l'intérieur de la cavité du moule.

Outils utilisés :

• Fraises en bout
• Couteaux pour rainures en T
• Couteaux à bois

Fraisage de contours permettant de réaliser facilement des géométries complexes

Le fraisage de contours est utilisé pour usiner des surfaces courbes en 2D ou 3D et des profils irréguliers. Il permet de réaliser des pièces avec des motifs décoratifs et des profondeurs différentes.

Avantages du fraisage de contours :

• Il peut entraîner la machine le long de nombreux axes directionnels.
• S'adapte bien aux matrices, aux moules et aux pales de turbine
• Une couche supérieure très précise

Le fraisage de contours nécessite un contrôle précis des trajectoires d'outils et des vitesses, l'intégration de logiciels de FAO essentiel pour les pièces complexes.

Ébauche et finition : comprendre les étapes des opérations de fraisage CNC

Un aspect important de la Stratégie de fraisage CNC est de faire la distinction entre les opérations d'ébauche et de finition.

Dégrossissage

• Il s'agit de traiter une grande quantité de matériel.
• Fait fonctionner la machine à une vitesse plus rapide et à une profondeur plus importante que d'habitude.
• S'efforce de terminer le travail rapidement, sans accorder beaucoup d'attention à la qualité

Finition

• Il découpe la surface en utilisant des passes légères.
• Les pièces d'un avion doivent s'ajuster très étroitement.
• Lorsque la vitesse d'avance est faible, la pièce est fabriquée avec plus de précision.

L'ébauche par rapport à la finition est un équilibre entre l'efficacité et la qualité. De meilleurs choix d'outils et des stratégies de parcours d'outils efficaces peuvent faire une énorme différence dans les deux cas.

Outils et dispositifs pour le fraisage CNC 

La qualité du fraisage CNC s'améliore généralement lorsque l'on choisit les bons outils et les bonnes machines.

Outils populaires utilisés pour le fraisage CNC

• Les fraises en bout peuvent être utilisées pour un usage général.
• Fraises à bille (utilisées pour découper des contours et des formes en 3D)
• Fraises à surfacer (pour le surfaçage)
• Fraises à rainurer (pour le fraisage de rainures)

Utilisation des fraiseuses à commande numérique

• Travail de base avec une fraise à 3 axes
• Fraises à 5 axes (fraisage complexe, multi-surfaces)
• Les broyeurs à portique permettent de réaliser des travaux lourds et de grande envergure.

Moyens d'améliorer l'efficacité de la production dans le domaine du fraisage CNC

L'amélioration de l'efficacité du fraisage CNC dépend de l'habileté avec laquelle le travail est effectué, et pas seulement de la machine.

Conseils de pro

• Suivre l'usure des outils à l'aide de capteurs.
• Utiliser des simulations de fabrication assistée par ordinateur pour définir les vitesses d'avance idéales.
• Vaporiser de l'eau, de la brume ou du liquide de refroidissement sur la machine pour évacuer la chaleur.
• N'oubliez pas de calibrer régulièrement la machine et les outils.

Utilisation du fraisage CNC dans différentes industries

Aérospatiale: pièces importantes pour les structures et les moteurs

Automobile: L'industrie automobile utilise des systèmes d'engrenage et des blocs moteurs.

Médical: Les instruments chirurgicaux et les implants sont des exemples de dispositifs médicaux.

Électronique : Déplacement d'objets mécaniques, de conteneurs

Défense : des objets tels que des armes à feu, des systèmes de navigation

Conclusion

Ce guide des opérations de fraisage CNC montre donc que la maîtrise de ce processus nécessite une connaissance approfondie des différentes techniques de fraisage, telles que le surfaçage, le rainurage et le fraisage de contour, ainsi qu'une prise de décision intelligente sur les stratégies d'ébauche et de finition.

Parce que les industries mondiales dépendent de plus en plus de l'automatisation, le fraisage CNC continue de jouer un rôle majeur dans la fabrication. Si vous mettez à jour vos connaissances, utilisez les outils appropriés et continuez à améliorer votre entreprise, vous pouvez accroître l'efficacité, la précision et les bénéfices.

FAQ sur le guide des opérations de fraisage CNC

1. En quoi le fraisage et le tournage CNC diffèrent-ils l'un de l'autre ?

Le fraisage CNC fait tourner les fraises tout en maintenant la pièce dans une position donnée, tandis que le tournage CNC maintient la fraise immobile et fait tourner la pièce à découper.

2. Comment choisir le bon outil pour le surfaçage ?

Choisissez des outils dotés de nombreuses fraises et travaillant rapidement, en particulier des outils carburés ou revêtus pour une meilleure résistance.

3. Le fraisage CNC peut-il fonctionner avec différents matériaux ?

Les choix les plus courants sont l'aluminium, l'acier, le titane, le cuivre, les plastiques tels que le PEEK et le PTFE, et certaines céramiques.

4. Pourquoi le fraisage des contours est-il important dans les industries des moules et des matrices ?

Le fraisage de contours permet d'obtenir des formes 3D complexes avec des finitions de surface lisses, ce qui est essentiel pour les moules et les matrices de précision.

5. Comment la forme finale et la qualité de la pièce sont-elles affectées par l'ébauche et la finition ?

L'ébauche permet de couper rapidement le matériau, tandis que la finition permet d'obtenir une géométrie et un état de surface finis. Ils jouent un rôle important dans la détermination des coûts et des performances.