Les pièces métalliques ont des caractéristiques et des applications différentes selon l'industrie et la conception. Pour créer des pièces métalliques, les ingénieurs et les concepteurs doivent comprendre les matériaux, les processus de fabrication et les cas d'utilisation des pièces. Il existe de nombreuses façons de fabriquer des pièces métalliques, chacune avec ses propres avantages et inconvénients. Cet article présentera brièvement les principales méthodes de fabrication de pièces métalliques et leurs avantages et inconvénients.

La façon dont les pièces métalliques sont fabriquées peut varier considérablement. Chaque processus a ses propres avantages, matériaux compatibles et compromis. Une compréhension plus approfondie de la portée des méthodes de fabrication améliorera ce processus décisionnel. Voici un aperçu des 8 processus de fabrication différents que vous pouvez utiliser pour créer des pièces métalliques personnalisées.  

Ce sont:

Fraisage CNC et tournage CNC

Extrusion

Coulée de métal

Moulage sous pression

Moulage par injection de métal

Forgeage

Tôlerie et estampage

Impression 3D métal

1, tournage et fraisage CNC

Il existe deux principaux types de technologie d'usinage CNC. La fraiseuse CNC est une machine de découpe automatique. Ils utilisent une tête de broche rotative pour couper les matériaux indésirables. Cette rotation fait tourner le matériau par rapport à l'outil fixe pour l'enlever à la forme désirée. Ils conviennent à une grande variété de matériaux, y compris le plastique, l'aluminium, l'acier inoxydable et le titane.

Principe de fonctionnement de l'usinage et du tournage CNC

Le tournage CNC implique l'utilisation de Tours CNC ou de centres de tournage CNC multiaxes. Les fabricants utilisent des tours CNC pour tourner les matériaux avec des caractéristiques cylindriques et concentriques sur les pièces. Les tours électriques contiennent des fraises et des forets verticaux qui génèrent une fonction hors axe sans changer de plate - forme. Les Tours CNC professionnels, souvent appelés machines suisses, sont conçus pour produire rapidement de petites pièces aux fonctions complexes en combinant plusieurs outils et broches au sein de la machine.

Un tour typique fait tourner la pièce sur l'arbre central pour enlever les caractéristiques en engageant un outil de coupe rigide. Les autres fonctions exécutées par le tour comprennent la création de filetages intérieur et extérieur, la création de caractéristiques de bride, de rainures toriques et de moletage.

Les Tours CNC et les fraiseuses CNC ont différentes configurations d'axes. Les Tours CNC sont généralement des machines à 3 ou 4 axes avec une seule broche. L'usinage CNC à trois axes traite les matériaux sur les axes X, y et Z et élimine les copeaux dans les trois directions. L'usinage à quatre axes combine le caractère concentrique du tour avec le mouvement hors plan incliné de la fraise. Les tours sont idéaux pour les pièces rondes, plus denses pour les formes irrégulières et les bords tranchants, tandis que les fraiseuses font le contraire.

La technologie CNC plus moderne prend en charge jusqu'à 5 axes. Ces outils ajoutent des fonctions d'inclinaison et de rotation aux axes X, y et Z traditionnels pour couper avec précision des pièces plus détaillées. L'usinage 5 axes est également plus efficace car il permet de créer plus de caractéristiques de pièces en une seule opération. Les fraiseuses sont disponibles dans de nombreuses configurations et utilisent généralement 3, 4 et 5 axes.

CNC signifie commande numérique par ordinateur et l'opérateur contrôle les fraiseuses et Tours CNC à l'aide de G - Code, un langage de programmation qui fournit des instructions pour les mouvements de la machine. Les instructions de programmation modernes sont créées à l'aide d'un logiciel de fabrication assistée par ordinateur (CAM). Ce code indique où la machine déplace le disque. Il contrôle également sa vitesse et son avance, c'est - à - dire la rotation, la profondeur de coupe et le mouvement de la pièce. La complexité du code G dépend de la machine et du nombre d'axes dans l'ensemble d'outils utilisé.

Qu'est - ce que l'usinage CNC?

Matériel CNC

Les fraiseuses CNC et les tours CNC conviennent à des matériaux similaires. Ceux - ci comprennent l'aluminium, le laiton, le bronze, le cuivre, l'acier, l'acier inoxydable, le titane et les alliages de zinc. Ces outils conviennent également aux plastiques et aux matériaux composites tels que l’acétal, l’abs, le G - 10, ainsi qu’aux matériaux haute performance tels que le peek ou le PTFE.

Cas d'utilisation CNC et industrie

Les fraiseuses CNC sont une force majeure dans l'industrie manufacturière car elles sont à la fois précises et reproductibles. Cela signifie qu'ils sont idéaux pour le prototypage rapide et la production en petites séries. Leur polyvalence en termes de matériaux les rend parfaits pour presque tous les travaux.

Les Tours CNC sont tout aussi polyvalents. L'utilisation de la production de Tours nécessite également moins de réglages de fonctionnement mains libres, ce qui en fait un choix efficace pour une gamme de cas d'utilisation. La forme de la pièce et les tolérances spécifiées déterminent généralement laquelle des deux méthodes à utiliser: une pièce concentrique nécessitant un tour et une pièce d'angle nécessitant un fraisage.

Les industries utilisant l'usinage CNC sont:

Aérospatiale et défense

Voitures

Produits de consommation

Électronique

Industriel

Médical et dentaire

Robots

2. Extrusion

L'extrusion consiste à pousser du métal ou du plastique chauffé à travers une filière. En pratique, cela ressemble à presser un tube de dentifrice. Le moule crée une forme de maille, par exemple une structure tubulaire, en forme de l ou une caractéristique plus complexe. L'extrusion de pièces métalliques nécessite généralement un post - traitement tel que la découpe, le perçage ou l'usinage. Il est idéal pour un grand nombre de pièces nécessitant une section transversale constante.

En effet, le profilé extrudé peut être de presque n'importe quelle forme à section continue. Un bon exemple est le cadre de fenêtre, qui a plusieurs fonctions pour accueillir les différents volets de l'Assembly. Ils peuvent même être creux, par example des tubes carrés, circulaires ou hexagonaux. Le fabricant détermine la forme du moule lors de sa création.

Principe de fonctionnement de l'extrusion

Les trois types d'extrusion sont l'extrusion à chaud, l'extrusion à froid et l'extrusion par friction. L'extrusion à chaud implique des températures élevées pour empêcher le durcissement du matériau de travail. L'extrusion à froid doit être proche de la température ambiante, ce qui présente certains avantages par rapport à l'extrusion à chaud. Le matériau peut être plus robuste, moins oxydant ou avoir des tolérances plus faibles. Enfin, l'extrusion par friction consiste à utiliser une force pour pousser la charge dans le moule.

Matériaux extrudés

Le matériau extrudé peut être pla