Types de machines CNC – Le guide ultime

Vous vous demandez peut-être quelle machine à commande numérique par ordinateur (CNC) conviendra le mieux à vos opérations d'usinage. Ici, nous discuterons en détail de chaque type de machine CNC, de ses avantages, de ses limites et de ses applications.

Qu'est-ce qu'une machine CNC ?

Machine cncou une machine à commande numérique par ordinateur est un appareil à commande numérique via un ordinateur connecté. Il utilise des instructions programmées pour réguler avec précision les mouvements des outils de coupe ou de la pièce elle-même. Il permet donc le même degré de précision et de fiabilité dans l’usinage cycle après cycle du processus.

Les machines CNC, en raison de la grande variété de tâches qu’elles peuvent effectuer, sont largement utilisées dans diverses industries. Ils effectuent des travaux tels que couper, percer, fraiser, tourner et façonner une large gamme de matériaux, notamment l'acier, les poteaux, le plastique, etc.

Types de machines CNC sur le marché

Les machines CNC peuvent être classées de différentes manières, notamment par leur conception et leur fonction, le nombre d'axes et le système de contrôle.

Machines CNC classées en termes de conception et de fonction.

Fraiseuses CNC

UN fraiseuse CNCutilise divers outils de coupe pour éliminer le matériau supplémentaire, ce qui donne la forme requise. Les fraiseuses sont disponibles en options horizontales et verticales.

Avantages

Précision: Les machines CNC ont été conçues pour fonctionner avec une précision absolue, avec un niveau de précision allant en milliers de pouces.

Efficacité: Être équipé de fraiseuses CNC à la fois rapides et efficaces permet d'obtenir des délais de livraison courts avec un niveau de productivité plus élevé.

Polyvalence: Grâce aux fraiseuses CNC, vous manipulez un certain nombre de matériaux, notamment le bois, le métal et le plastique.

Capacités d'usinage complexes: Les fraiseuses CNC peuvent effectuer un large éventail de processus d'usinage complexes tels que le contourage, le profilage, la gravure et également le fraisage de filetage.

Limites:

Limitation de taille: Travailler avec une fraiseuse CNC peut vous limiter en ce qui concerne les tailles de vos pièces.

Compétence d'opérateur: En tant qu'opérateur, vous ne pouvez manipuler une fraiseuse CNC qu'après avoir acquis de bonnes compétences sur la façon de la faire fonctionner.

Prix: Une autre limitation est le montant d’argent dont vous aurez besoin pour acheter et installer une fraiseuse CNC.

Applications:

Les fraiseuses CNC sont utilisées dans la fabrication d'armoires, de modèles prototypes, de meubles, de signalisation, d'instruments de musique, etc.

Tours CNC

UN tour CNC combine à la fois la rotation et la coupe pour aboutir aux opérations de tournage requises pour chaque pièce donnée.

Avantages

Précision: L'un des meilleurs attributs d'un tour CNC est qu'il offre une précision incontestable sur chaque pièce touchée.

Polyvalence: Les tours CNC peuvent travailler avec la plupart des matériaux, parmi lesquels les métaux, les plastiques et les composites.

Temps de configuration réduits: Lorsqu'il s'agit d'installer un tour CNC, cela ne prend pas beaucoup de temps.

Limites

Nature symétrique: Les tours CNC ont la capacité de découper mais pas de créer des pièces asymétriques en raison de la manière dont ils façonnent les matériaux. Ainsi, ils échouent à ces tâches alors que leur fonction devrait être non symétrique et porter sur certains détails.

Côte initiale élevée: L'achat et l'installation d'un tour CNC nécessitent beaucoup d'argent, ce qui peut être difficile à réunir pour les opérations de démarrage.

Applications

Les tours CNC sont nécessaires dans différentes industries clés pour un certain nombre d'applications. Certaines des utilisations sont les arbres à cames, les tables à manger, les pièces automobiles, les vilebrequins, les pieds de meubles, les instruments de musique, etc.

Perceuses CNC

Perceuses CNC sont importants pour réaliser automatiquement des trous précis et de qualité dans différentes pièces grâce à l'utilisation d'ordinateurs.

Avantages

Précision : L’une des caractéristiques clés des perceuses CNC est une précision extraordinaire ; la position correcte de chaque trou est garantie dans l'espace étroit.

Polyvalence: Ils s'occupent davantage des matériaux et des types de trous pour répondre à une variété de besoins de fabrication. C’est une gamme tellement diversifiée.

Erreurs réduites: Le perçage CNC réduit les erreurs et a pour conséquence une qualité élevée et constante.

L'intégration: Ce travail sous tension continu des forets avec d'autres opérations d'usinage augmente l'efficacité du travail actuel.

Limites

Coût: Les gens préfèrent payer cher pour des machines équipées d'ordinateurs plutôt que pour des machines qui dépendent des humains pour les faire fonctionner.

Perte de compétences: L'avenir des stagiaires destinés au poste d'utilisateur de machines manuelles sera assombri à mesure que leurs compétences perdront de la valeur sur le marché.

Applications

Les perceuses CNC se trouvent dans un certain nombre d'industries pour des applications telles que la construction automobile, la construction navale, l'astronautique, la fabrication de moules et le travail du bois.

Rectifieuses CNC

Rectifieuse CNC est un outil avancé ou un outil d'usinage de précision contrôlé par un programme commande numérique par ordinateur (CNC). Il est généralement utilisé pour meuler des surfaces pour obtenir une dimension précise ou pour produire des formes très complexes.

Avantages

Qualité de surface exceptionnelle: La rectification CNC est crédible pour générer une qualité de surface irréprochable.

Répétabilité: Une rectifieuse CNC peut être programmée pour répéter une activité donnée plusieurs fois avec la plus grande précision une fois qu'elle est réglée pour une mission certaine.

Sécurité: Un centre de rectification CNC fonctionne comparativement mieux qu'une rectifieuse manuelle.

Réduction des déchets: Les travaux de rectification CNC se concentrent sur la précision et la constance ce qui réduit les déchets.

Limites

Flexibilité limitée: Bien que la rectification CNC offre une perfection plus élevée et une répétition plus précise, elle peut être moins flexible que d'autres processus d'usinage.

Bruit et vibrations: Les meuleuses CNC émettent non seulement une quantité considérable de bruit mais également des vibrations, en particulier lors d'un fonctionnement à grande vitesse.

Applications

Les rectifieuses CNC sont d'une grande valeur dans des sélections telles que les engrenages de haute précision, les pièces automobiles, les pièces médicales, aérospatiales et les outils similaires.

Machines de découpe laser CNC

Les machines de découpe laser CNC utilisent des faisceaux laser pour couper avec précision des matériaux sans entrer en contact avec eux.

Avantages

Distorsion minimale du matériau: L'utilisation de machines de découpe laser permet de réduire la probabilité de déformation des pièces puisqu'il n'y a aucun contact avec le matériau en question.

Moins de contamination et de déchets: En raison de la grande précision de la découpe laser CNC, le principal avantage est de réduire la quantité de déchets.

Moins d'entretien requis: Les lasers CNC ont tendance à nécessiter moins d'entretien que les autres machines de découpe mécanique. Cela est dû au fait que les lasers CNC utilisent la nature sans contact des faisceaux laser.

Limites

Épaisseur limitée: Étant donné que les machines de découpe laser CNC n'entrent pas en contact avec la pièce, elles ne sont pas capables de pénétrer dans des matériaux plus épais.

Expertise technique: Tous les postes classifiés pour ces machines de découpe laser nécessitent des travailleurs hautement qualifiés.

Qualité des bords: Même si la découpe laser CNC vous offre une découpe avec des bords plus nets et précis, la rugosité des bords peut apparaître.

Applications

Avoir une machine de découpe laser CNC vous permet de travailler avec des applications telles que la fabrication de pièces aérospatiales, de châssis automobiles, d'équipements médicaux, etc.

Machines de découpe plasma CNC

UN Découpe plasma CNC les machines vous permettent de couper ou de fabriquer avec précision différents types de matériaux. Ce type de soudage utilise un arc électrique pour ioniser l'air qui fait fondre le matériau. Bien qu’il s’agisse d’un processus d’arc électrique, il ne fonctionne que sur des matériaux électriquement conducteurs.

Avantages

Haute efficacité: Les machines de découpe plasma vous feront gagner du temps et de l'argent même pour un grand nombre de produits.

Précision constante: Les découpeuses plasma CNC sont utilisées via un programme informatique spécifique qui gère parfaitement le processus avec une telle précision.

Facilité d’utilisation et formation réduite: Les machines de découpe plasma CNC peuvent réduire le processus de travail à la fois en termes de temps et de coût.

Limites

Matériaux limités: Le coupage au plasma ne coupe pas les non-métaux ou les alliages occupés par la conductivité.

Zones affectées par la chaleur: En coupage plasma, un processus de découpage à chaud est effectué en chauffant la pièce. La chaleur produit un impact physiologique à l’avant et à l’arrière des zones de coupe.

Applications

Avec une machine de découpe plasma CNC, vous pouvez effectuer un nombre illimité de tâches, notamment la fabrication automobile, la récupération, la mise au rebut, les ateliers de fabrication, etc.

Machines de découpe au jet d'eau CNC

Une machine de découpe au jet d'eau CNC est un appareil qui utilise de l'eau mélangée à divers matériaux pour couper une pièce donnée.

Avantages

Il n'y aura aucune perte de fibres ni aucune contrainte mécanique imposée à la surface du vêtement par le processus de lessive.

Faible coût par rapport aux processus de fabrication traditionnels et facile à utiliser.

Géométrie extrêmement détaillée.

La machine a la capacité de traiter à la fois des coupes fines et délicates et des pièces plus épaisses.

La machine à jet d'eau CNC est respectueuse de l'environnement.

Limites des machines à jet d'eau

Temps de coupe: La vitesse de travail de la découpeuse à jet d'eau CNC est inférieure à celle de certains autres outils similaires.

Répartition des composants: Une découpeuse au jet d'eau le fait en poussant des jets à ultra haute pression dans la tôle d'acier. Cependant, si l’on choisit un système à jet d’eau haut de gamme, le seul problème possible pourrait être la défaillance des composants du coupeur.

Applications

Les machines de découpe au jet d'eau CNC peuvent traiter des matériaux fins et épais et sont utilisées dans des applications telles que l'exploitation minière, l'aérospatiale, l'automobile et la fabrication.

Imprimantes 3D CNC

Les imprimantes 3D CNC sont une technologie hybride de CNC et de fabrication additive. De tels dispositifs sont capables de recourir à des technologies de fabrication soustractive et additive pour faciliter la réalisation de formes complexes.

Avantages

Réduction des déchets de matériaux: Avec les processus de fabrication additive, les rejets sont généralement inférieurs à ceux des processus soustractifs où le matériau est déchiqueté ou broyé.

Des délais de livraison plus courts: Les imprimantes 3D CNC ont la capacité de réduire considérablement les délais de développement des maquettes et du processus de finition.

Personnalisation et personnalisation:C'est la fabrication additive qui rend la production de pièces avec des spécifications personnalisées ou personnalisées une chose simple, les imprimantes 3D peuvent également être utilisées directement pour créer des modèles 3D pour la fabrication Sculptures en bronze.

Limites

Sélection des matériaux: Le manque de capacité de traitement de la plage de sortie des matériaux dans une imprimante 3D CNC est l'une des limitations de la machine.

Construire du volume: Les imprimantes 3D CNC peuvent avoir un volume de construction plus petit que les grandes unités d'usinage.

Propriétés matérielles: Les pièces fabriquées par des systèmes additifs ont d'autres propriétés mécaniques par rapport aux pièces produites par des procédés traditionnels.

Applications

Les imprimantes 3D CNC sont nécessaires dans les domaines du prototypage, de la fabrication, de la personnalisation, de l'outillage rapide, de l'art et de la sculpture, de l'éducation et de la recherche, du secteur dentaire et médical.

Machines de routage CNC

Les machines de routage CNC appartiennent à la classe des machines de découpe assistées par ordinateur conçues pour produire des formes 3D, essentiellement à partir de bois, de plastique, de mousse et de métaux.

Avantages

Réduction du gaspillage: Les machines de routage CNC sont conçues et construites pour être extrêmement précises, offrant ainsi un maximum de formes et de tailles avec un minimum de déchets.

Évolutivité: Les routeurs CNC sont des machines évolutives capables d'atteindre divers volumes de production et de nombreuses autres exigences différentes.

Sécurité: Les routeurs CNC sont équipés de fonctionnalités de sécurité telles que la détection automatique des outils, la détection des collisions et le bouton d'arrêt d'urgence, tous destinés à garantir un fonctionnement sûr et à provoquer moins d'accidents.

Limites

Niveaux de bruit élevés: Les routeurs CNC sont essentiellement constitués d'une broche, d'un système d'extraction et d'un système de vide comme pièce fondamentale. Le fonctionnement global de la machine qui présente un niveau sonore élevé peut être décrit à cet égard.

Poussière résiduelle: Une fraiseuse CNC fonctionne dans un environnement où il y a beaucoup de sciure de bois ou de métal.

Applications

Étant donné que les routeurs CNC peuvent créer des formes complexes, ils sont nécessaires pour des applications telles que les meubles en bois sculpté, la signalisation, les moulures, les sculptures de portes, les décorations intérieures et extérieures, les instruments de musique.

Machines d'électroérosion CNC (EDM)

Les machines d'usinage par décharge électrique CNC (EDM), ou machines d'usinage EDM ou d'érosion par étincelle, sont les outils d'usinage de précision EDM. Ils nettoient les pièces métalliques par enlèvement de matière par décharge électrique.

Avantages de la GED

Formes complexes: Avec une EDM, vous pouvez réaliser des formes très complexes qui pourraient ne pas être possibles avec d'autres méthodes.

Matériaux plus durs: si vous travaillez avec les matériaux les plus durs et que vous vous demandez quelle machine CNC utiliser, l'EDM est une bonne option.

Pièces plus petites: EDM est capable de travailler sur des fichiers plus petits et délicats sans créer aucune sorte de distorsion.

Pas de finition : EDM produit des pièces propres sans nécessiter de post-finition.

Limites

Efficacité: L'EDM offre plusieurs avantages mais c'est un processus plus lent par rapport aux autres méthodes.

Opérateurs formés: Pour faire fonctionner une EDM et créer les pièces nécessaires, vous devez comprendre la machine.

Contraintes matérielles: En termes de sélection des matériaux, si EDM est la machine que vous avez choisie, alors vous ne pouvez travailler qu'avec des matériaux conducteurs.

Applications

Avoir une machine EDM vous permet de travailler dans des applications telles que les poinçons de découpage, le prototypage, le moulage sous pression ou les moules d'injection.

Machines CNC à changeur d'outils

Les changeurs d'outils CNC ont tendance à combiner des éléments de chaque machine CNC existante pour pouvoir remplir leurs fonctions. L’utilisation d’un changeur d’outils automatique offre la possibilité de changer rapidement d’outils de coupe sans temps d’arrêt.

Avantages

Sécurité accrue: Un opérateur n'a pas à manipuler ou à entrer en contact avec les outils de coupe puisque la machine est automatisée.

Répétabilité du processus et haute qualité des produits: Vous êtes réellement capable d’effectuer le même processus pour différentes pièces et avec une grande précision.

Coûts de main d’œuvre réduits: Le niveau élevé d'automatisation des changeurs d'outils a tendance à éliminer les travailleurs manuels, ce qui réduit les coûts.

Limites

Complexité de la programmation: Par rapport aux autres machines CNC, les machines CNC à changeur d'outils sont plus complexes en termes de procédures de programmation.

Capacité du porte-outils: Vous espérez peut-être qu'un changeur d'outils sera capable d'accueillir tous les outils de coupe dont vous disposez. Malheureusement, sa capacité d’accueil d’outils est limitée.

Coût initial élevé: Vous aurez besoin d'une somme d'argent plus élevée pour pouvoir acquérir et installer une machine à changer d'outils.

Applications

Les changeurs d'outils CNC sont utiles ou recommandés pour l'usinage de production, la fabrication de matrices ou de moules, le prototypage, l'usinage de précision et la gravure.

Machines CNC classées en fonction du nombre d'axes impliqués

Machine à 2 axes

Les machines CNC à 2 axes ou fraiseuses à 2 axes sont des types de machines à commande numérique par ordinateur (CNC) qui fonctionnent selon deux axes. Grâce à ceux-ci, nous traçons généralement l’axe X et l’axe Y.

Avantages

Simplicité et facilité d'utilisation: Les premières variantes dans ce domaine sont les machines CNC à deux axes. Elles se démarquent et sont simplistes dans leur conception et leur fonctionnement par rapport au reste des machines CNC.

Rentabilité:Par nature, les machines CNC à 2 axes sont un peu bon marché par rapport aux fraiseuses avec un nombre d'axes plus élevé.

Limites

Complexité limitée: Les machines 2 axes gèrent les processus d'usinage 2D avec beaucoup de facilité. Cependant, ils peuvent avoir des difficultés avec les contours et géométries 3D complexes.

Semi-automatisation: Ce type produit des résultats de qualité, notamment dans les tâches simples de découpe et de perçage. Cependant, ces machines sont utilisées en parallèle avec des opérations manuelles si davantage de fonctionnalités à facettes ou plusieurs plans sont nécessaires.

Applications

Perçage : Réalisation d'ouvertures dans les pièces ayant un jeu et des dimensions spécifiés.

Fraisage : Couper, aplatir et façonner des surfaces irrégulières, des mollets et des bottes de bovins.

Gravure : impression d'images, de noms et d'un logo ainsi que d'une décoration sur les finitions du corps.

Machine à 3 axes

Une machine CNC à 3 axes est un type de machine à commande numérique par ordinateur (CNC) qui fonctionne selon trois axes principaux. En longueur, à vol d'oiseau et en hauteur.

Avantages

Polyvalence: Ils sont capables de produire des composants avec une grande variabilité en termes de taille et de niveau de complexité. Ils répondent aux besoins des tests de développement en petites séries et de la fabrication en série.

Facilité d'utilisation: Ces machines sont d'une manière plus compliquées que les CNC à 2 axes en raison de leur familiarité et de leur expertise en programmation.

Exactitude et précision: L'unité CNC à 3 axes peut être fabriquée selon des exigences exactes et des tolérances accordées minimisant les défauts des composants.

Limites

Fonctionnalité limitée : l'opération multitâche d'usinage automatisé sur 3 axes présente une limite lors de la fabrication de formes 3D complexes avec des inclinaisons plus raides dans les contre-dépouilles.

Applications

Fraisage 3D : créez et façonnez des formes tridimensionnelles complexes en contours soignés et précis.

Profilage : rejet des pièces présentant des formes et des coins inutiles dans la plage de plans souhaitée en limitant la masse et le volume.

Gravure : L'utilisation de textes, de logos ou de motifs décoratifs sur des surfaces émoussées reste une option non limitée aux surfaces planes (dimensionnellement).

Ces machines sont souvent utilisées dans l'aérospatiale, l'automobile, la fabrication de métaux, la fabrication de bijoux et l'usinage en général.

Machine à 4 axes

Une machine CNC à 4 axes est un type de machine à commande numérique par ordinateur (CNC) qui fonctionne selon quatre axes principaux. L'axe X, l'axe Y, l'alias Z et un axe rotatif supplémentaire (communément appelé axe A).

Avantages

Complexité et polyvalence : les machines CNC à 4 axes permettent des opérations d'usinage plus complexes que celles à 3 axes, et augmentent la polyvalence en permettant différentes géométries de pièces.

Limites

Performances limitées: Malheureusement, ces machines polyvalentes ne sont toujours pas capables de réaliser des formes géométriques complexes et des tolérances complètes concernant les contre-dépouilles.

Plus d'espace: La machine à 4 axes peut avoir besoin de plus d'espace dans l'atelier de fabrication en raison des doubles axes rotatifs.

Applications

Fraisage rotatif : les pièces à usiner sont dirigées manuellement dans l'axe nécessaire à l'aide de méthodes d'usinage et leurs zones profilées sont usinées par un mouvement circulaire.

Indexation : Travailler avec la pièce, en modifiant les caractéristiques en faisant simplement pivoter la pièce de tous les côtés.

Fraisage hélicoïdal : la machine-outil augmente rapidement en enroulant ou en courbant la trajectoire verticalement sur toute la hauteur d'un article.

Machine à 5 axes

Une machine CNC à 5 axes est un type de machine à commande numérique par ordinateur (CNC) qui fonctionne selon cinq axes principaux. L'axe X, l'axe Y, l'axe Z et deux autres pôles rotatifs (principalement désignés comme axe A et axe B).

Avantages

Complexité et polyvalence: Les machines CNC à 5 axes offrent une polyvalence et une flexibilité de pointe, permettant le fraisage séquentiel de pièces complexes sous plusieurs angles en une seule opération.

Précision et exactitude: Les derniers systèmes de contrôle également contrôlés par ordinateur avec des applications logicielles ayant un chemin optimisé pour l'outillage. Cela réduit les vides fondamentaux et les erreurs d'usinage.

Limites

Capacité de poids limitée : ils ont tendance à avoir certaines limitations dans le traitement des pièces volumineuses et lourdes, car le poids et la taille sont les contraintes.

Investir dans des machines CNC à 5 axes est évidemment plus coûteux et consomme plus d'espace au sol que les machines ayant une capacité d'axe inférieur.

Applications

Contouring : Capacité à exprimer des détails complexes de conceptions géométriques 3D qui incluent des courbes et même des angles.

Détourage : Usinage de matériaux composites avancés pour les travaux des opérations de fabrication aéronautique et automobile.

Sculpture : Développer les beaux-arts en réalisant également des œuvres impressionnantes sur les murs, les plafonds et les sculptures.

Usinage des aubes de turbine : découpe des aubes de la turbine et de la roue pour obtenir une structure aérodynamique complexe.

Conclusion

Ce sont généralement les machines CNC les plus courantes que vous trouverez sur le marché. Sur la base de la discussion ci-dessus, il devrait vous être beaucoup plus facile d’en choisir un adapté à vos lignes de production. De plus, les machines CNC sont également divisées en fonction du système de contrôle et du mode de servocommande utilisés.

Davantage de ressources:

Commutateur de réseau industriel – Source : MAISVCH