Tout ce que vous devez savoir sur l'usinage CNC
Avant l'introduction de la commande numérique informatisée (CNC), le processus de fabrication impliquait un travail humain intense, des périodes de production inutilement longues, un gaspillage de matériel et était semé d'embûches. Aujourd'hui, la technologie a considérablement amélioré le processus de fabrication.
L'introduction des technologies d'usinage CNC offre un haut niveau de fiabilité, rendant les processus itératifs plus automatiques. Mais qu’est-ce que l’usinage CNC ? Quels produits peuvent être fabriqués à partir de la technologie CNC ? Comment fonctionne l'usinage CNC, et quels matériaux peuvent être utilisés dans les processus de fabrication qui utilisent Machines CNC?
Cet article est une plongée en profondeur dans ce qu'est l'usinage CNC et les concepts de base impliqués dans le processus. Nous discuterons des avantages de la fabrication CNC par rapport à la fabrication traditionnelle et des contributions de CNC à la fabrication moderne.
Nous examinerons également les logiciels CNC. Enfin, nous mettons en évidence ce qui est exigé des personnes qui souhaitent se former pour devenir des machinistes CNC et discutons des tendances futures dans le monde de l'usinage CNC.
Qu'est-ce que l'usinage CNC?
L'abréviation CNC signifieCommande numérique par ordinateur. L'usinage CNC est un processus soustractif qui consiste à créer des conceptions personnalisées à partir d'une pièce à usiner grâce à des commandes informatisées. Le processus est soustractif en ce que le produit est fabriqué en déchiquetant le matériau d'une pièce initiale au lieu d'ajouter du matériau pour fabriquer un produit.
L'usinage CNC peut être décrit comme un processus de fabrication réalisé par des robots. Le processus a permis d'augmenter la productivité car la machine peut fonctionner automatiquement sans que l'opérateur ait besoin d'être présent en permanence.
Quelle est l'histoire de l'usinage CNC?
Le prédécesseur de la CNC est la commande numérique (NC), un processusdécrit par la Society of Manufacturing Engineerscomme "marquant le début de la deuxième révolution industrielle et l'avènement d'une ère dans laquelle le contrôle des machines et des processus industriels passerait d'un projet imprécis à une science exacte."
L'usinage CNC a commencé comme une technologie à base de ruban perforé dans leAnnées 40 et 50avant d'évoluer rapidement vers les technologies analogiques et numériques dans les années 1960.
John T. Parsonsest considéré comme le père de l'usinage CNC. Il a développé la commande numérique, qui est le principe sur lequel repose l'usinage CNC. Mais même avant Parsons, lela technique d'usinage avait été inventéeen 1751. Puis, en 1952, Richard Kegg, en collaboration avec le Massachusetts Institute of Technology (MIT), met au point la première fraiseuse CNC.
Quels sont les concepts de base de l'usinage CNC?
Pour comprendre le fonctionnement de la CNC, nous devons comprendre certains concepts de base.
Contrôle numérique
Cela désigne la commande automatique des machines-outils. Ces machines-outils vont defraisageaux soudeurs, meuleuses, découpeuses au jet d'eau etmachine de presse hydraulique.
Usinage CNC de bureau
Ce sont des versions minimalistes de CNC et sont mieux adaptées pour travailler sur des matériaux plus souples comme la cire, la mousse et les plastiques. Ce type d'usinage utilise des versions plus petites de machines CNC pour fabriquer des produits plus petits, principalement par des amateurs.
CAME
L'usinage ou la fabrication assistée par ordinateur (FAO) utilise un logiciel pour créer du code pour exécuter des machines CNC. Pour travailler avec un système FAO, vous avez besoin de trois choses:
- Le premier est un logiciel qui indique à la machine les directions dans lesquelles elle doit se déplacer.
- Vous avez également besoin de la machine capable de suivre les instructions.
- Enfin, vous devez disposer d'une capacité de post-traitement pour transformer les instructions en un langage que les machines peuvent comprendre.
Code NC
Il s'agit d'un langage informatique basique mais unique conçu pour une machine CNC pour comprendre et exécuter rapidement le code NC (communément appelé le code G). C'est le langage que le programmeur utilise pour dire à la machine comment fabriquer quelque chose.
Post-processeur
Un postprocesseur est un traducteur qui convertit le G-Code écrit pour une machine CNC en code pouvant être compris et exécuté par une autre machine CNC.
Comment fonctionne l'usinage CNC?
Les machines CNC fonctionnent en ayant leurs instructions programmées dans un logiciel introduit dans des ordinateurs à l'aide d'un petit clavier connecté à la machine. Le système CNC exécute alors ces tâches programmées de la même manière que les robots.
Quels sont les différents types de machines CNC?
Différentes machines CNC servent à des fins diverses. Certains des types les plus courants de machines CNC sont les fraiseuses, les tours, les routeurs, les découpeurs plasma et les découpeurs LaserJet. Vous pouvez voir plus d'exemples des différents types de machines CNC et de ce qu'elles fontIci.
Que peuvent faire les machines CNC?
Les machines CNC peuvent produire une gamme diversifiée de produits à partir d'une large gamme de matériaux, y compris les métaux, les plastiques, la mousse et le bois. Tant qu'un matériau peut être coupé, il peut être utilisé pour fabriquer des produits sur une machine CNC. CNCtours à métaux peut être utilisé pour l'usinage de tiges rondes, de filetages et de cercles extérieurs. Les fraiseuses CNC peuvent être utilisées pour traiter des surfaces, des rainures de clavette et d'autres formes irrégulières telles que vannes à boisseau, roulements, etc. Perceuse peut percer des trous.
Logiciel CNC
Les logiciels CNC sont des packages d'application qui écrivent du G-Code qu'une machine CNC peut lire. Ce logiciel s'appelleFabrication assistée par ordinateur (FAO)ouConception assistée par ordinateur (CAO). Ce logiciel est responsable de la commande numérique des machines CNC. Il aide à créer des conceptions que le programme informatique de la machine CNC peut interpréter.
Les différents types de logiciels CNC ont des usages spécifiques:
Dessin assisté par ordinateur (CAO):Ceci est utilisé pour créer des conceptions 2D et 3D et de la documentation technique.
Fabrication assistée par ordinateur (FAO):Permet aux utilisateurs de configurer le travail dans les branches pour répondre à plusieurs tâches telles que le flux de travail, les trajectoires d'outils et les simulations de coupe.
Ingénierie assistée par ordinateur (CAE):Les programmes sont-ils utilisés tout au long du processus de développement pendant les étapes de prétraitement, d'analyse et de post-traitement.
Quels sont les avantages et les inconvénients de l'usinage CNC?
Comme toute autre technologie, l'usinage CNC présente des avantages et des inconvénients spécifiques. Nous en examinons quelques-uns ci-dessous.
Avantages de l'usinage CNC
Usinage CNCdétient un avantage de coût significatif par rapport à la fabrication traditionnelle en ce sens qu'il réduit les coûts de main-d'œuvre. Cela réduit considérablement la marge d'erreur dans la fabrication. De plus, cela rend la fabrication de masse beaucoup plus facile qu'elle ne l'a jamais été en raison de sa capacité à fournir des sorties uniformes de manière cohérente.
CNC offre également une flexibilité de conception qui permet au logiciel d'être rapidement reprogrammé pour créer des pièces entièrement nouvelles ou corriger des erreurs.
Inconvénients de l'usinage CNC
Un inconvénient de l'usinage CNC est le coût de configuration initial. Les entreprises peuvent même avoir besoin de contracter des prêts pour acquérir la technologie CNC. Mais, si l'entreprise peut augmenter ses bénéfices grâce à l'usinage CNC, cet investissement peut être récupéré rapidement.
L'usinage CNC vit d'une hypothèse d'infaillibilité des ordinateurs. Cela signifie que certaines personnes utilisant des systèmes d'usinage CNC peuvent ignorer la possibilité d'erreurs, ce qui facilite le passage des défauts inaperçus. Cependant, avec une formation appropriée, cela peut être atténué.
Enfin, parce qu'il s'agit d'un procédé soustractif, l'usinage CNC génère des déchets, qui peuvent avoir des effets néfastes sur l'environnement. Néanmoins, des processus de gestion des déchets peuvent être mis en place pour garantir que les déchets produits par la fabrication sur des machines CNC peuvent être recyclés.
Quelle est l'importance de l'usinage CNC dans la fabrication moderne?
L'usinage CNC a inauguré une nouvelle forme de fabrication moderne grâce à ses offres d'une plus grande efficacité et précision, offrant ainsi des améliorations significatives par rapport aux méthodes conventionnelles de fabrication moderne. Cela signifie que les entreprises utilisant Usinage CNC économiser sur les coûts en termes de main d’œuvre et de temps, augmentant ainsi la rentabilité à long terme.
La CNC a également rendu des processus tels que la fabrication (soudage de feuilles de métal, cisaillement, poinçonnage de trous et oxycoupage) plus sûrs. C'est une option idéale pour la fabrication car les machines sont flexibles et peuvent être reprogrammées.
La CNC est-elle meilleure que l'impression 3D?
L'impression 3D et l'usinage CNC sont deux méthodes de fabrication. La différence essentielle entre eux est que l'usinage CNC est un processus soustractif, tandis que l'impression 3D est un processus additif. Cela signifie que le premier crée des produits en déchiquetant du matériau à partir d'une pièce d'origine, tandis que le second crée le produit en ajoutant du matériau.
Quelle est la meilleure entre les deux méthodes? Cela dépend de plusieurs facteurs, tels que les matériaux utilisés, la complexité des pièces, les compétences des employés, ce qui est créé et les considérations financières. Ainsi, une méthode pourrait être excellente pour un travail spécifique et pas une autre.
Devenir un machiniste CNC
Les futurs machinistes CNC ont besoin d'un certain niveau de formation et d'éducation pour accéder à la profession.
De quelles compétences avez-vous besoin pour être un machiniste CNC?
Machinistes CNCexiger au minimum un diplôme d'études secondairesou un GED (General Educational Development) avant de pouvoir acquérir des compétences spécifiques à la CNC auprès des écoles techniques. Le GED est un ensemble de tests utilisés pour déterminer si une personne aux États-Unis ou au Canada possède des compétences académiques de niveau secondaire.
Les machinistes CNC, qui ont une certification d'institutions comme leInstitut national des compétences en travail des métaux(NIMS), ont un avantage sur ceux sans certification.
Où puis-je obtenir une formation pour devenir machiniste CNC?
Les personnes qui écrivent les programmes suivis par les machines CNC sont appeléesProgrammeurs CNC, tandis que ceux qui assistent au fonctionnement des machines dans l'atelier sont connus commeOpérateurs CNC.
Si vous souhaitez devenir programmeur CNC, vous passerez généralement beaucoup de temps en tant qu'apprenti ou dans une institution tertiaire formelle. Les opérateurs CNC suivent généralement des cours de courte durée et acquièrent la plupart de leur expérience sur le tas.
De nombreuses écoles proposentFormation spécifique à la CNC. Parmi eux se trouveUniversité Goodwin, une institution qui se décrit comme une «école d'opérateurs CNC» qui est «conçue pour obtenir des étudiants certifiés et travaillant sur le terrain dans un court laps de temps, selon un horaire flexible.»
L'usinage CNC convient-il à mon projet?
L'usinage CNC est polyvalent et son application couvre de nombreuses industries, notamment l'aérospatiale, l'agriculture, la construction, l'impression, la fabrication, l'armée et les transports. Ainsi, si votre projet nécessite une grande cohérence, précision et efficacité, la CNC est votre meilleur choix.
Quel est l'avenir de l'usinage CNC?
Comme les technologies commeintelligence artificielleetapprentissage automatiquedeviennent plus populaires, on s'attend également à ce que la popularité des machines CNC augmente. Même si certains craignent que ces machines sophistiquées ne suppriment des emplois aux humains, ce n'est généralement pas le cas lorsque les technologies s'améliorent, car elles créent plus d'emplois dans de nouveaux domaines.
La prolifération de l'utilisation de l'usinage CNC aura des avantages tant pour les employés que pour les fabricants. Pour le premier, les processus ne sont pas aussi difficiles et la sécurité est améliorée. Pour ces derniers, les bénéfices augmenteront grâce à l'efficacité. Les clients, en revanche, bénéficieront de produits de plus grande qualité.
