Les machines CNC contemporaines visent à minimiser autant que possible l'intervention humaine. Cela garantit des performances constantes et continues, ce qui facilite une fabrication intelligente et donne d'excellents résultats.
Cependant, les opérations d'usinage CNC nécessitent une attention particulière de la conception initiale à la fabrication finale. L'ensemble du processus fonctionne en trois étapes différentes :
Il s'agit de la première étape où les livrables sont des fichiers de conception au format CAO, FAO et CAE. Les ingénieurs et les concepteurs utilisent des progiciels CAO/FAO qui les aident à créer la conception globale de la pièce et du produit, qui est ensuite analysée pour sa fabricabilité. Cette analyse, parfois appelée DFM (Design for Manufacturing) est un processus intégral car elle garantit un maximum d'avantages au coût global le plus bas tout en tenant compte des limites de la technologie disponible.
Dans la plupart des cas, les outils de CAO disponibles sur le marché sont livrés avec un outil de FAO interne, qui facilite le prétraitement et la programmation, qui est la prochaine étape du processus CNC.
La principale méthode de communication avec une machine CNC consiste à utiliser les codes G ou les codes M. Les packages CAM génèrent ces codes qui constituent essentiellement la carte de navigation de l'outil de coupe dans les machines CNC.
Dans la plupart des cas, les machinistes CNC n'auront pas à intervenir dans les opérations ou les pré-traitements si la conception est conforme aux normes DFM. Si ce n'est pas le cas, une intervention peut s'avérer nécessaire pour garantir d'excellentes performances.
Il s'agit d'une étape générale commune à toute opération d'usinage CNC. Le temps nécessaire au prétraitement est déterminé par la qualité globale du processus de conception. La programmation des G-Codes ou M-Codes ne prend que quelques minutes.
Cependant, ils dépendent de la conception. Si la conception globale est conforme aux conventions nécessaires pour DFM, les codes seraient corrects et donneraient des résultats acceptables. Au contraire, des défauts de conception entraîneraient des codes défectueux qui donneraient naturellement des résultats inacceptables.
La dernière étape est le processus d'usinage proprement dit, qui utilise les codes fournis à l'étape précédente pour éliminer l'excès de matériau d'un bloc.
Généralement, les machines-outils de précision sont extrêmement importantes mais elles ne peuvent pas reproduire exactement les mêmes dimensions que le modèle CAO. C'est pourquoi les machinistes utilisent généralement des tolérances, qui sont différentes selon les exigences de l'industrie. La règle générale indique que des tolérances précises entraîneraient des coûts plus élevés pour l'unité de fabrication.
L'usinage CNC fait partie de ces processus de fabrication qui ne sont pas liés à une industrie ou à une application spécifique. Aujourd'hui, ces machines sont utilisées presque partout à un titre ou à un autre. Cependant, les industries suivantes peuvent tirer le meilleur parti de ce qu'offre l'usinage CNC :
Le processus d'usinage CNC a ses avantages et ses inconvénients. Généralement, la plupart des avantages et des inconvénients ne sont pas spécifiques à l'industrie. Cependant, certaines qualités peuvent avoir un effet plus important sur une certaine application en raison des exigences globales de coûts, de qualité et de temps.
Voici les principaux avantages qu'offre l'usinage CNC :
Avantages | Inconvénients |
Exactitude et haute précision : L'usinage CNC permet un contrôle précis de l'outil de coupe, ce qui donne des pièces avec des tolérances serrées et une excellente répétabilité. | Coûts initiaux élevés : les machines CNC sont assez chères. De plus, il en existe de nombreux types et la plupart de leurs opérations ne sont pas interchangeables. Ce qui rend les besoins en capital importants pour les petites et moyennes entreprises. |
Production rapide : les machines CNC peuvent fonctionner à des vitesses élevées, ce qui permet une production plus rapide des pièces. | Besoin d'opérateurs formés : contrairement aux machines traditionnelles, les opérateurs CNC nécessitent une formation importante avant de pouvoir commencer à travailler. Ce qui signifie qu'ils sont plus demandés et ont des exigences salariales plus élevées. |
Capacité améliorée : L'usinage CNC garantit une qualité constante, ce qui est excellent pour un produit de consommation ou une production à grand volume. | Gaspillage de matériau accru dans certains cas : bien qu'efficaces, certaines opérations CNC peuvent gaspiller plus de matériau par rapport au processus manuel. Cependant, la précision, la répétabilité et l'efficacité qu'ils offrent peuvent compenser cet inconvénient dans de nombreux cas. |
Conception complexe : les machines CNC peuvent être programmées pour produire une grande variété de pièces. Des formes simples aux formes complexes, tout est possible avec les bonnes considérations de conception et la bonne approche d'usinage. | |
Cohérence et faible erreur humaine : l'usinage CNC garantit une qualité constante, ce qui est excellent pour un produit de consommation ou une production à grand volume. | |
Rentabilité : L'usinage CNC peut être rentable pour les grandes séries de production. Les grandes séries de production utilisent des économies d'échelle pour réduire le coût global par pièce, ce qui est exactement ce que l'industrie exige. | |
Sécurité améliorée : les machines CNC sont nettement plus sûres que leurs homologues manuelles. Généralement, les opérateurs contrôlent la machine depuis une autre pièce, ce qui les protège des éclats, de la chaleur et de l'exposition à d'autres menaces. | |
Besoins de maintenance réduits : étant donné que la plupart des processus sont automatiques, ils sont optimisés pour fonctionner de manière cohérente sans aucune intervention. Réduisant ainsi les exigences globales de maintenance. |