Usinage de prototypes 2024 : avantages et inconvénients de l'usinage CNC
CNC signifie Commande Numérique par Ordinateur. L'usinage CNC est un procédé de fabrication dans lequel un logiciel informatique préprogrammé contrôle les mouvements des outils d'usinage, tels que les perceuses et les tours. L'usinage CNC joue un rôle essentiel dans l'évolution du monde industriel moderne. Il est largement utilisé dans de nombreux secteurs pour la production de prototypes et de produits finis.
2024 : Qu'est-ce que l'usinage CNC et comment ça marche ?
L'usinage CNC commence par un fichier 3D numérique qui est créé par un logiciel de CAO, un ordinateur traduit en certaines instructions appelées code G pour les outils de coupe de la machine. Lorsque le code G est envoyé aux machines d'usinage CNC, les machines savent où et quand couper et effectuer l'usinage, il y a donc peu de supervision manuelle nécessaire. Comparé au processus d'usinage traditionnel, l'usinage CNC permet d'économiser beaucoup de temps et d'argent.
L'usinage CNC est un processus de fabrication soustractif, il supprime le matériau existant au lieu d'introduire de nouveaux matériaux. Dans la fabrication additive, les imprimantes 3D créent une pièce en déposant des prototypes de matière couche par couche. L'usinage CAC coupe des sections d'un bloc de matériau. Les matériaux en excès laissent derrière eux une pièce finie. Grâce à ces machines CNC avec un plus grand nombre d'axes, il est possible de créer des pièces aux géométries plus complexes.
L'usinage CNC est précis, constant et polyvalent. Les alliages d'aluminium sont les matériaux les plus couramment utilisés. D'autres métaux et le plastique peuvent également être utilisés.
L'usinage CNC est un bon processus pour produire des prototypes
L'impression 3D est le procédé le plus couramment utilisé pour créer des prototypes. L'usinage CNC est également une option intéressante. Les prototypes ont de nombreuses fonctions : ils permettent de visualiser l'aspect et le comportement de la pièce finale. Ce type de prototype sert à valider un concept et peut être présenté aux clients. Leur fabrication ne nécessite pas forcément d'équipement professionnel haut de gamme ; ils peuvent être réalisés manuellement ou avec des imprimantes 3D d'entrée de gamme. Certains prototypes, bien que différents de l'apparence de la pièce finale, en reproduisent fidèlement les fonctions. Ils se comportent alors au plus près du produit final. L'usinage est idéal pour ces prototypes fonctionnels qui requièrent résistance, stabilité mécanique et autres propriétés impossibles à obtenir par fabrication additive.
En fonction de la nature, de la finalité et des matériaux des prototypes, l'usinage CNC est une excellente méthode pour le prototypage rapide.
Avantages de la fabrication de prototypes par usinage CNC, notamment :
Haut degré de répétabilité, rapide et précis.
L'usinage CNC étant un procédé numérique, il crée des pièces à partir d'un fichier informatique. Un prototype usiné correspond étroitement à la conception 3D numérique. Et la conception numérique peut être utilisée pour créer les pièces finales. L'usinage CNC offre un degré élevé de répétabilité. L'usinage CNC offre une alternance rapide et précise. Si le prototype d'usinage CNC présente des défauts, les ingénieurs peuvent revenir au fichier CAO pour apporter des modifications rapidement.
De haute qualité et cohérent
La qualité des prototypes d'usinage CNC est excellente. Les machines commandées par ordinateur sont censées fonctionner correctement. Les machines CNC suivent les instructions de l'ordinateur à une fraction de millimètre près. La machine CNC peut faire le même travail dans un deuxième temps avec peu d'écart par rapport au premier, ce qui est très utile pour développer des prototypes et lancer la production avec les mêmes machines.
Une large gamme de matériaux
L'usinage CNC offre une large gamme de matériaux prototypes compatibles. Ces matériaux sont solides et durables. Les matériaux d'usinage CNC courants comprennent l'aluminium, l'acier, l'acier inoxydable, le magnésium, le titane, le zinc, le laiton, le bronze, le cuivre, l'ABS, le PC, le PP, le PS, le POM, le PMMA, le PAGF30, le PCGF30, le Teflon, le LEPE, le HDPE.
Les prototypes d'usinage CNC sont similaires aux produits finaux
L'usinage CNC peut créer des prototypes qui présentent des similitudes avec les pièces finales. Le centre d'usinage est capable de produire les pièces finales et les prototypes, il peut créer des prototypes proches des pièces finales. Il est rarement possible d'y parvenir par l'impression 3D ou d'autres méthodes. Comme les prototypes ont une apparence et une fonction similaires aux pièces finales, il est plus facile de passer à la production de ponts.
Inconvénients de la fabrication de prototypes par usinage CNC, notamment :
Coût élevé
Comparé à l'impression 3D, l'usinage CNC est plus cher. L'usinage CNC nécessite plus de puissance et une plus grande supervision humaine que l'impression 3D. Les matériaux métalliques d'usinage CNC sont plus chers que les matériaux d'impression 3D.
Déchet
Comme les matériaux CNC sont un processus soustractif, il faut plus de matériaux. Certains matériaux doivent être éliminés pendant le processus. L'impression 3D ne produit pas de déchets.
Restrictions géométriques
Les centres d'usinage 4 axes et 5 axes ont une plus grande flexibilité géométrique, mais ils ont encore des limites. La fabrication additive peut être plus adaptée pour créer des pièces avec des géométries internes complexes.
Outillage rapide : création de prototypes en plastique par moulage par injection
L'usinage CNC permet de produire des moules d'injection et des outillages rapides. Grâce à lui, la fabrication des équipements nécessaires au moulage par injection est plus rentable. L'usinage CNC nous permet de réaliser des moules d'injection précis et des outillages rapides dans des délais très courts. Les outillages rapides sont destinés à la production de petites séries et servent de transition entre les différentes étapes de la production par moulage par injection . Pour les productions en grande série, l'usinage CNC permet de fabriquer plusieurs moules d'injection simultanément.
Pour en savoir plus sur l'usinage CNC pour vos projets de fabrication en petites ou grandes séries, contactez-nous dès aujourd'hui à l'adresse sales@teamrapidtooling.com pour demander un devis de fabrication rapide.
Contact