Qu'est-ce que l'usinage CNC 5 axes ?
Pour comprendre ce qu'est l'usinage CNC à 5 axes, il faut le décomposer. CNC est l'abréviation de Computer Numerical Control, un système numérique qui automatise les machines-outils. Les machines CNC typiques fonctionnent sur trois axes : X (vertical), Y (horizontal) et Z (haut et bas). L'ajout de deux axes supplémentaires (A, B ou C) permet aux machines à 5 axes d'effectuer des mouvements plus complexes et de créer des pièces aux géométries complexes et aux finitions de surface supérieures. Cette capacité avancée fait de l'usinage CNC à 5 axes la solution idéale pour fabriquer efficacement des composants complexes.
Différences entre l'usinage CNC 3 axes, 4 axes et 5 axes
Usinage CNC 3 axes: Le type de fraisage CNC à 3 axes, le plus courant, implique le déplacement de l'outil de coupe le long des axes X, Y et Z. Il convient aux pièces à géométrie cubique, mais nécessite un repositionnement manuel pour les formes complexes. Il convient aux pièces à géométrie cubique mais nécessite un repositionnement manuel pour les formes complexes. Il est rentable pour les tâches les plus simples, mais limité pour les conceptions complexes.
Usinage CNC 4 axes: Cette fonction ajoute un axe A (rotation autour de l'axe X) à la configuration à 3 axes, ce qui permet un usinage plus polyvalent sans avoir recours à plusieurs configurations. Il améliore l'efficacité et la précision pour les pièces nécessitant un usinage sur plusieurs faces.
Usinage CNC 5 axes: Cette technologie permet un mouvement simultané le long des axes X, Y et Z, ainsi qu'une rotation autour de deux axes supplémentaires (A, B ou C). Elle permet d'usiner cinq faces d'une pièce en un seul montage, ce qui est idéal pour les géométries complexes et les cavités profondes. Il en existe deux types principaux : le 3+2 axes indexé et le 5 axes continu (complet). Alors que l'usinage indexé 3+2 axes fait tourner les axes indépendamment les uns des autres, l'usinage 5 axes continu permet des mouvements simultanés, ce qui permet de produire des pièces très complexes avec des tolérances serrées.
Applications de l'usinage CNC à 5 axes
L'usinage CNC à 5 axes est essentiel pour les industries nécessitant des composants complexes et de haute précision :
- Industrie médicale: Elle produit des dispositifs médicaux précis, des implants et des équipements de soins de santé.
- Aérospatiale: Elle fabrique des pièces aux formes lisses et aux bords profilés, essentielles pour les composants légers et durables de l'aérospatiale.
- Militaire: Elle crée des composants pour des équipements militaires précis, notamment des pièces de moteur et des capteurs.
Outils d'usinage CNC
Le fraisage CNC utilise divers outils de coupe pour façonner les pièces :
- Foret: Pour créer des trous de section circulaire.
- Foret hélicoïdal: Une tige avec des cannelures hélicoïdales pour le perçage.
- Broyeur en bout: Pour le façonnage et le perçage pendant le fraisage.
- Broyeur à facettes: Un outil avec des plaquettes en carbure pour réaliser des surfaces planes.
- Moulin creux: Utilisé dans les machines à vis pour l'ébauche et la finition.
- Moulin à fil: Pour couper et fabriquer des fils.
- Moulin à brames: Enlève de grandes quantités de matériaux.
- Coupeur d'engrenages: Crée des engrenages par le biais du fraisage, du taillage et d'autres procédés.
- Coupe-mouche: Un outil rotatif à point unique pour les grandes surfaces planes.
- Alésoir: Agrandit ou termine les trous percés avec une grande précision.
Centres d'usinage CNC
Les centres d'usinage CNC effectuent des opérations telles que le perçage, le fraisage et le tournage avec une grande précision. Les types de machines sont les suivants :
- Centre d'usinage horizontal: Avec une broche horizontale et un changeur automatique d'outils (ATC), adapté à la production en grande série.
- Centre d'usinage vertical: Idéal pour la gravure de surface, généralement avec trois axes.
- Centre d'usinage universel: Combine les capacités horizontales et verticales avec une inclinaison continue de la broche.
Coût des machines CNC à 5 axes
Le coût des machines CNC à 5 axes varie considérablement en fonction du type et des caractéristiques, allant de $10 000 à $500 000. Les machines indexées 3+2 coûtent généralement entre 1T4T35 000 et 1T4T200 000, tandis que les machines haut de gamme à 5 axes complets vont de 1T4T150 000 à 1T4T500 000. Les modèles de bureau commencent aux alentours de $10.000. Des fabricants comme GCH proposent des solutions personnalisées pour répondre à des besoins spécifiques.
Avantages de l'usinage CNC 5 axes
- Amélioration de la qualité et de l'efficacité: L'amélioration du mouvement tangentiel de l'outil de coupe réduit les temps de cycle et les coûts.
- Meilleures conditions de coupe: La rotation de la table permet de maintenir des conditions optimales et d'obtenir une qualité de surface supérieure.
- Réduction de l'utilisation des luminaires: Minimise le nombre d'accessoires supplémentaires, ce qui réduit les coûts et l'entretien.
- Production rationalisée: Raccourcit la chaîne de processus, ce qui simplifie la gestion et la programmation.
- Technologie avancée: L'usinage 5 axes offre une efficacité et une qualité inégalées, garantissant un avantage concurrentiel.
En conclusion, l'usinage CNC 5 axes est une technologie puissante qui améliore la production de pièces complexes. Le choix de la bonne méthode (3, 4 ou 5 axes) dépend de vos besoins spécifiques, notamment en termes de matériaux, de volume, de budget et de complexité. Pour les conceptions complexes et les tolérances serrées, l'usinage à 5 axes constitue une solution supérieure.
