Le guide ultime pour l'usinage CNC de prototypes

L'usinage de pièces métalliques est l'endroit où le prototypage CNC est essentiel. Diverses industries manufacturières bénéficient de ces procédés de pointe.

Ce guide ultime vous aidera à mieux comprendre ses avantages, ses limites, ses processus, etc.

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Usinage CNC de prototypes

Qu'est-ce que l'usinage CNC prototype

Le prototypage CNC forme un segment ou des ensembles de produits moindres. Ce procédé réalise des conceptions spécifiques avant son opération de fabrication sur mesure. Le prototype CNC obtient certains échantillons de produits que l'on souhaite améliorer à un coût raisonnable.

Les machines prototypes mentionnées peuvent aider la procédure de R&D. Ils donnent à l'équipe de conception une preuve de concept avant la personnalisation. De plus, l'utilisation de telles machines est également efficace pour le développement des produits de l'entreprise. Remplir l'apparence et les fonctions précises des pièces du produit fini.

Pourquoi c'est important

L'usinage CNC prototype est une méthode importante dans la plupart des projets de production industriels. Grâce à l'usinage de prototypes, les menaces ou défaillances potentielles sont atténuées. Et cela améliore l'efficacité de la fabrication. De plus, un tel processus peut réduire les risques d'envoi d'articles de qualité inférieure.

Le prototypage CNC détermine rapidement les problèmes et les possibilités du produit. Cela aide le fabricant à quoi ou comment corriger les problèmes éventuels avant l'étape de production. Étant donné que l'identification des problèmes du prototype est au niveau primaire, cela permet de gagner du temps de fabrication.

Applications industrielles

Industrie médicale

Les articles médicaux fabriqués avec l'usinage CNC peuvent être d'excellente qualité et fonctionnalité. Cela crée de nouvelles opportunités dans le domaine, y compris les prothèses et les outils modernes.

Les prototypes CNC peuvent fabriquer des outils médicaux précis, notamment des enceintes sécurisées, des appareils d'IRM, des appareils de recherche, des implants, etc.

Industrie aérospaciale

L'industrie utilise en permanence de tels processus, inspectant et examinant les fonctions des composants nouvellement développés. Les essais de matériaux subissent également un tel processus. Certains composants produits par le processus sont des bagues, des collecteurs, des orifices d'engrenage, etc.

Industrie aérospaciale

Industrie automobile

Les constructeurs automobiles développent de nouveaux modèles et composants. Cela rend les machines CNC pour le prototypage essentielles pour eux. Ils ajoutent un tel équipement pour leur ligne de fabrication.

Semblable à l'aérospatiale, le prototypage les aide à garantir les performances et la précision des pièces. Le processus forme des engrenages précis et des composants à tolérance serrée.

Pétrole et énergie

L'industrie pétrolière a besoin de composants d'une excellente résistance, ce qui les rend performants dans les opérations minières et l'extraction des ressources. Les prototypes de fraisage CNC et d'autres processus ont atteint ces caractéristiques avec précision.

Militaire et défense

La fabrication de la plupart des munitions et des véhicules militaires nécessite des outils complexes qui fonctionnent bien. Cette fois, l'usinage de prototypes est nécessaire pour réaliser de tels outils avec des caractéristiques spécifiques. Il peut fabriquer des appareils, comme des pièces de transport, des munitions, des pièces de communication, etc.

Industrie de construction

Le domaine de la construction choisit l'usinage CNC pour créer divers matériaux nécessaires. Contrairement aux méthodes de moulage par injection, le processus CNC réduit le temps et les coûts de fabrication.

Pourquoi utiliser des machines CNC pour le prototypage

Cohérence

Plusieurs composants peuvent être produits à l'aide d'un prototype CNC avec le même niveau de précision d'extraction.

La caractéristique principale de la CNC est sa capacité à produire des pièces identiques de manière cohérente. De faibles tolérances sont nécessaires pour que cette technique réussisse.

Haute précision

La CNC offre un excellent contrôle des mouvements et est très précise lors de l'utilisation d'outils de coupe. Ceux-ci sont construits à l'aide d'éléments clés pour remplir leur fonction prévue.

Économise du temps

Il ne nécessite pas de moulage supplémentaire ou d'autres conditions préalables, qui peuvent nécessiter une période prolongée.

La CNC est un processus en phase rapide. Il peut modifier les fichiers CAM/CAD, permettant de modifier les prototypes. Il revient rapidement après avoir subi un usinage supplémentaire.

Rentable

Les fabricants qui utilisent la machine pour les prototypes CNC économisent plus d'argent.

En effet, un petit lot de prototypes peut corriger les erreurs ou les défauts. Par conséquent, ils peuvent être évités dans de tels compteurs plutôt que détectés en quantités massives.

Adaptabilité matérielle

Le prototypage CNC convient à une gamme complète de matériaux. Des métaux les plus robustes aux autres matériaux comme les plastiques.

En conséquence, il apporte un avantage considérable. La procédure de prototype peut faire ressortir en utilisant le même matériau et le même composant fini.

Tolérance élevée

Enfin, l'utilisation de machines CNC pour le prototypage offre une plage de tolérance élevée. Les concepteurs peuvent créer des conceptions de prototypes détaillées comme les produits finaux souhaités.

Quelles sont les limites du processus

Quelles sont les limites du processus

Limitation géométrique

La CNC ne peut pas créer de géométries spécifiques. Les composants internes pour le prototypage en font partie.

Certaines techniques de production, comme la fabrication inclusive, sont préférées pour former des géométries. Ils fonctionnent de l'intérieur.

Non respectueux de l'environnement

Le prototypage étant un processus de réduction, il génère entièrement des déchets. D'énormes pièces de produit sont retirées au cours de la procédure. Les métaux ébréchés sont formés mais inutiles. Cela permet aux fabricants de s'en débarrasser.

Besoins d'experts

L'expérience et l'expertise dans ce domaine technologique sont nécessaires pour le prototypage CNC. L'exploitation et la création de fichiers CAO font partie des compétences requises.

Matériel utilisé pour les prototypes CNC

Choisir les meilleurs matériaux nécessite une bonne attention aux détails. C'est parce que cela signifiera leur résultat. Compte tenu de la variété des matériaux accessibles, il s'ensuit que chacun possède un ensemble unique de qualités. Jetez un œil aux détails suivants.

Aluminium. Ce matériau est parmi les plus recommandés et utilisés pour le prototypage. Ses propriétés physiques sont principalement idéales pour les composants mécaniques. Ils ont une couche oxydée épaisse et résistante à la corrosion et sont robustes.

Acier inoxydable. Les austénitiques en particulier sont de préférence utilisés en usinage CNC pour leur capacité. Grâce à sa cristallinité, ce matériau peut tolérer la chaleur attribuée à sa structure. Ils sont non magnétiques, car l'acier inoxydable ne peut pas être durci.

Laiton. Comme ses propriétés mécaniques sont élevées à de nombreux niveaux, tels que la résistance et la résistance à la traction, leur usinabilité est excellente. Ces qualités sont idéales pour les serrures, les vannes, les roulements et les engrenages. Les composants en laiton fonctionnent sans à-coups à des vitesses élevées.

Acier. Le prix bas, la soudabilité et l'usinabilité sont quelques-unes des qualités essentielles de l'acier dans l'usinage CNC. Ils sont accessibles à de nombreux types de grades, avec chacun un avantage unique. La composition chimique de cette substance est recherchée par la plupart des industries.

Magnésium. Ledit matériau est de plus en plus utilisé pour l'usinage. Il possède les qualités idéales en termes de poids et d'usinabilité. Avec une formation de copeaux plus courte, le processus peut générer des finitions de surface exceptionnelles.

Cuivre. Ses attributs sont les plus utilisés dans diverses applications. Les caractéristiques de base de l'usinage CNC comprennent la conductivité électrique, une excellente résistance et la chaleur. Ceux-ci se trouvent dans le cuivre, ce qui les rend parfaits pour la fabrication de pièces.

Titane. Pour l'industrie médicale, ce matériau est parfait à un niveau élevé. Ce métal est non toxique, biocompatible et résistant à la corrosion. De plus, en raison des caractéristiques extraordinaires de ce matériau, ils sont simples à usiner.

Différences entre les prototypes CNC et l'impression 3D

Matériaux pris en charge

Diverses ressources matérielles pour l'usinage CNC sont disponibles. Il peut supporter des métaux, des plastiques et même du bois.

Cependant, l'impression 3D est limitée. Étant donné que cette méthode implique un chauffage et un moulage, elle ne fonctionne parfaitement qu'avec des prototypes thermoplastiques.

Mode d'action

Avec la fabrication par réduction, la CNC utilise un outil de coupe pour se débarrasser de tout élément supplémentaire avant de former la forme souhaitée.

L'impression 3D utilise la méthode additive. Le matériau est ajouté progressivement en le faisant fondre et en le moulant à partir de zéro.

Gaspillage

Le processus de fabrication soustractif de la CNC a tendance à créer plus de déchets. Mais ceux-ci peuvent être couverts car ils peuvent être vendus en tant que recyclages.

Au contraire, le prototypage 3D utilise efficacement les matériaux. Il utilise des méthodes de fabrication additive, qui sont nettes.

Période de production

L'usinage CNC est nettement plus rapide que l'impression 3D. Il leur suffit de terminer les composants en quelques minutes.

Mais l'impression 3D prend plus de temps, comme des heures pour terminer une seule section.

Géométrie potentielle

Dans les géométries internes, la création de pièces avec impression 3D est complexe. Parce que de l'intérieur vers l'extérieur, les composants sont fabriqués.

Un outil de coupe externe est utilisé pour créer les composants CNC. Il ne peut donc pas produire de prototypes pratiques dans une géométrie intérieure complexe.

Conception assistée par ordinateur pour l'usinage CNC

Créer une liste de contrôle de conception

Avant de commencer à concevoir, faire des listes de contrôle est essentiel. Vous pouvez supprimer les caractéristiques et les structures des composants prototypés souhaités. Avoir de telles listes peut réduire les erreurs au cours du processus.

Développement de conception

Le développement de pièces de conception, y compris les trous et les cavités, est essentiel dans l'usinage CNC. Il est important de définir et de contrôler les spécifications des pièces. Par exemple, dans le fraisage final, la profondeur accrue correspond à environ 3 fois le diamètre de la cavité.

Epaisseur

Il est important de s'assurer de l'épaisseur de paroi minimale lors de la réalisation d'un exemple de dessin. Les parois métalliques doivent avoir plus de 0.8 mm d'épaisseur. Des parois trop fines peuvent entraîner une diminution de la consistance mécanique des composants usinés.

Meilleur logiciel de CAO

Meilleur logiciel de CAO

Différentes industries manufacturières disposent de logiciels de CAO spécifiquement adaptés. Sélectionner les meilleurs est essentiel. Comme certains autres sont limités pour certains usages. Assurez la CAO idéale en fonction des besoins de formage des métaux, d'ingénierie mécanique et de prototypage.

Dessin simple

Veillez toujours à ce que le dessin soit facile à comprendre. Assurez-vous que les caractéristiques de conception et autres facteurs sont faciles à définir, y compris les images, les symboles et les formes. La simplicité de votre conception peut contribuer à l'efficacité du prototypage et à la précision des résultats.

Contrôle de la qualité de la conception

Après la conception finale, il est également recommandé de revoir les spécifications de conception répertoriées sur les listes de contrôle. Cela vous aidera à déterminer s'il y a une suppression ou une inclusion. L'inspection des conceptions vous permet de les ajuster avant le début de l'opération.

Comment économiser sur les coûts de prototypage CNC

Ce qui suit définit les conseils importants pour gérer les coûts du processus de production de prototypes.

  1. Utiliser le matériau exact

La sélection de matériaux appropriés est le facteur le plus important à prendre en compte. Avant de décider, il est conseillé de prendre en compte les exigences d'application matérielle suivantes.

  • Force
  • Poids
  • Finitions
  1. Utiliser diverses machines

Avoir plusieurs machines d'élimination vous permet d'économiser de l'argent. Ils peuvent être actionnés simultanément. L'installation d'un tel équipement réduira le temps d'installation nécessaire pour chaque machine.

  1. Composant usiné

L'utilisation de composants ou de prototypes usinés CNC peut faire économiser de l'argent. Puisqu'ils sont formés avec une grande durabilité et des caractéristiques plus solides par rapport à ceux de fabrication traditionnelle.

  1. Commandez en gros

La commande de prototypes CNC volumineux peut réduire les coûts globaux. Certaines entreprises et certains fabricants, comme HM, proposent des remises pour les commandes volumineuses.

  1. Choisissez un fabricant de confiance

Choisir les fabricants les plus fiables et les plus expérimentés peut minimiser l'argent global du projet. Vous pouvez parcourir différentes entreprises avant de vous décider. HM s'assure toujours d'un devis en ligne immédiat pour vos prototypes demandés.

Sélection de la technique d'usinage idéale

Pour personnaliser votre prototype, différents processus sont impliqués. Et les détails suivants vous aideront à définir ceux qui conviennent aux besoins de votre projet.

Utilisation calculée

L'application de composant qui doit être traitée est un facteur à inclure dans les sélections de méthodes de prototypage. S'ils sont destinés à une utilisation à haute tolérance, une découpe au laser est nécessaire. Pour la présentation, la technique de prototypage abordable est recommandée.

Matières

La catégorie de matériau définit également les méthodes d'usinage appropriées. Par exemple,

  • La découpe de tôle nécessite une découpeuse laser CNC
  • La formation de composants 3D nécessite un équipement de fraisage CNC

Connaître les forces, les caractéristiques et les obstacles de chaque matériau peut aider à choisir le bon processus.

Géométrie des composants

La structure des composants finaux affecte la technique de prototypage précise utilisée. Les pièces avec,

  • Section transversale ronde - nécessite un processus de perçage pour les trous
  • Style de surface 3D - nécessite des lasers CNC et des fraiseuses CNC

Processus de prototypage CNC

Fraisage CNC

Le processus de fraisage CNC utilise un équipement de fraisage qui fait tourner les outils. Cela fonctionne comme un profil ou un couteau de poche, nécessitant des coupes profondes. Il forme

  • Taraudages
  • Slots
  • Trous borgnes
  • Trous précis
  • et contre-dépouilles

Les fraiseuses sont livrées avec une capacité de fraisage à 3 et 5 axes. Ils sont efficacement utilisés dans la fabrication rapide et les conceptions structurelles.

Tournage CNC

Tournage CNC

La méthode de tournage CNC utilise des tours automatisés, faisant tourner la pièce. Il s'agit d'un processus efficace de formation d'une structure de pièce cylindrique ou circulaire.

Le tour CNC est programmé pour ;

  • Couper ou enlever les éléments extérieurs
  • Aléser ou percer
  • Couper les filetages internes et externes

Étapes de fabrication du métal impliquées

Soudage. Ce processus peut joindre les différentes pièces métalliques en une nouvelle pièce. Il utilise divers outils et méthodes.

Extrusion. L'opération se produit lorsque le métal traverse une matrice fermée ou ouverte. Les métaux sont comprimés dans ce processus.

Estampillage. Certaines lettres, images et formes sont imprimées sur le métal lors de cette fabrication.

Pliant. Pressage des métaux avec une machine lourde. Il les façonne dans la forme spécifique requise.

Filage. La formation des métaux se produit ici en utilisant un tube ou un disque à grande vitesse. Cela crée une structure à symétrie d'axe.

Finition. Cela inclut les revêtements tels que la peinture, les glacis et autres revêtements de protection. Cela fait généralement partie de la dernière étape.

Coupe. Il s'agit de couper les métaux dans les sections souhaitées. Ils sont rendus possibles avec diverses machines de découpe.

Combien coûte le prototypage CNC ?

Le prix des prototypes CNC est modifié en fonction des exigences spécifiques du prototype.

Dans l'ensemble, la fourchette de prix est d'environ 35 $ à 120 $ par heure avec 3 axes. La complexité des composants définit l'axe approprié.

Conclusion

En effet, le prototypage CNC permet d'obtenir une production de projet rapide et une solution pratique pour une opération de fabrication économique.

Après avoir lu un guide aussi bien informé sur le prototypage CNC, vous pouvez prendre des décisions en fonction de ce que vous avez appris.

Pour plus d'informations, n'hésitez pas à communiquer avec nous dès maintenant!

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