Le routage CNC peut être utilisé pour réaliser des travaux de fabrication avec un haut degré de précision et d'automatisation. Certains des avantages sont les coûts, la rapidité et l'applicabilité dans différents domaines. Dans cet article de blog, nous parlerons du monde du routage CNC, de ses composants, des types, des matériaux qu'il comprend et des avantages du processus.
Qu'est-ce que le routage CNC ?
En termes simples, il s'agit d'une technologie de découpe de matériaux contrôlée par ordinateur à l'aide d'un outil rotatif. Cet appareil fonctionne selon des instructions numériques données, appelées code G, pour marquer et façonner différents matériaux tels que le bois, le métal ou le plastique. Ce système automatisé offre une meilleure précision et une meilleure qualité de résultats que ceux obtenus manuellement.
Les principales pièces d'une fraiseuse CNC
La fonctionnalité d'une fraiseuse CNC repose sur le fait que de nombreux éléments nécessaires fonctionnent ensemble en harmonie. Certains de ses principaux composants sont donnés comme suit.
Corps ou cadre
Au cœur d'une fraiseuse CNC se trouve son cadre. Il est fabriqué à partir de matériaux solides tels que l'aluminium ou l'acier et offre la stabilité et le support nécessaires à la pièce. Il garantit une coupe précise en réduisant les vibrations.
Contrôleur
Le contrôleur est le système de contrôle principal du routeur CNC ; il transmet le Gcode à la machine et contrôle toutes les pièces mécaniques. Il contrôle les vitesses de coupe, les positions et les profondeurs des outils pour obtenir des résultats d'usinage précis.
Entraînements et moteurs
Les routeurs CNC utilisent des servomoteurs ou des moteurs pas à pas pour le mouvement. Moteurs pas à pas fournissent un mouvement incrémental sans rétroaction tandis que les servomoteurs offrent une précision accrue grâce aux systèmes de rétroaction de position.
Guides et rails linéaires
Le mouvement fluide des outils avec les axes d'une machine est assuré par des rails et des guides linéaires. Ils utilisent des surfaces usinées et des roulements pour assurer un frottement minimal et un placement précis des outils.
Broche
La broche est une autre pièce qui fait tourner et protège un outil de coupe. Elle est alimentée par un moteur et fonctionne à différentes vitesses. La vitesse et la qualité des coupes dépendent directement de la qualité de la broche.
Pince ou porte-outil
Le porte-outil a pour fonction d'assurer la fixation ferme des outils de coupe sur la broche. Cette pièce empêche tout mouvement indésirable pendant les opérations, ce qui est nécessaire pour obtenir des résultats précis.
Système de serrage de pièces ou table à vide
La stabilité du matériau pendant la découpe est préservée grâce à une table à vide. Cette configuration utilise une aspiration avec des zones réglables et un panneau de séparation en MDF pour répartir uniformément la pression du vide dans la pièce.
Fins de course
Pour empêcher la machine de dépasser sa plage de fonctionnement, des interrupteurs de fin de course sont utilisés. Ces dispositifs de protection fonctionnent comme des points d'origine et arrêtent automatiquement le mouvement lorsque la machine atteint ses limites.
Système de refroidissement
La surchauffe des outils de coupe et de la broche est stoppée par le mécanisme de refroidissement. Ce système permet de maintenir une qualité de coupe constante et de prolonger la durée de vie des outils.
Interface utilisateur et logiciel
Les routeurs CNC s'appuient sur un logiciel de contrôle pour convertir les conceptions en instructions machine. Extension GRBL et Fusion 360 sont des interfaces conviviales qui aident les opérateurs à surveiller les opérations de la machine et à programmer les trajectoires de coupe.
Types de routeurs CNC
Les routeurs CNC sont disponibles dans de nombreuses configurations et tous sont conçus en fonction d'exigences de fabrication particulières.
Routeurs CNC à plat
Dotées d'une surface de travail horizontale, les défonceuses à plateau permettent aux matériaux de reposer à plat pendant le traitement. Leur conception stable et de grande taille les rend idéales pour la manipulation de panneaux et de tôles. La fabrication d'enseignes, le traitement de grandes tôles et la fabrication d'armoires sont les principales utilisations de ces machines.
Routeurs CNC verticaux
Contrairement aux modèles à plateau, les défonceuses verticales positionnent les matériaux à la verticale contre une surface de travail verticale. Cette conception est nécessaire pour les ateliers disposant d'un espace au sol limité. Les défonceuses verticales sont idéales pour l'usinage de portes, de pièces d'armoires et de panneaux hauts.
Routeurs CNC à portique
Les défonceuses à portique utilisent un système de poutre suspendue qui se déplace dans une table fixe. La conception robuste de ces machines garantit une précision et une stabilité extraordinaires pour les tâches de coupe lourdes. Leur capacité à obtenir des vitesses de coupe élevées tout en conservant la précision les rend parfaites pour différentes utilisations industrielles.
Routeurs CNC 3 axes
Il s'agit du type de défonceuse le plus répandu et elle fonctionne selon 3 axes : X (longueur), Y (largeur) et Z (hauteur). Elle peut réaliser la plupart des opérations de coupe standard, 2D et 3D de base. Elle effectue généralement des opérations de gravure, de profilage de surface et de coupe.
Routeurs CNC 5 axes
Ces machines ajoutent 2 mouvements de rotation supplémentaires aux 3 axes de base. Elles peuvent approcher les pièces sous n'importe quel angle, ce qui leur permet de réaliser des contre-dépouilles et des formes 3D complexes. Cela est nécessaire pour les composants aérospatiaux, les pièces industrielles et les éléments architecturaux complexes. Elles peuvent créer des objets 3D complets avec presque aucune modification de configuration.
Matériaux utilisés pour le routage CNC
Les routeurs CNC traitent différents matériaux pour différentes exigences de fabrication. Le PVC et l'acrylique sont principalement utilisés pour fabriquer des présentoirs et des enseignes. Les matériaux en bois tels que les bois durs, le MDF et le contreplaqué restent le choix le plus courant pour les armoires et les meubles.
Les métaux tendres tels que le laiton et l'aluminium peuvent être usinés avec des réglages de vitesse appropriés et des outils de coupe spécifiques. Les matériaux composites et les mousses haute densité conviennent parfaitement aux moules et aux prototypes. Le choix du matériau est basé sur l'utilisation finale, les besoins de durabilité et la finition requise d'un projet.
Processus étape par étape du routage CNC
1. Conception de la pièce (conception CAO)
Le processus commence par la production d'un modèle 3D à l'aide d'un logiciel de conception assistée par ordinateur. Cette étape nécessaire pose les bases de la qualité et de la précision du produit final. La conception doit englober toutes les spécifications, tolérances et caractéristiques requises pour garantir une production exacte.
2. Conversion de la conception en code G (CAM)
Le logiciel de FAO Next occupe le devant de la scène. Il convertit le modèle 3D en instructions G-code qui contiennent des informations d'usinage sur les parcours d'outils, les vitesses d'avance et les profondeurs de coupe. Le logiciel de FAO convertit la conception en langage machine.
3. Préparation de la fraiseuse CNC et de la pièce
Cette étape cruciale consiste à choisir la fraise adaptée à l'opération de coupe et à fixer la pièce. Le matériau doit être serré fermement ou maintenu à l'aide d'une autre technologie de préhension. Le choix de l'outil dépend de certains paramètres, par exemple le type de matériau, la finition de la coupe et le niveau de complexité de la coupe.
4. Démarrage du routeur CNC
L'opérateur démarre le contrôleur, la télécommande et les systèmes de dépoussiérage. La pince est connectée à l'outil de coupe et la pièce est placée sur la table. La fraise est placée à son point de départ ou 0, 0, 0 et le fichier CAO/FAO est introduit dans le contrôleur.
5. L'opération de routage proprement dite
Lors de l'usinage d'une pièce, la broche tourne à 10,000 20,000 – XNUMX XNUMX tr/min tout en suivant des parcours d'outils programmés.
Un routeur CNC peut effectuer de nombreuses opérations telles que :
- Découpe:pour réaliser des coupes précises sur la pièce
- Fraisage:enlève de la matière de la pièce et crée des poches et des formes 3D.
- Gravure: est utilisé pour graver des textes et des dessins
- Le contour:il est préférable de créer des profils spécifiques en coupant autour des coins
- Forage Horizontaux: crée des trous de différentes tailles
6. Post-traitement
Une fois le processus de fraisage terminé, la pièce est soumise à la finition. La surface peut être encore finie par ébavurage, brossage et sablage pour obtenir l'apparence et la fonctionnalité souhaitées. L'objectif principal est d'affiner la finition de la surface finale et d'éradiquer tout vestige du processus de fabrication.
7. Inspection et assurance qualité
La dernière étape consiste à effectuer un examen minutieux de la pièce terminée pour vérifier les éventuels défauts. Les mesures sont comparées à la conception d'origine et la rugosité des surfaces est vérifiée. Cela garantira qu'elle passe tous les contrôles de qualité et répond à toutes les exigences de l'acheteur.
Les utilisations du routage CNC
Grâce à sa capacité à couper et à façonner de nombreuses façons, la technologie de routage CNC est utilisée dans différentes industries.
Travail du bois et fabrication de meubles
Les routeurs CNC sont utilisés par l'industrie du meuble pour la fabrication de composants en bois complexes. Ce sont d'excellentes machines pour produire des pièces d'armoires, des panneaux décoratifs et des meubles sur mesure, car elles offrent une qualité constante. Des conceptions en bois complètes qui prendraient des jours à la main peuvent être réalisées en quelques minutes avec des routeurs CNC modernes.
Signalisation et graphisme
L'industrie de la signalétique utilise des routeurs CNC. Les événements et les entreprises les louent pour produire des enseignes 3D, des plaques gravées et des lettres dimensionnelles. Ces machines fonctionnent sur différents matériaux tels que le bois, la mousse HDU et l'acrylique pour créer des présentoirs accrocheurs.
Industrie aérospatiale et automobile
Bien que peu courantes, les fraiseuses CNC sont utilisées pour fabriquer certaines pièces en aluminium pour automobiles, comme les tableaux de bord et les panneaux. Ce sont des machines qui garantissent des spécifications exactes pour les pièces de véhicules et les panneaux d'avions en créant des moules précis pour la fabrication de ces pièces.
Découpe de plastique et de mousse
Les mousses et les plastiques sont façonnés efficacement pour de nombreuses applications par des routeurs CNC. Ils permettent de fabriquer des emballages personnalisés, des étuis de protection et des matériaux d'affichage. Il permet de couper différentes densités de matériaux sans les endommager.
Modélisation et prototypage
Le routage CNC est très avantageux pour le prototypage rapide. Ces machines sont utilisées par les ingénieurs pour fabriquer des modèles de produits précis et des pièces d'essai avant la production complète. Il est important pour la confirmation de la conception et le bon développement du produit.
Boîtiers pour l'électronique et l'électricité
Les routeurs CNC sont utilisés dans l'industrie électronique pour fabriquer des boîtiers d'appareils et Cartes PCB. Ils réalisent des découpes précises pour les évents, les connecteurs et les points de montage dans de nombreux matériaux afin de garantir un ajustement et un fonctionnement corrects.
Avantages du fraisage CNC
Permet d'économiser des coûts à long terme
Bien que le fraisage CNC soit plus coûteux à mettre en place, il est moins cher à produire. Il réduit le gaspillage de matériaux car il permet une découpe précise et ne nécessite pas beaucoup d'opérateurs pour faire fonctionner les machines. Ainsi, il permet généralement de récupérer les coûts d'équipement grâce aux économies réalisées.
Donne plus de production
Le fraisage CNC est nettement plus rapide de manière automatique. Ces machines fonctionnent en continu et peuvent fabriquer plusieurs pièces identiques en une seule configuration.
Plus de précision
Les routeurs CNC avec des tolérances aussi strictes que ±0.0025 mm offrent une précision extraordinaire. Et comme la production est contrôlée par ordinateur, toutes les pièces produites sont de la même qualité et il n'y a aucune erreur humaine.
Plus flexible
Les routeurs CNC peuvent être utilisés pour travailler sur de nombreux matériaux et peuvent réaliser des conceptions complexes avec une seule configuration. Les machines passent d'un projet à un autre facilement, en chargeant simplement de nouveaux fichiers de programme et c'est pourquoi elles sont largement utilisées pour les grandes et petites productions.
Complexité
Les routeurs CNC sont parfaits pour créer des formes ou des motifs complexes, difficiles à réaliser à la main. Ils sont capables de produire systématiquement des motifs détaillés et d'obtenir une qualité élevée entre plusieurs cycles de production.
Coût de main d'œuvre réduit et meilleure sécurité
Plusieurs routeurs CNC peuvent être manipulés par un seul opérateur qualifié à la fois, ce qui réduit le besoin de plusieurs travailleurs. Grâce à sa nature automatisée, les travailleurs sont tenus à l'écart des outils de coupe, ce qui réduit considérablement les accidents du travail. L'équipement et les opérateurs sont protégés par ces dispositifs de sécurité.
Routage CNC vs méthodes de routage traditionnelles
Fraisage CNC vs fraisage manuel
Le fonctionnement de l'usinage traditionnel dépend en grande partie de la compétence et de l'expérience de l'opérateur pour obtenir les résultats souhaités. Cette méthode nécessite également un temps de production plus long et entraîne souvent une qualité inégale des différents produits.
De l'autre côté, le routage CNC offre une précision automatisée avec pratiquement aucune intervention humaine, ce qui se traduit par moins d'erreurs et une vitesse de production accrue. De plus, le routage manuel exige une formation pour les opérateurs et les routeurs CNC ne nécessitent que des connaissances logicielles de base.
Fraisage CNC vs fraisage CNC
Le fraisage et le routage CNC servent à des fins de fabrication différentes. Les routeurs fonctionnent à une vitesse plus élevée et avec moins de force de coupe, ce qui les rend adaptés au bois, aux métaux tendres et au plastique. Les fraiseuses sont plus rigides que les fraiseuses et peuvent usiner des matériaux plus durs avec des forces de coupe plus élevées.
Les routeurs sont plus adaptés aux projets à grande échelle avec des géométries moins compliquées, mais les fraiseuses sont plus adaptées aux travaux plus complexes et détaillés qui nécessitent le respect de tolérances plus strictes.
Le choix entre ces méthodes dépend des exigences particulières du projet. Le fraisage CNC est une solution plus rapide et plus rentable pour les matériaux plus tendres, tandis que le fraisage offre une meilleure précision pour les composants métalliques complexes.
Conclusion
En bref, le fraisage CNC est synonyme de précision, d'efficacité et de polyvalence. Sa précision est contrôlée par ordinateur, il peut produire des pièces rapidement et travailler avec de nombreux matériaux différents.
Avez-vous besoin de services de routage CNC ? Richconn peut fabriquer des pièces de qualité supérieure usinées selon vos besoins exacts.
FAQ
En combien de temps peut-on installer une fraiseuse CNC ?
Le temps de préparation dépend du type de projet ainsi que de l'outillage utilisé. Pour les petites tâches, 1 heure est largement suffisante, mais les tâches plus importantes peuvent nécessiter des heures, voire des jours de travail.
Quelle est la précision du routage CNC ?
Les routeurs CNC peuvent fournir une grande précision jusqu'à une précision de ± 0.0025 mm.
Une toupie CNC peut-elle couper des métaux ?
Le fait est que les routeurs CNC peuvent couper des métaux tendres comme l'aluminium et le laiton ainsi que des matériaux durcis, mais ils sont plus adaptés aux matériaux de pièces comme le bois, les composites et les plastiques.
Que dois-je faire pour maintenir une toupie CNC en parfait état ?
Les opérations d'entretien nécessaires comprennent le lavage des débris, l'examen de l'état des outils et le graissage des pièces mobiles.
Qu'est-ce qui différencie les routeurs CNC de la découpe laser ?
Les routeurs CNC peuvent traiter plus de matériaux et sont plus efficaces pour couper des substrats plus épais. En revanche, la découpe laser donne une finition plus propre, mais uniquement pour les matériaux moins denses (elle ne peut pas couper les matériaux épais).
