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Les centres d'usinage CNC sont des machines-outils sophistiquées, commandées par ordinateur, qui combinent plusieurs processus de fabrication tels que le fraisage, le perçage, le taraudage et le meulage en une seule machine, ce qui augmente considérablement l'efficacité de la production.

En règle générale, les centres d'usinage CNC sont dotés de plusieurs axes (par exemple, 3, 4 ou 5 axes) qui permettent des mouvements dans différentes directions, ce qui permet d'usiner même des géométries complexes.

Vous trouverez ci-dessous les fonctions et les types de centres d'usinage CNC, leurs domaines d'utilisation et leurs avantages :

Comment fonctionnent les centres d'usinage CNC :

Les différentes étapes sont les suivantes :

Programmation (CAO/FAO) :
La pièce à usiner est d'abord conçue dans un programme de CAO (conception assistée par ordinateur). Elle est ensuite transférée dans un programme FAO (fabrication assistée par ordinateur), qui convertit la conception en commandes lisibles par la machine (code G).

Serrage de la pièce à usiner :
La pièce est serrée dans le centre d'usinage, généralement sur une table de travail ou dans un mandrin. Les centres d'usinage modernes sont souvent équipés de systèmes de serrage automatiques.

Mouvements de l'outil :
Les centres d'usinage CNC fonctionnent selon plusieurs axes (généralement X, Y et Z). Les machines sophistiquées peuvent également effectuer des rotations le long des axes A et B, ce qui est particulièrement avantageux pour les centres à 5 axes.
La machine déplace l'outil de coupe le long des axes dans la séquence programmée pour enlever la matière de la pièce.

Changement d'outil automatique :
Un centre d'usinage CNC est généralement équipé d'un magasin d'outils pouvant contenir un grand nombre d'outils différents. La machine passe automatiquement d'un outil de fraisage, d'un foret ou d'un taraud à l'autre pour effectuer les différentes étapes de l'usinage sans intervention manuelle.

Refroidissement et lubrification :
Le liquide de refroidissement est souvent utilisé pendant le processus d'usinage pour contrôler la température et augmenter la durée de vie de l'outil. Un système de lubrification garantit le bon fonctionnement de la machine et évite d'endommager le matériau pendant l'usinage.

Achèvement et contrôle de la qualité :
Une fois l'usinage terminé, la pièce est retirée et inspectée pour vérifier la précision des dimensions, la qualité de la surface et d'autres spécifications. Les machines modernes peuvent également utiliser une technologie de mesure en cours de processus pour contrôler la pièce pendant l'usinage.

Types de centres d'usinage CNC :

Il existe différents types de centres d'usinage CNC qui se distinguent par leur conception et leurs capacités d'application :

• Centres d'usinage verticaux (VMC) :
  La broche est disposée verticalement, ce qui signifie que l'outil frappe la pièce par le haut. Les centres d'usinage verticaux conviennent aux travaux de fraisage, de perçage et de découpe et sont idéaux pour les composants qui doivent principalement être usinés dans un seul plan.
• Centres d'usinage horizontaux (HMC) :
  Sur ces machines, la broche est disposée horizontalement, ce qui facilite l'usinage des pièces sur plusieurs côtés sans serrage. Les centres d'usinage horizontaux sont idéaux pour les pièces lourdes et de grande taille, ainsi que pour la production en série.
• centres d'usinage à 5 axes :
  Ces machines peuvent usiner la pièce sous presque n'importe quel angle car elles disposent d'axes rotatifs supplémentaires. Elles sont particulièrement adaptées aux pièces complexes à géométrie complexe, telles que celles requises dans l'industrie aérospatiale ou dans la fabrication d'outils.

Utilisation des centres d'usinage CNC :

Les centres d'usinage CNC sont utilisés dans de nombreuses industries, en particulier dans les domaines qui exigent une précision et une efficacité élevées. Parmi les applications les plus courantes, on peut citer

1. Industrie automobile :
Fabrication de pièces de moteur, de transmissions, d'essieux et de pièces de carrosserie.

2. Aérospatiale :
Production de composants complexes tels que les pales de turbines, les structures d'avions et les composants de moteurs.

3. Technologie médicale :
Production d'instruments chirurgicaux, d'implants et de prothèses de la plus haute précision.

4. Fabrication d'outils :
Production d'outils, de moules et de matrices pour la production en série.

5. Industrie électronique :
Production de boîtiers, de circuits imprimés et de petits composants.

Avantages des centres d'usinage CNC :

• Les centres d'usinage CNC offrent une précision et une répétabilité extrêmement élevées grâce à leur système de commande informatisé.
• Les processus peuvent être fortement automatisés grâce au changement d'outil automatique et à la possibilité d'effectuer plusieurs étapes d'usinage sur une seule machine.
• Les centres d'usinage permettent de gagner du temps, car plusieurs étapes de travail (fraisage, perçage, filetage) peuvent être réalisées en un seul passage. Cela permet de réduire le temps de préparation et de minimiser les erreurs dues au serrage.
• Grâce à une large gamme d'outils et de mouvements d'axes, les centres d'usinage CNC peuvent usiner une grande variété de composants, des pièces simples aux pièces très complexes.

Les centres d'usinage CNC sont des machines polyvalentes et de haute précision utilisées dans de nombreux secteurs pour la production de pièces complexes. Leur capacité à combiner plusieurs étapes de traitement en une seule machine les rend particulièrement efficaces. Cependant, il est important de connaître les exigences exactes de la pièce à usiner et des processus de production afin de sélectionner le bon centre d'usinage. Un entretien soigné et une formation de l'opérateur sont également essentiels pour garantir une utilisation optimale à long terme.

Vous trouverez ci-dessous un aperçu des principaux critères à prendre en compte lors de l'achat d'un centre d'usinage CNC :

Lors de l'achat d'un centre d'usinage CNC, plusieurs facteurs importants doivent être pris en compte afin de choisir la machine la mieux adaptée à vos besoins de fabrication spécifiques.

• Avant d'acheter un centre d'usinage CNC, vous devez bien comprendre vos besoins de production spécifiques et le type de pièces à usiner :
• Si vous produisez des pièces complexes avec plusieurs surfaces d'usinage, les machines à 5 axes sont avantageuses. Les pièces plus simples peuvent souvent être produites sur des machines à 3 axes.
• Le matériau à usiner (acier, aluminium, titane, plastique, etc.) influence le choix de la machine en termes de performance et de stabilité. Les matériaux plus durs nécessitent une machine robuste avec une puissance de broche élevée.
• La zone de travail de la machine doit être suffisamment grande pour permettre d'usiner facilement la plus grande pièce que vous souhaitez produire.
• Pour la production en série, vous pouvez avoir besoin d'une machine hautement automatisée afin de maximiser l'efficacité et de réduire le temps de production.
• Le nombre d'axes influe sur la flexibilité de la machine :
• centres d'usinage à 3 axes : ils conviennent aux opérations d'usinage de base (perçage, fraisage, rectification) lorsque la pièce est usinée d'un seul côté.
• centres d'usinage à 4 axes : Permettent de faire tourner la pièce autour d'un axe supplémentaire afin de pouvoir l'usiner sur plusieurs faces sans avoir à la serrer.
• centres d'usinage à 5 axes : Ils permettent l'usinage complet de géométries complexes en une seule opération et sont nécessaires pour des applications particulièrement exigeantes (par exemple dans l'industrie aérospatiale).
• La puissance de la broche principale (mesurée en kilowatts) détermine la quantité de matière qui peut être enlevée par unité de temps. Une broche plus puissante est nécessaire pour les matériaux plus durs et l'usinage à grande vitesse.
• Il est important de disposer d'une large gamme de vitesses, car les matériaux et les techniques d'usinage requièrent des vitesses différentes. Les vitesses plus élevées sont avantageuses pour l'usinage fin des matériaux tendres, tandis que les vitesses plus faibles sont utilisées pour le fraisage des matériaux durs.
• La précision de la machine est déterminante pour la qualité des pièces usinées :
• Précision de positionnement : indique avec quelle précision la machine peut se déplacer jusqu'à une position souhaitée.
• Précision de répétition : indique avec quelle précision la machine peut reprendre la même position à plusieurs reprises. Ce chiffre clé est particulièrement important pour la production en série.
• Le système de commande détermine la convivialité et la flexibilité de la machine :
• Le système de commande doit être facile à utiliser, en particulier pour les opérateurs de la machine. Des interfaces intuitives et faciles à comprendre contribuent à la productivité.
• Compatibilité avec les logiciels de CAO/FAO : Assurez-vous que la machine est compatible avec votre logiciel de CAO/FAO existant. Cela facilite la programmation et le passage du dessin à l'usinage.
• Fonctions supplémentaires : Les commandes CNC modernes offrent souvent des fonctions supplémentaires, telles que la surveillance à distance, le diagnostic des pannes ou les mesures en temps réel pendant l'usinage.
• Un grand changeur d'outils permet à la machine d'utiliser plusieurs outils sans intervention humaine, ce qui réduit les temps d'usinage et augmente la productivité. Plus la machine peut stocker d'outils, plus le processus devient flexible et efficace.
• Si vous avez un volume de production important ou si vous souhaitez une production ininterrompue, les machines dotées d'options d'automatisation telles que les bras robotisés ou les chargeurs automatiques de pièces sont utiles. Elles permettent de réduire les temps d'arrêt et de maximiser l'efficacité.
• Une conception stable et robuste de la machine est essentielle pour minimiser les vibrations et garantir une grande précision d'usinage :
• Les machines lourdes offrent souvent une plus grande stabilité, ce qui se traduit par moins de vibrations et une plus grande précision.
• Un corps de machine solide et un guidage précis des axes garantissent une meilleure qualité d'usinage, en particulier lors de l'usinage de matériaux durs.
• Un système de refroidissement et de lubrification efficace est essentiel pour protéger les outils et la pièce de la surchauffe pendant l'usinage et pour prolonger la durée de vie des outils :
• Assurez-vous que la machine dispose d'un système d'arrosage correctement dimensionné, en particulier si vous enlevez de grandes quantités de matière ou si vous usinez des matériaux sensibles à la chaleur.
• Un système de lubrification automatique garantit que les guides de la machine et les pièces mobiles sont constamment bien lubrifiés afin de minimiser l'usure et de simplifier l'entretien.
• La maintenance et l'entretien d'une machine CNC sont des aspects importants pour garantir sa fiabilité et sa longévité :
• Découvrez les intervalles de maintenance recommandés et les efforts à fournir. Les machines facilement accessibles et dotées d'outils de diagnostic automatique réduisent les temps de maintenance.
• Assurez-vous que le fabricant ou le revendeur offre une bonne disponibilité des pièces de rechange afin de minimiser les temps d'arrêt.
• Une bonne assistance technique est essentielle pour pouvoir réagir rapidement en cas de problème. La formation du personnel de la machine est également une offre importante du fabricant.
• Les coûts d'exploitation ne doivent pas être sous-estimés, car ils influencent les avantages à long terme d'une machine :
• Les machines à haut rendement peuvent consommer beaucoup d'énergie. Une machine économe en énergie permet de réduire les coûts d'exploitation à long terme.
• Les coûts d'exploitation permanents comprennent également la consommation de liquides de refroidissement, de lubrifiants et l'usure des outils. Veillez à ce que ces matériaux soient faciles à obtenir et peu coûteux.
• Tenez compte non seulement des coûts d'achat de la machine, mais aussi des coûts des composants supplémentaires tels que les dispositifs de serrage, les porte-outils ou les logiciels de FAO.
• Outre les coûts d'achat, il convient également de prendre en compte les coûts à long terme liés à la maintenance, à la consommation d'énergie et aux pièces de rechange.
• De nombreux fabricants proposent des options de financement ou de leasing, ce qui peut faciliter l'achat.

Cette analyse complète vous permettra de choisir un centre d'usinage CNC qui répond à vos besoins spécifiques tout en offrant efficacité, précision et rentabilité à long terme.

Les centres d'usinage CNC peuvent être achetés auprès de différents fournisseurs. Vous trouverez sur Exportpages des informations complètes sur les fabricants et les fournisseurs de centres d'usinage CNC du monde entier.