Guide complet pour l'usinage CNC en acier inoxydable

 

Table des matières

Usinage CNC en acier inoxydable

Dans l'usinage CNC de l'acier inoxydable (SS), vous utiliserez une machine à commande numérique par ordinateur (CNC) pour couper le matériau. Ici, la machine CNC coupe SS selon votre conception.

Le guide d'aujourd'hui explore tout ce que vous devez savoir sur l'usinage CNC de l'acier inoxydable. Que vous souhaitiez en savoir plus sur les meilleures nuances pour l'usinage CNC, les coûts ou les techniques d'usinage CNC - toutes les informations sont ici.

Plongeons directement dans :

Choisir une nuance d'acier inoxydable pour l'usinage CNC

Des propriétés telles que la résistance à la corrosion, la résistance et la durabilité rendent l'acier inoxydable populaire pour l'usinage CNC.

Actuellement, il existe de nombreuses nuances d'acier inoxydable disponibles pour tout processus d'usinage. Examinons les aspects essentiels lors du choix de l'acier inoxydable pour l'usinage :

Ce qu'il faut considérer avant de choisir l'acier inoxydable pour l'usinage

En règle générale, vous devez tenir compte de nombreux facteurs avant de choisir l'acier inoxydable pour tout processus d'usinage. Ils comprennent:

  • Prix: Le prix des matériaux en acier inoxydable varie en fonction de la qualité.
  • Disponibilité des notes : Certaines nuances d'acier inoxydable sont fabriquées sur commande et non disponibles sur demande. Il est important de s'assurer que la nuance d'acier inoxydable que vous souhaitez est disponible, en particulier lorsque vous avez des problèmes de temps.
  • Traitement thermique: Impacts sur la dureté de votre inox et donc sur ses propriétés mécaniques globales. Cependant, acier austénitique les grades ne sont pas soumis à un traitement thermique.
  • Magnétisme: Certaines applications peuvent nécessiter des propriétés magnétiques que vous trouverez absentes dans les nuances d'acier inoxydable austénitique.
  • Force: la résistance à la traction varie en fonction des éléments individuels du matériau en acier inoxydable.

Types de nuances d'acier inoxydable

Généralement, il existe cinq classifications d'acier inoxydable. À partir de ces nuances, vous pouvez trouver une nuance d'acier inoxydable adaptée à votre application.

1. Nuances d'acier austénitique

Les SS 304 et SS 316 sont parmi les nuances les plus populaires disponibles sur le marché. Ces grades sont appréciés pour leur :

  • Excellente résistance à la corrosion
  • Facile à usiner
  • Convient à la plupart des techniques de soudage

Nuances d'acier inoxydable austéniste

Nuances d'acier inoxydable austénitique

2. Nuances d'acier trempé par précipitation

Inclut les grades communs 17-4 PH et 15-5 PH et sont capables de traitement thermique. En même temps, ils présentent une résistance et une résistance à la corrosion exceptionnelles.

Ces nuances d'acier sont usinables CNC et trouvent une utilisation dans la fabrication de pièces hautement fiables et durables.

Nuances d'acier inoxydable durcies par précipitation résistantes à la traction

Nuances d'acier inoxydable trempé par précipitation de résistance à la traction

3. Nuances d'acier inoxydable duplex

Ces nuances d'acier sont un hybride de structures austénitiques et ferritiques avec une résistance et une résistance à la corrosion améliorées. Ils présentent une teneur réduite en nickel et en molybdène. En conséquence, ils trouvent une utilisation dans de nombreuses industries lourdes.

Nuances d'acier inoxydable duplex

Nuances d'acier inoxydable duplex

4. Nuances d'acier ferritique

Ils ont une teneur en chrome d'environ 12 % avec une capacité magnétique et une résistance impressionnante à la corrosion sous contrainte. Elle est généralement induite par les chlorures.

Ils ont cependant une résistance à la chaleur et à la corrosion inférieure à celle des nuances d'acier austénitique.

Nuances d'acier inoxydable ferritique

Nuances d'acier inoxydable ferritique

5. Nuances d'acier martensitique

Les nuances d'acier martensitique sont capables de traitement thermique. En conséquence, ils durcissent avec des niveaux de chrome à 10%. Bien qu'il soit facilement usinable, sa résistance à la corrosion fait pâle figure par rapport aux nuances austénitiques.

Par conséquent, ils trouvent une utilisation dans la coutellerie, les pièces automobiles et les ustensiles médicaux.

Nuances d'acier martensitique

Nuances d'acier martensitique

Avantages de l'usinage CNC de l'acier inoxydable

Choisir la CNC pour fabriquer de l'acier inoxydable offre de nombreux avantages aux fabricants et aux utilisateurs de pièces. Bien sûr, c'est la raison pour laquelle la technologie est populaire aujourd'hui.

Regardons ses avantages :

I. Il est possible d'usiner de l'acier inoxydable en gros volumes avec une machine CNC car le processus est hautement reproductible.

II. L'acier inoxydable est très flexible et polyvalent, ce qui permet l'usinage CNC même pour les pièces complexes, en particulier les nuances austénitiques.

III. La résistance des nuances d'acier inoxydable, en particulier martensitique, permet de supporter les contraintes d'usinage lors de l'utilisation de machines à commande numérique.

IV. Lorsque vous utilisez une machine CNC pour le traitement de l'acier inoxydable, vous obtenez une plus grande précision même en choisissant des tolérances serrées.

V. Vous pouvez usiner des nuances d'acier inoxydable avec des tolérances inférieures à 1.00 mm, ce qui minimise le gaspillage de matériau et accélère le processus.

Combien coûte l'usinage CNC de l'acier inoxydable

Savoir combien coûtent les pièces en acier inoxydable usinées CNC est un élément clé de votre budget. Cependant, pour un coût précis de l'usinage CNC de pièces en acier inoxydable, un fabricant fiable.

Parmi les facteurs clés déterminant les coûts d'usinage CNC, citons :

  • Nuance d'acier inoxydable
  • Complexité de conception
  • Taille de la pièce en cours d'élaboration
  • Équipement d'usinage CNC requis
  • Durée du processus

Lors de la réalisation d'un projet, ces facteurs peuvent être pris en compte compte tenu des paramètres de conception et du coût ainsi estimé.

Types de services et d'opérations d'usinage CNC en acier inoxydable

L'usinage CNC de l'acier inoxydable implique de nombreuses opérations telles que la découpe, le fraisage, le perçage, etc.

Bien sûr, ils déterminent les types de pièces en acier inoxydable.

1. Découpe CNC en acier inoxydable

La découpe CNC de l'acier inoxydable consiste à extraire de plus petits morceaux d'acier inoxydable d'un morceau plus grand pour répondre aux besoins de conception. Il existe deux principales machines de découpe CNC pour acier inoxydable : la découpeuse laser CNC et la toupie CNC.

découpe CNC en acier inoxydable

Découpe CNC en acier inoxydable

· Découpeur laser CNC

Emploie un faisceau laser d'une puissance immense et un flux concentré pour découper le matériau d'une feuille d'acier inoxydable. UN Découpeuse laser CNC est particulièrement utile lors de la découpe de conceptions complexes en raison de sa grande précision.

Le processus de découpe lors de l'utilisation d'un laser CNC utilise une application de chaleur et est sans contact. Le découpeur laser CNC comprend une tête laser avec une lentille pour focaliser le faisceau à haute intensité à travers une buse.

Découpe laser CNC

Découpe laser CNC

Ensuite, le faisceau fait fondre l'acier inoxydable selon les instructions fournies par ordinateur. Un gaz comprimé refroidit simultanément la lentille tout en éliminant la vapeur de métal découpée.

Certains des avantages de l'utilisation de la découpe laser CNC avec des tôles en acier inoxydable incluent :

  • Capacité à entreprendre des conceptions complexes avec un niveau de précision élevé.
  • Étant donné que les découpeurs laser CNC fonctionnent selon une approche sans contact, le matériau en acier inoxydable reste inchangé et non contaminé.
  • La coupe résultante est généralement propre sans nécessiter de traitement secondaire.
  • Lors de l'utilisation de découpeuses laser CNC, il est moins nécessaire d'incorporer d'autres équipements de découpe.

Il existe différents types de découpeurs laser CNC classés en fonction du support laser et de son état actif. Les types les plus courants sont :

· CN CO2 Cutter Laser

Est le plus courant, utilisant de l'oxyde de carbone (IV) et offrant une puissance élevée tout en démontrant une efficacité élevée. Ces coupeurs sont capables d'entreprendre des coupes fines et complexes sur des tôles d'acier inoxydable minces et épaisses.

· Découpeur laser à cristal CNC

Utilise des cristaux dopés spécialement développés et génère une puissance de sortie plus élevée permettant une utilisation sur des pièces en tôle d'acier inoxydable très épaisses.

· Découpeur laser à fibre CNC

Utilisez des diodes dans la création de faisceaux avec un câble à fibre optique utilisé comme conduit. Facilite une qualité de coupe plus fine à des vitesses de processus élevées, en particulier lors du travail avec des tôles d'acier inoxydable très minces.

Routeur CNC couper l'acier inoxydable

Un routeur CNC exécute une approche de coupe à trois axes sur des pièces en acier inoxydable. Il est capable d'avancer et de reculer (axe x) de haut en bas (axe z) et de côté (axe y). Les routeurs CNC sont plus rapides et plus précis que les opérations manuelles et peuvent prendre en charge des processus à volume élevé.

Routeur CNC

Routeur CNC

2. Tournage CNC en acier inoxydable

Tournage CNC est un processus de travail des métaux qui implique l'enlèvement de matière en faisant tourner une pièce pendant qu'un outil travaille dessus. Les processus de tournage CNC peuvent impliquer des opérations telles que le perçage, le rainurage, l'alésage, le surfaçage, le tronçonnage et le moletage.

Habituellement, un tour CNC travaille sur des barres cylindriques en acier inoxydable tournant sur une broche et travaillées par un outil.

Vous pouvez positionner l'outil sur plusieurs axes et alimenter la barre en acier inoxydable pour obtenir la forme souhaitée. Le tournage CNC est utile dans la fabrication de pièces en acier inoxydable pour une utilisation dans différentes industries telles que l'industrie automobile.

3. Fraisage CNC en acier inoxydable

Le fraisage CNC de l'acier inoxydable est un procédé de fabrication soustractif qui utilise un outil monté sur une broche capable de tourner. L'outil travaille sur une pièce en acier inoxydable qui est immobile jusqu'à ce que la conception souhaitée soit obtenue.

La fraiseuse CNC peut gérer jusqu'à 5 axes. Par conséquent, vous pouvez travailler sur des conceptions particulièrement complexes sans avoir besoin d'utiliser plusieurs machines.

Lors de l'exécution du fraisage CNC de l'acier inoxydable, vous développez d'abord une conception à l'aide de CAO (conception assistée par ordinateur). Ensuite, vous convertirez la conception en programme CNC.

Après cela, vous chargerez le programme pour exécuter l'opération souhaitée.

4. Perçage CNC en acier inoxydable

Le but du perçage CNC de l'acier inoxydable est de faire des trous généralement à des fins d'assemblage, telles que des boulons et des vis. La machine utilise un foret rotatif à grande vitesse.

L'utilisation du perçage CNC de l'acier inoxydable commence par la conception à l'aide de la CAO avant la conversion en instructions prêtes à l'emploi à l'aide de la FAO. Le chargement de ces instructions dans la perceuse CNC guide l'opération de perçage en fonction de la conception.

L'acier inoxydable de forage CNC trouve une utilisation dans diverses industries telles que la fabrication de moteurs automobiles et la construction de ponts.

Opérations diverses dans l'usinage CNC de l'acier inoxydable

Les opérations diverses liées à l'usinage CNC de l'acier inoxydable utilisent des machines-outils et peuvent produire ou non des copeaux.

Certaines des opérations les plus courantes incluent :

Acier inoxydable de brunissage CNC

Le brunissage CNC est un processus de travail à froid qui n'implique aucun enlèvement de matière pour obtenir une surface lisse et uniforme. Vous pouvez utiliser des tours et des fraiseuses en acier inoxydable de brunissage CNC pour améliorer la dureté de la surface et obtenir une précision dimensionnelle.

Le brunissage trouve une large utilisation dans l'industrie, allant de la fabrication de couvercles d'extrémité de moteur, de guides et de tiges de soupapes et d'arbres de rotor de ventilateur. Vous pouvez classer la machine de brunissage CNC en fonction de la géométrie de l'outillage comme suit :

Boule de brunissage en acier inoxydable

L'outillage utilise une ou plusieurs billes maintenues par un ressort ou une pression de fluide et la pièce à usiner. Une pompe hydraulique est responsable du flux de fluide qui positionne la bille pour l'action sur la pièce.

Le contrôle de la pression du fluide vous permet de diriger le processus de brunissage CNC. Alternativement, vous pouvez utiliser un ressort pour maintenir la boule en position tout en effectuant le processus de brunissage.

Acier inoxydable de brunissage de rouleau

L'outillage dans la machine de galetage utilise soit un ou plusieurs rouleaux supportés par une tige capable de rotation. Vous pouvez joindre la tige à un tour, une fraiseuse ou une perceuse pour exécuter le processus de brunissage au contact de la pièce.

Filetage CNC en acier inoxydable

Le filetage CNC consiste à fournir des filetages sur une barre en acier inoxydable pour fabriquer des vis destinées à être utilisées dans les processus d'assemblage et de fixation. Le filetage CNC est principalement exécuté comme un processus soustractif utilisant des tours.

Méthodes de filetage

Il existe plusieurs méthodes de filetage que vous pouvez utiliser sur vos pièces en acier inoxydable. Les méthodes les plus courantes sont les suivantes :

I. Coupe du fil : Utile pour les petites productions, lors de la manipulation d'ébauches imprécises ou lorsque le processus exige une profondeur de filetage complète. Peut inclure les techniques suivantes :

  • Filetage en un seul point : Utilise un outillage à déplacement linéaire avec un seul point pour créer des filets sur une pièce cylindrique ou conique en acier inoxydable.
  • Fraisage de filetage : Utilise une fraise capable de tourner pour former des filets uniquement là où vous pouvez organiser une trajectoire hélicoïdale pour l'outil.

II. Meulage des filets : Emploie une rectifieuse utilisant des roues façonnées dans la forme de filetage souhaitée.

Applications des pièces en acier inoxydable usinées CNC

Les pièces en acier inoxydable produites par usinage CNC trouvent une large utilisation dans toutes les industries. Certaines des principales applications de ces pièces comprennent :

  • Pièces CNC pour l'aérospatiale: Le train d'atterrissage, les cellules et certains composants du moteur à réaction utilisent des composants en acier inoxydable fabriqués à partir d'usinage CNC.
  • Industrie automobile: Les pièces en acier usinées CNC trouvent une utilisation dans la fabrication de différentes pièces automobiles telles que les composants du moteur comme les bielles. Ceux-ci peuvent inclure CPièces et composants électroniques NC.
  • Industrie chimique: Les équipements utilisés dans l'industrie chimique utilisent l'acier inoxydable pour sa durabilité résultant de sa résistance à la corrosion.
  • Construction: Les structures telles que les ponts utilisent l'acier inoxydable en raison de sa solidité et de sa résistance aux éléments permettant la longévité.
  • Secteur énergétique: Les centrales électriques utilisent des pièces et des composants en acier inoxydable qui sont usinés CNC dans les réservoirs de réacteur et les échangeurs de chaleur.
  • Ustensiles de cuisine: Plusieurs ustensiles, ustensiles de cuisine comme les casseroles et les éviers, les cuisinières et les grils sont le résultat de l'usinage CNC en acier inoxydable.
  • Industrie médicale: Les équipements de l'industrie médicale tels que les outils chirurgicaux sont développés par usinage CNC en raison de ses propriétés exceptionnelles. En fait, il y a beaucoup Pièces médicales CNC
  • Le transport : Différents véhicules de transport tels que les navires, les trains et les véhicules à moteur utilisent des pièces et des composants en acier inoxydable.

Conseils d'usinage CNC en acier inoxydable

L'usinage CNC de l'acier inoxydable est essentiel dans la production de pièces et de composants utilisés dans divers secteurs. Cependant, lors de l'usinage CNC de l'acier inoxydable, il est important de garder à l'esprit les conseils suivants :

Rayons de bord internes

Utilisez toujours des rayons pour les bords internes de vos pièces en acier inoxydable afin d'éviter l'usure et la déformation de l'outil dues aux contraintes d'usinage.

Caractéristiques de conception

N'incluez pas les fonctionnalités que vous ne pouvez pas créer avec une machine CNC. Dans de telles situations, vous obtiendrez d'autres alternatives de fabrication.

Par exemple, évitez d'avoir de petites caractéristiques qui poseront de grandes difficultés à usiner en raison de l'absence d'outils requis.

Paramètre Suffisance

Utilisez des paramètres suffisants tels que les pieds de surface par minute (SFM) pour assurer l'efficacité de l'usinage CNC de l'acier inoxydable.

Matériel d'outil

Assurez-vous de sélectionner le matériau d'outil approprié pour éviter l'écaillage et l'usure rapide lors de l'usinage CNC. Le carbure cémenté, l'acier rapide et le tungstène HSS offrent une bonne résistance lors de l'usinage de l'acier inoxydable.

Machines CNC sécurisées

Assurez-vous que les machines CNC sont rigides et bien fixées pour éviter les mouvements extrêmes causés par les vibrations pendant le fonctionnement.

Équipement de protection

Avoir un équipement de protection lors de l'usinage CNC de l'acier inoxydable, comme des lunettes de protection, une combinaison et des gants. Les machines CNC et les copeaux d'acier inoxydable sont quelques-unes des sources potentielles de danger.

Tolérance Utilisation

Limitez l'utilisation des tolérances pour éviter les coûts d'usinage élevés et les temps de traitement en les employant uniquement lorsque cela est nécessaire.

Liquide de refroidissement

Utilisez un liquide de refroidissement approprié pour empêcher la déformation induite par la chaleur sur la pièce en acier inoxydable et gérer la formation de copeaux. Un liquide de refroidissement peut avoir un impact sur la finition de surface et la vitesse de fonctionnement ainsi que sur la capacité à résister à la corrosion.

Rapports profondeur/largeur

Lors de la conception de cavités, tenez compte de leurs rapports profondeur/largeur, car les rendre trop profondes peut entraîner des défauts d'outils tels que la fracturation et la déviation.

Traitement de surface de pièces usinées en acier inoxydable CNC

Bien que l'acier inoxydable offre une grande résistance à la corrosion et à la chaleur, vous pouvez toujours utiliser un traitement de surface pour obtenir d'autres caractéristiques. De plus, le processus d'usinage CNC peut altérer la surface de l'acier inoxydable nécessitant un traitement pour le restaurer.

Vous pouvez classer les traitements de surface utilisés sur les pièces usinées CNC en acier inoxydable en fonction de leur rôle comme suit :

Élimination de la couche d'oxyde noir

Les processus de fabrication que subit l'acier inoxydable, tels que le laminage et le soudage, peuvent entraîner la formation d'une couche d'oxyde. Vous pouvez redonner de l'éclat à l'inox en enlevant cette couche d'oxyde via les traitements suivants :

I. Sablage : Utilise un flux de média adhésif sous pression qui élimine la couche d'oxyde.

II. Décapage : Utilise des acides nitrique et chlorhydrique pour éliminer la couche d'oxyde sur la partie en acier inoxydable lors de l'immersion.

Produire une finition miroir

De nombreux produits en acier inoxydable utilisent une finition de surface lisse avec une caractéristique semblable à un miroir. Vous pouvez obtenir ce look en utilisant différentes méthodes de polissage sur les pièces en acier inoxydable comme suit :

I. Polissage mécanique : Utilise l'abrasion mécanique pour obtenir une surface brillante et assez plane. Cependant, cela prend du temps, représente un défi pour les pièces complexes, pose une menace de pollution et réduit l'éclat.

II. Polissage chimique : Utilise des solutions chimiques pour obtenir efficacement et à faible coût la brillance souhaitée en plus de travailler sur des pièces complexes. Cependant, il ne convient qu'aux petits volumes et nécessite un espace important et bien aéré.

III. Polissage électrochimique : Utilise un processus de réduction via l'application d'un courant continu qui ionise la surface métallique en la dissolvant, ce qui donne une surface brillante. Peut prendre en charge le traitement de pièces complexes et de gros volumes, ce qui le rend abordable à long terme.

Produire une finition colorée

Certains traitements de surface colorent la surface de l'inox tout en améliorant ses caractéristiques telles que la résistance à la corrosion et à l'usure. Vous pouvez obtenir une finition colorée en utilisant :

I. Oxydation chimique : L'application de la couleur se fait par un processus d'oxydation utilisant des solutions chimiques contenant des acides, des bases et des sels mélangés.

II. Oxydation électrochimique : Entreprend le dépôt d'ions à partir de solvants chimiques avec l'acier inoxydable comme cathode.

III. Oxydation à haute température : L'obtention du revêtement coloré souhaité se fait par immersion de la pièce en acier inoxydable dans des sels dans des conditions spécifiques.

Conclusion

L'usinage CNC de l'acier inoxydable est essentiel dans la production de pièces et de composants de qualités particulières pouvant être utilisés dans diverses applications. Les informations fournies dans ce guide vous aideront à coup sûr dans votre prochain projet en acier inoxydable pour en assurer le succès.

Plus de ressources:

Qu'est-ce que l'usinage CNC – Source : Thomas Net

Acier – Source : Wikipédia

Composants de fraisage CNC – Source : HMAKING

Pièces de tournage CNC – Source : HMAKING

Pièces de perçage CNC – Source : HMAKING

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