Guide d'achat de machines CNC : utilisations, prix et facteurs à prendre en compte

Dans ce nouvel article concernant notre nouveau projet Guide d'achat de machines CNC, vous découvrirez les différentes machines CNC, quelques informations de base à leur sujet et leurs prix attendus. Cette pièce sert également de Guide d'achat de machines CNC à bois. Continuer à lire!

Table des matières

Qu'est-ce qu'une machine CNC ?

CNC signifie commande numérique par ordinateur. Il s'agit d'un processus de fabrication qui combine l'usinage et la conception assistée par ordinateur (CAO) ou des programmes pour fabriquer des produits plus rapidement et plus efficacement. 

L’usinage, quant à lui, est un processus que nous utilisons habituellement pour transformer les matières premières en produits finis de n’importe quelle forme ou taille. En combinant des programmes informatiques stockés dans des formats de code G numérique, les ouvriers d'usine peuvent automatiser et contrôler n'importe quel outil ou pièce de machine sous n'importe quel angle pour créer des produits finis tels que simulés dans les fichiers numériques.

Alternativement, nous appelons le système de fabrication CAD/G-code d’usinage CNC, fabrication assistée par ordinateur (FAO). Cela est dû à l’automatisation rendue possible par le système informatique.

Que fait une machine CNC ?

Généralement, nous utilisons Machines CNC d'automatiser et d'effectuer diverses activités de production simples ou complexes, notamment la découpe, le dressage, le fraisage, le perçage, le cisaillement, le façonnage, le conditionnement, l'étiquetage, prototypageet l'étanchéité des matériaux.

Qu'est-ce qu'un exemple d'outil CNC ?

Les machines-outils CNC comprennent les tours ou les tours, les électroérosions à fil, les rectifieuses, les jets d'eau, les fraiseuses, les fraises et les routeurs, entre autres. Une architecture matérielle d'usinage CNC typique comprend 

  • un contrôleur pour exécuter et contrôler divers composants de la machine, 
  • un système de retour d'information qui supervise le processus d'usinage et garantit que la simulation graphique suit la conception CAO, 
  • et un système de régulation qui garantit que tous les paramètres, y compris la vitesse, le débit, la position, la chaleur, etc., sont cohérents et précis.
  • Une tourelle pour contenir les outils de coupe,
  • Et généralement une broche pour faire tourner les matériaux.

D'autre part, nous avons le composant logiciel qui comprend des graphiques générés par ordinateur qui simulent des processus de production réels. Ce graphique est converti ou stocké sous forme de fichiers G-code, le langage ou le format que la plupart des machines CNC modernes comprennent. 

Cela dit, approfondissons certains types d'usinage CNC et leurs prix attendus.

1. Tours CNC

Les machines de tour CNC appliquent les principes d'usinage CNC et peuvent être utilisées pour dresser, façonner et percer des produits (généralement cylindriques) avec des diamètres intérieurs et extérieurs de haute précision. Le mécanisme de rotation des machines à mousser est la raison pour laquelle nous les appelons souvent «Tours CNC. »

Comment fonctionne un tour CNC

Une architecture de tour CNC simple comprend une broche rotative stationnaire et un outil de coupe mobile positionné à deux angles ou plus avec une tourelle, en fonction de l'industrie et des besoins. 

La broche fait tourner le matériau à une certaine vitesse, généralement dans une position stable mais selon des axes verticaux ou horizontaux. Ensuite, l’outil de coupe façonne ou cise les matériaux sous leurs angles placés. Le mouvement linéaire de l'outil de coupe est régulé pour garantir que le produit fini répond à la simulation CAO.

Les tours CNC fonctionnent selon différents axes, ce qui leur confère leur classification caractéristique. Par exemple, vous pouvez utiliser un tour CNC à 6 axes pour produire quelque chose avec des angles complexes, comme une jante de véhicule.

Utilisations d'une machine de tour CNC

Vous pouvez usiner pratiquement n’importe quel matériau avec une machine-outil de tour CNC. Leurs utilisations comprennent le façonnage, le perçage, le ponçage, le moletage, le tournage, la découpe, le dressage, le tournage et la déformation. 

Ces fonctions prouvent à quel point les tours CNC sont polyvalents dans les industries du métal et du bois. Cette polyvalence leur a valu le surnom de « mère des outils d’usinage ».

Facteurs à considérer lors de l’achat d’un tour

Habituellement, nous classons les tours CNC en fonction de leur simplicité ou de leur complexité et en fonction de leurs angles de fonctionnement. Ces angles ou axes vous aideront à déterminer la taille potentielle, l’installation, le coût et le potentiel de maintenance du tour.

Ainsi, lorsque vous prenez une décision d’achat pour un tour ou des pièces, vous devez cocher attentivement ces cases :

  • Les produits dans lesquels vous êtes spécialisé : que pouvez-vous utiliser cette pièce pour réaliser ?
  • La taille de votre usine et de votre équipe : qui exploitera ces pièces et quel type de tour conviendrait le mieux à votre usine ?
  • La compatibilité de votre logiciel de FAO existant avec la pièce de tour que vous envisagez d'acheter
  • Le nombre d'axes dont vous avez besoin à ce moment-là
  • Considérez le coût de la pièce de machine et de l'outil ou de la ressource de travail (en acier, laiton, bronze, cuivre, etc.).

Prix ​​d'une machine de tour CNC

Le prix d’un tour CNC varie en fonction de l’axe et de la taille. Par exemple, un petit tour CNC coûterait entre 4,000 5,000 et 15,000 250,000 dollars. Alternativement, un tour à deux axes (presque de grande taille) dépasserait 300,000 XNUMX $, bien que le matériau de l'outil de coupe puisse affecter son coût général. Enfin, nous disposons de tours CNC à l'échelle industrielle ou complexes qui pourraient coûter entre XNUMX XNUMX et XNUMX XNUMX dollars.

2. Machine à décharge électrique à fil CNC (EDM)

Parfois, il est difficile de couper, percer ou fabriquer des matériaux comme les alliages de titane et certains types d'acier. Dans ce cas, les machines à électroérosion (EDM) sont les meilleures options à utiliser. 

Comment fonctionne une machine d'électroérosion à fil CNC

Les EDM fabriquent, coupent ou érodent des matériaux à l’aide de décharges électriques ou d’étincelles. L'installation comprend deux électrodes représentant la cathode et l'anode. Une électrode est l'outil métallique, généralement en cuivre, en graphite ou en laiton fin ; l'autre est la pièce à usiner, qui peut être métallique ou non métallique. 

De plus, nous avons d'autres composants EDM comme de l'eau désionisée ou un fluide diélectrique circulant en continu, le fil qui fait passer le courant et le support qui maintient l'ensemble de l'opération. Nous fusionnons les deux électrodes lors de la fabrication ou de la production avec une plage de largeur d'intervalle de 0.01 et 0.1 mm. 

Cette largeur d'espace est complétée par l'eau déminéralisée s'écoulant en continu à travers une bobine. Enfin, nous faisons passer le courant à travers la configuration pour façonner ou former les matériaux comme nous le souhaitons. Les processus EDM sont similaires à l'électrolyse.

Utilisations d'une machine à décharge électrique à fil

Nous utilisons souvent des machines d'électroérosion à fil pour fabriquer des matériaux qui auraient été difficiles à façonner ou à couper dans le cadre de processus d'usinage normaux. Les EDM peuvent fabriquer des poinçons dans des matériaux durs d'environ 300 mm d'épaisseur. Leurs applications s'étendent à Moulage sous pression et les industries de moules qui fabriquent ou poinçonnent des matériaux tels que des vis ou des matériaux utilisés dans les industries automobile, aérospatiale et électronique. 

Facteurs à considérer lors de l’achat d’une machine à décharge électrique à fil

Les EDM à fil CNC ne sont pas très courants, vous devez donc garder à l'esprit les points suivants lors de leur achat :

  • Le coût des consommables ou des pièces d'outils. Rappelons que ces matériaux sont constitués de métaux précieux comme le cuivre, le graphite et le laiton. Ainsi, leur prix déterminera d’autres facteurs tels que le coût total de production, la budgétisation, le type de matériau, etc.
  • Vous souhaiterez peut-être envisager les meilleures pratiques qui vous aideraient à économiser les matériaux et à maximiser la productivité. Vous pouvez consulter un expert ou des collègues ayant de l’expérience à cet égard.
  • La prochaine chose à garder à l’esprit est la maintenance de la configuration. Pendant la production, il peut y avoir des cas de fusion des fils, de décoloration des outils, etc.

Prix ​​d’une machine à électroérosion à fil

Les prix des machines d'électroérosion à coupe-fil varient en fonction de la simplicité ou de la complexité de l'installation. Les prix des nouvelles machines modernes de déchargement par coupe-fil commencent à 5,000 50,000 $ pour les machines simples et vont jusqu'à 70,000 XNUMX $ à XNUMX XNUMX $ pour les machines complexes.

3. Coupeur laser CNC

L’un des principaux besoins des découpeuses laser CNC est leur précision. Le fait qu’ils soient informatisés les rend encore plus exceptionnels pour la gravure, la découpe et la sculpture.

Comment fonctionne une machine de découpe laser CNC

Une machine de découpe laser CNC utilise des ordinateurs pour couper ou sculpter des matériaux tels que le métal conducteur ou le bois. Le système est préprogrammé avec CAM pour dicter la direction du faisceau et de la buse utilisés dans la découpe de précision.

Contrairement aux techniques d'usinage classiques, il n'y a généralement aucun contact entre deux matériaux solides (outil et pièce). Nous ne disposons que de faisceaux laser tirés par une buse avec du gaz comprimé à très haute température capable de vaporiser un matériau métallique.

Utilisations d'une machine de découpe laser

Nous utilisons des machines de découpe laser pour découper, décorer, graver des textes ou des formes et sculpter des matériaux métalliques et non métalliques. Pour mémoire, les découpeuses laser peuvent couper des matériaux jusqu'à 35 mm d'épaisseur avec une précision, une exactitude et une répétition élevées. 

Facteurs à considérer lors de l’achat d’une découpeuse laser

L'une des choses importantes à noter dans ce guide d'achat de machines CNC est de garder à l'esprit le matériau que vous coupez avec (ou le type de produits que vous fabriquez ou produisez) avant d'acheter. Cela vous donnera un aperçu du type de faisceau laser à utiliser pour la découpe. 

Apparemment, les faisceaux laser destinés à la fabrication des métaux seraient différents de ceux utilisés pour le plastique ou le bois. Par exemple, nous disposons de découpeuses laser CO2 couramment utilisées pour couper ou fabriquer du verre, du plastique et des matériaux en bois. Ils ne sont pas aussi chers que les découpeuses laser à cristal et à fibre.

Nous disposons également de découpeuses laser de cristaux pour les métaux, la céramique et les plastiques épais. Les types de laser à cristal ont des intensités plus élevées que les types de CO2. Enfin, nous proposons les découpeuses laser à fibre idéales pour les verres et les métaux épais. Ils sont plus intenses que les types cristaux et CO2 combinés.

Après avoir examiné le matériau à découper au laser, vous devez également envisager les possibilités de maintenance et l'assistance du fabricant ou du revendeur. Cela vous aidera à calculer les coûts de maintenance potentiels et à vous préparer à l’avance.

Prix ​​d'une machine de découpe laser

L'un des déterminants du prix d'une machine de découpe laser est l'énergie qu'elle utilise et le type de découpeuse laser. Les coupeurs de CO2 sont les moins chers et commencent entre 2,000 5,000 et 30,000 200,000 dollars. Plus on monte dans la hiérarchie (lasers à cristal et à fibre), le prix pourrait monter entre XNUMX XNUMX $ et XNUMX XNUMX $, selon les spécifications.

4. Coupeur de plasma CNC

Les découpeurs plasma peuvent couper n’importe quel matériau, à condition d’appliquer le bon gaz sur le bon matériau. Par exemple, un mélange gazeux hydrogène-argon ne traversera probablement pas un matériau ferreux : il convient mieux à l'aluminium et matériaux en acier inoxydable.

Comment fonctionne une machine de découpe plasma CNC

Les découpeurs plasma sont similaires aux découpeurs laser, sauf qu'un gaz forcé ou sous pression traverse cette fois un matériau conducteur. Le processus est rationalisé et automatisé avec un programme informatique. Pendant la coupe, le gaz forcé ionise ou électrolyse les matériaux lors de la coupe. 

Cela explique pourquoi certains découpeurs plasma ne peuvent pas couper certains matériaux, tout comme l'exemple précédent. De plus, l’obtention d’une coupe plus nette dépend généralement de la pièce à usiner et de la quantité de pression (en PSI) appliquée.

Utilisations d'un découpeur plasma

La découpe au plasma est moins précise que la découpe au laser, nous les utilisons donc souvent dans des domaines où nous ne donnons normalement pas la priorité à la découpe de précision. Nous utilisons couramment le découpage au plasma pour couper ou fabriquer des matériaux conducteurs comme l'acier inoxydable, l'aluminium, les alliages de cuivre, etc. Des industries telles que les entreprises de fabrication, les ateliers automobiles, les usines de construction, les usines de ferraille et de restauration, etc., utilisent le découpage au plasma.

Facteurs à considérer lors de l’achat d’un découpeur plasma

Pour le coupage au plasma, vous devez tenir compte du matériau de la pièce à usiner et du gaz utilisé pour le couper. Habituellement, pour un matériau conducteur, vous avez besoin d'un gaz ionisable correspondant. Ces consommables et matières premières sont coûteux. Vous devez donc rechercher des pratiques économiques qui vous aident à éviter de gaspiller des ressources.

Prix ​​d'une machine de découpe plasma CNC

Les prix des machines de découpe plasma CNC varient et dépendent de facteurs tels que la plage de découpe et la pression. Vous pourriez acheter une nouvelle machine de découpe plasma simple entre 3,000 5,000 et 50,000 100,000 dollars. Les types entièrement équipés et multifonctionnels pourraient coûter entre XNUMX XNUMX et XNUMX XNUMX dollars par installation.

5. Jets d'eau CNC

Les machines à jet d’eau deviennent une meilleure alternative écologique pour couper parfaitement les métaux. La combinaison de la pression de l’eau et de l’informatisation rend la fabrication facile de matériaux extrêmement excitante et amusante.

Comment fonctionne la machine à jet d'eau CNC

Une machine à jet d'eau CNC coupe des métaux ou des matériaux non métalliques comme le bois ou le plastique avec de l'eau à haute pression. L'eau utilisée sous pression est souvent mélangée à des abrasifs pour faciliter la coupe.

Nous utilisons souvent des machines à jet d'eau CNC qui n'utilisent pas d'eau pour couper des matériaux moins durs comme le bois ou le plastique avec une haute précision. Habituellement, plus la pression est élevée (en PSI), plus la coupe est nette ou précise. L'ensemble du processus est automatisé et simulé dans un fichier de programme CAO ou CAM.

Utilisations d'une machine à jets d'eau CNC

On peut préférer un jet d’eau CNC lorsque la pièce est sensible à des températures élevées ou inhabituelles. Avec l'usinage CNC, vous pouvez concevoir ou décorer des matériaux comme la céramique ou le carrelage, le plastique, le verre, le bois ou les métaux.

Facteurs à considérer lors de l’achat d’une machine à jets d’eau

Une machine à jet d’eau est si sophistiquée que son fonctionnement peut coûter entre 10 et 45 dollars par heure. Plus le système est sophistiqué, plus les opérateurs facturent cher. Mais pourquoi acheter une machine à jet d’eau haut de gamme si tout ce dont vous avez besoin est une machine simple qui répond aux besoins de base en matière de découpe ? De cette façon, vous économiserez également sur les coûts des services publics en raison de la puissance réduite de la machine ; et lorsqu'il est géré correctement, vous pouvez également réduire la maintenance. Essayez également de confirmer les types de matériaux qu’il utilise pour son fonctionnement.

Prix ​​d’une machine à jets d’eau

Le prix d’une machine à jet d’eau varie en fonction de sa taille, de sa capacité et de son objectif. Certains pourraient atteindre 60,000 XNUMX $ et d’autres encore plus. Généralement, la technologie derrière cette machine est avancée, ce qui entraîne son coût élevé.

6. Machine de routeurs CNC

Comme c'est le cas pour les autres machines CNC dont nous avons discuté ici, la machine de routeur CNC est un outil redoutable pour couper divers matériaux. Une chose qui le distingue des autres est le fait qu'il est piloté par ordinateur et qu'il peut être programmé avec des modèles de coupe prédéfinis. Cependant, il tire son nom du routeur portatif montable qui effectue la coupe proprement dite. 

Comment fonctionne une machine de routeurs CNC

Le fichier du programme CAM avec une représentation graphique simulée du processus de découpe, de gravure ou de décoration est ajouté à la machine de routeur CNC. La machine utilise sa broche, qui contient un outil de coupe rotatif, pour former des motifs ou couper la pièce. Le matériau à découper ou à travailler est placé sur un support ou un espace réservé doté d'une tourelle.

Pendant la production ou la fabrication, la broche se déplace dans des directions horizontales, verticales ou diagonales en fonction des instructions du programme CAM. L'outil de coupe rotatif coupe ou grave ensuite des motifs de conception sur la pièce.

Utilisations d'une machine de routeur

Les défonceuses sont plus populaires dans les industries du bois et du plastique que dans l’industrie métallurgique. Il coupe ou crée des motifs avec une grande précision et facilité. Nous utilisons couramment des toupies pour découper, décorer ou graver des motifs sur des pièces. Une étude de cas courante concerne les décorations sur les portes ou les meubles de la maison.

Facteurs à considérer lors de l’achat d’une machine de routeur

En tant que machine couramment utilisée pour la décoration, l’un des composants les plus importants d’une toupie serait le point final ou l’outil de coupe. Vous devrez tenir compte du type de dessin ainsi que de la largeur et de la profondeur de la découpe ou de la sculpture que vous avez l'intention de réaliser. Cela donnera un aperçu du type de point final/outil de coupe à ajouter à la broche.

Après cela, vous pouvez prendre note de la machine logicielle CAM. Parce que vous devrez souvent le modifier pour l'adapter aux exigences du client ou de la fabrication. C’est généralement là que vous effectuez une partie du travail majeur. Si cela est mal fait, cela pourrait affecter l’ensemble du processus de fabrication, y compris l’outil de coupe de l’axe qui doit suivre.

Prix ​​​​d'une machine de routeurs CNC

Les machines de routeur CNC sont bien moins chères que les autres alternatives d'usinage CNC de cette liste. Vous pouvez obtenir une simple routeur à trois axes pour environ 5,000 12,000 à 50,000 XNUMX dollars. Vous pouvez payer jusqu'à XNUMX XNUMX $ et plus pour des types personnalisés ou polyvalents.

7. Fraiseuse CNC

Une fraiseuse CNC est similaire aux routeurs et aux tours, mais elle est plus polyvalente que les routeurs. Bien que les tours se rapprochent en termes de polyvalence.

Comment fonctionne une fraiseuse CNC

Une fraiseuse CNC comprend un outil de coupe rotatif maintenu par une broche. Le matériau cisaillé, coupé, façonné ou fabriqué est placé sur des supports maintenus par une tourelle, qui peut se déplacer dans l'axe X, Y ou Z pendant la fabrication.

Pendant la fabrication, le contrôleur installe le logiciel CAM enregistré sous forme de code G dans la machine et applique les paramètres standard pour obtenir le résultat souhaité. La machine suit le programme simulé pour fabriquer les matériaux en utilisant les composants mentionnés ci-dessus.

Utilisations d'une fraiseuse CNC

La fraiseuse CNC a un large éventail d'applications. Pour cette raison, nous l'utilisons largement pour fabriquer des pièces de machines ou des produits utilisés dans l'automobile, aérospatial, des jouets et des industries électroniques.

Facteurs à considérer lors de l’achat d’une fraiseuse

Les cas d'utilisation d'une fraiseuse CNC évoluent des machines simples aux grandes machines polyvalentes. Il est donc important de considérer les coûts d’achat, d’installation, d’expédition et de maintenance. Mais avant de considérer les facteurs ci-dessus, vous devez d’abord vous demander pourquoi vous avez besoin d’une fraiseuse CNC. 

Vous devez prendre note de votre gamme de produits, de la taille de la machine CNC qui répondrait à vos besoins de fraisage en usine, etc. Enfin, lors de l'entretien de votre fraiseuse, vous devez vous assurer que la pièce que vous souhaitez remplacer correspond à la pièce d'origine de la machine. Vous devez également examiner le logiciel à remplacer lors d'un produit dynamique, en vous assurant de sa compatibilité avec la machine ou la pièce à usiner.

Prix ​​d'une fraiseuse CNC

Une simple machine CNC de bureau peut coûter jusqu'à 4,000 14,000 $ ou plus. Cependant, à mesure que l'on augmente pour les fraiseuses CNC multi-axes, le prix pourrait passer de 500,000 XNUMX $ à XNUMX XNUMX $ pour les machines plus grandes et plus sophistiquées.

8. Meuleuses CNC

Enfin, sur notre liste se trouvent la ou les rectifieuses CNC. Comme leur nom l’indique, nous utilisons généralement des meuleuses pour finir ou éliminer les pièces indésirables d’une pièce.

Comment fonctionne une rectifieuse CNC

Les rectifieuses CNC appliquent des finitions informatisées aux diamètres intérieur et extérieur des pièces cylindriques. Pour certaines rectifieuses, une broche rotative maintient le matériau à cisailler ou à finir. Pour d'autres, la broche ou le support est fixe. La pièce à usiner maintenue sur le support peut être fixée magnétiquement ou fermement. 

Ensuite, il y a la meule rotative qui se déplace dans des directions horizontales ou verticales pour assurer des finitions soignées. Les meules comportent des grains abrasifs et des couches de fibre de verre utilisées pour façonner ou finir une pièce.

Utilisations d'une meuleuse CNC

Nous utilisons couramment une meuleuse CNC pour les finitions dures et fines et le lissage de matériaux comme les métaux, le plastique, le bois ou le verre. Avec cette machine, vous serez assuré d'obtenir un produit soigné et de qualité. Vous pouvez trouver quelques exemples courants de produits finis par des broyeurs CNC dans des pistons, des arbres, des ouvre-bouteilles, etc.

Facteurs à considérer lors de l’achat d’un broyeur

Les meuleuses CNC courantes que nous utilisons servent à deux fins : l'un est pour finition des surfaces, et nous utilisons l'autre pour finir les diamètres intérieurs ou extérieurs d'une pièce cylindrique. Ainsi, lors de l’achat d’un broyeur, vous devez d’abord inspecter vos produits ou votre gamme de produits potentielle pour déterminer le type ou la personnalisation du broyeur à acheter.

Tenez également compte de la meule et du type d’abrasion utilisé. Pourquoi? Parce que si votre produit est en plastique ou en bois, vous risquez de ne pas bien finir avec certains types d'abrasifs. De plus, si vous remplacez le système CAM, vérifiez s'il s'aligne avec le système d'origine. 

Tenez également compte du mouvement axial de la roue ou de la broche, bien que cela dépende de ce que vous produisez et de la personnalisation que vous avez demandée. Enfin, gardez à l’esprit le coût et le potentiel de maintenance de la rectifieuse. Vous pouvez contacter votre revendeur d'usinage CNC préféré pour plus d'informations.

Prix ​​d'une rectifieuse CNC

Selon la taille et la personnalisation, les meuleuses planes peuvent coûter entre 25,000 70,000 et 150,000 200,000 dollars. Les types polyvalents plus grands et plus résistants pourraient coûter entre XNUMX XNUMX et XNUMX XNUMX dollars.

Conclusion

Nous croyons que cela Guide d'achat de machines CNC vous a montré les éléments de base que vous devez savoir pour prendre une décision éclairée lors de l'achat de machines CNC. Vous pouvez nous contacter pour obtenir le meilleur équipement pour vos besoins de production. Consultez notre études de cas or centre de ressources pour en savoir plus tout de suite !

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