Le micro-usinage exige un haut niveau de compétences et d'expertise, notamment pour l'usinage CNC de grandes pièces qui nécessite un équipement spécialisé suffisamment puissant pour traiter des productions à grande échelle. Cependant, l'usinage CNC de grandes pièces peut s'avérer complexe. De nombreux facteurs doivent être pris en compte pour optimiser l'ensemble du processus de fabrication et obtenir les meilleurs résultats. Cet article propose une vue d'ensemble de l'usinage CNC de grandes pièces, également appelé usinage de grand diamètre ou usinage de forte puissance, et vous permettra de mieux comprendre sa définition, ses applications et les points à considérer.
Qu'est-ce que l'usinage CNC de grandes pièces ?
L'usinage CNC (commande numérique par ordinateur) de grandes pièces est un procédé de fabrication qui utilise des machines à commande numérique pour découper, façonner ou former de grandes pièces de matériaux en des formes précises et complexes. Ce procédé est généralement utilisé pour produire des pièces et des composants métalliques de grande taille, trop volumineux ou trop complexes pour être fabriqués par les techniques d'usinage traditionnelles.
Scénarios d'usinage CNC de grandes pièces
L'usinage CNC (commande numérique par ordinateur) de pièces de grande taille est un procédé de fabrication qui utilise des machines à commande numérique pour découper, façonner ou former des pièces de matériaux de grande taille avec précision et complexité. Ce procédé est généralement utilisé pour produire des composants métalliques importants, trop grands ou trop complexes pour être fabriqués par les techniques d'usinage traditionnelles.
Applications du grand usinage CNC
De nombreux secteurs industriels ont recours à l'usinage CNC pour la fabrication de pièces entrant dans la composition de leurs produits, outils ou machines. Cependant, en raison de sa taille, ce procédé reste peu répandu. Vous trouverez ci-dessous quelques exemples de secteurs industriels qui utilisent ce procédé de fabrication.
Automobile
L'industrie automobile utilise l'usinage CNC à petite échelle pour la fabrication de ses prototypes. Cependant, pour la production en série, elle privilégie l'usinage CNC à grande échelle pour la fabrication des pièces utilisées dans le moteur, l'arbre de transmission et les autres composants du véhicule.
Aviation
L'industrie aéronautique recourt à l'usinage CNC de grande taille en raison de sa haute précision. Cette méthode est plus performante car elle permet le remplacement et la mise à niveau des pièces à la demande.
Exploitation minière
Le matériel utilisé dans les mines est robuste et volumineux, en raison des contraintes liées à l'exploitation minière. Par conséquent, l'usinage de grands diamètres est le procédé idéal pour la fabrication de pièces telles que les crémaillères, les bras de réglage et les réducteurs.
PETROLE ET GAZ
L'usinage CNC de grande taille est essentiel dans les stations de forage pour la fabrication d'une grande partie de leurs équipements. Parmi ces pièces, on peut citer les bielles, les pompes à boue/de fracturation et les réducteurs.
Considérations relatives à l'usinage CNC de grandes pièces
Plusieurs facteurs doivent être pris en compte lors de la planification d'un projet d'usinage CNC de grande taille :
Conditions:
Les conditions de la phase initiale du processus d'usinage CNC sont des facteurs cruciaux pour la fabrication de pièces de grande taille et de haute qualité, dont certaines sont énumérées ci-dessous :
Espace de travail
Les machines CNC utilisées pour l'usinage de grandes pièces nécessitent une zone de travail plus large et une portée plus importante permettant un usinage efficace de ces pièces.
Température
Lors de l'usinage CNC de pièces de grande taille, la température doit être prise en compte. Ce procédé génère généralement de la chaleur, notamment par frottement. Toute variation de température entraîne une modification des dimensions de la pièce.
Stress
Le processus d'usinage CNC de grande taille présente un risque élevé de contraintes mécaniques. Ces contraintes peuvent entraîner une déformation de la pièce lors de sa fabrication.
Préparation:
La préparation à l'usinage de pièces de grande taille concerne les équipements nécessaires et l'espace requis pour le placement des pièces et des machines lourdes et volumineuses. Vous pouvez vous préparer à ce processus en procédant comme suit :
Supports de poids
Une pièce plus volumineuse est plus lourde. C'est un facteur important à prendre en compte, et l'utilisation de supports de poids est recommandée.
Élimination des collisions
Lors de l'usinage de pièces de grand diamètre, la probabilité de collision augmente avec la taille des pièces. L'optimisation du fichier CAO constitue une solution pratique à ce problème. La première étape consiste à vérifier la compatibilité entre l'intérieur de l'enceinte et sa conception.
Utilisation de routeurs CNC
Il est prévu d'utiliser une fraiseuse CNC pour usiner les pièces de grande taille. Une fraiseuse CNC avec un volume de travail important est parfaitement adaptée à ce procédé.
Préparation du matériel de chargement
Les équipements de chargement ne sont peut-être pas un outil indispensable au processus d'usinage de pièces de grande taille, mais ils peuvent s'avérer très utiles dans les situations où la pièce lourde est difficile à transporter.
Processus d'usinage
Après avoir évoqué les facteurs à prendre en compte au début de l'usinage, il est temps d'aborder d'autres points importants du processus de fabrication des pièces de grande taille.
Source
Le matériau à usiner influence fortement le processus d'usinage. Certains matériaux sont plus faciles à usiner que d'autres, et son choix détermine également le type d'outillage et les techniques de coupe utilisables.
Taille et complexité de la pièce
Les pièces de grande taille peuvent présenter des difficultés de manutention et d'usinage en raison de leurs dimensions et de leur poids. Il est donc essentiel de planifier soigneusement le processus d'usinage afin de garantir un déplacement et un maintien précis de la pièce pendant toute la durée de l'opération.
Tolérances
Les tolérances requises pour la pièce finie auront également une incidence sur le processus d'usinage. Des tolérances serrées exigeront des techniques d'usinage plus précises et pourront également nécessiter des étapes de traitement supplémentaires telles qu'un traitement thermique ou une rectification.
État de surface
Il faudra également tenir compte de l'état de surface requis de la pièce. Certains procédés d'usinage sont plus adaptés que d'autres à l'obtention d'états de surface de haute qualité.
Outillage et équipement
Le choix de l'outillage et des équipements dépendra du matériau, des dimensions et de la complexité de la pièce, ainsi que des tolérances et de l'état de surface requis. Il est essentiel de sélectionner avec soin l'outillage et les équipements appropriés afin de garantir un usinage efficace et la production de pièces de haute qualité. Parmi les outils couramment utilisés pour optimiser l'opération, on trouve les raboteuses, les étaux-limeurs, les scies électriques, les rectifieuses, les systèmes de traçage et les équipements de manutention.
Prix
Le coût de l'usinage dépend de plusieurs facteurs, notamment la taille et la complexité de la pièce, le matériau usiné, les tolérances et l'état de surface requis, ainsi que l'outillage et l'équipement nécessaires. Il est essentiel de planifier soigneusement le processus d'usinage afin de minimiser les coûts et de garantir le respect du budget.
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