Fraisage de formes : Types, processus et applications
Le fraisage de formes est utilisé pour créer des formes personnalisées, des arêtes arrondies et des profils détaillés que les outils plats ne peuvent pas traiter.
Dans cet article, vous apprendrez ce qu'est le fraisage de formes, vous comprendrez son fonctionnement, les différents types de fraises et ses applications.
Qu'est-ce que le fraisage de formulaires ?
Le fraisage de forme est un processus d'usinage CNC qui utilise un outil personnalisé pour découper des courbes, des formes, des angles et des pièces détaillées en une seule production. Contrairement au fraisage classique, il utilise des fraises personnalisées dont la forme est adaptée à la conception finale, comme une fraise concave pour un bord arrondi ou convexe.
Comment fonctionne le fraisage de formes ?
Le processus de fraisage de forme est plus lent que le fraisage standard, mais il permet de réaliser des pièces précises et complexes. Voici comment cela fonctionne, étape par étape :
Sélection des outils
Créer une pièce détaillée à l'aide de Logiciel de CAO. Cela inclut toutes les courbes, tous les angles et toutes les dimensions dont vous avez besoin. Une fois cette étape franchie, une fraise de forme personnalisée est fabriquée pour correspondre à la forme exacte de votre projet.
Programmation CNC
Convertir la conception en code CNC à l'aide de Logiciel de FAO. Ce code indique exactement à la machine comment se déplacer, en définissant la trajectoire de l'outil, la vitesse de coupe et la vitesse d'avance.
Configuration de la pièce
Réglez la machine en fixant la pièce, en installant le cutter et en vérifiant les réglages de la machine, afin de vous assurer que tout est dans la bonne position avant de procéder à la découpe.
Processus de coupe
Le Machine CNC suit le parcours d'outil programmé, déplaçant la fraise pour façonner votre pièce comme prévu. Il enlève la matière en douceur et avec précision en une seule coupe, réduisant ainsi le besoin de passes supplémentaires ou de finitions manuelles. Avec les systèmes multi-axes avancés, vous pouvez découper des pièces complexes en une seule fois, sans déplacer la pièce.
Finition et inspection
Après la découpe, vous inspectez la pièce à l'aide d'outils tels que CMM ou un scanner laser pour s'assurer qu'elle répond à toutes les spécifications. Si nécessaire, vous pouvez procéder à une légère finition, mais la plupart des pièces sont pratiquement prêtes à l'emploi dès la fin du processus de fraisage de la forme.
Matériaux utilisés pour la fabrication de la forme Outils de coupe pour le fraisage
Les outils de fraisage de forme sont fabriqués à partir de matériaux résistants et sont les plus couramment utilisés :
Acier rapide (HSS)
L'acier rapide est résistant, abordable et convient parfaitement au fraisage de formes générales à des vitesses élevées sans se casser.
Carbure de tungstène
Le carbure est plus dur et dure plus longtemps que l'acier rapide. Il est idéal pour couper des matériaux résistants tels que l'acier inoxydable et le titane, avec moins de temps d'arrêt.
Céramique
Les outils en céramique supportent des températures élevées et une coupe rapide, c'est pourquoi ils sont idéaux pour les métaux durs dans l'aérospatiale et l'automobile.
Alliages métalliques en poudre
Fabriqués à partir de poudres métalliques pressées, ces outils offrent un équilibre entre coût et performance. Ils sont utilisés pour les fraises de forme sur mesure qui nécessitent à la fois de la ténacité et de la résistance à l'usure.
Outils à pointe de diamant
Ils sont extrêmement durs et parfaits pour couper des matériaux ultra-durs comme la céramique et les composites, tout en offrant une finition lisse.
Matériaux revêtus
De nombreuses fraises sont dotées de revêtements tels que nitrure de titane (TiN), le carbonitrure de titane (TiCN) ou le nitrure d'aluminium et de titane (AlTiN) pour réduire la chaleur, diminuer la friction et prolonger la durée de vie de l'outil, en particulier à des vitesses élevées.
Différents types de fraises de forme
Voici les types de fraises les plus courants pour le fraisage de formes :
Couteaux concaves
Produit des courbes vers l'intérieur, parfaites pour les rainures, les fentes arrondies ou les caractéristiques indentées. Ces fraises vous aident à créer des courbes lisses et précises lorsque la surface est inclinée vers l'intérieur.
Couteaux convexes
Produit des courbes vers l'extérieur, parfaites pour les pièces qui ont besoin d'une forme bombée ou surélevée. Elles sont idéales pour ajouter des bords arrondis ou des éléments en relief qui dépassent de la pièce.
Couteaux pour arrondir les angles
Lors d'une opération de fraisage de forme, vous utilisez des fraises à arrondir les angles pour obtenir des bords lisses et arrondis sur une pièce. Elles améliorent l'aspect de la pièce et éliminent les arêtes vives, réduisant ainsi les frottements et les contraintes. Ces fraises existent en différentes tailles.
Outils de formulaire
Ces fraises sont conçues pour créer une variété de formes personnalisées pour les surfaces externes et internes. Vous pouvez les utiliser pour usiner des cannelures, des rainures et d'autres pièces détaillées.
Avantages du fraisage de formes
Vous trouverez ci-dessous les avantages du fraisage de formes :
Haute précision : Vous pouvez obtenir des tolérances extrêmement serrées de l'ordre de 0,01 mm.
Efficacité : Vous pouvez créer des formes complexes en un seul passage. Cela permet de gagner du temps, en particulier pour les projets portant sur de grandes quantités.
Polyvalence : Vous pouvez utiliser le fraisage de formes sur de nombreux matériaux.
Formes complexes : Le fraisage de forme est parfait pour les caractéristiques complexes, les courbes et les pièces détaillées.
Rentable pour les grands projets : L'utilisation du fraisage de formes lors de la fabrication d'une grande quantité de la même pièce permet de réduire la main-d'œuvre et le temps d'usinage.
Inconvénients du fraisage de formes
L'utilisation du fraisage de formes présente également quelques inconvénients. En voici quelques-uns :
Coût élevé des outils : Les fraises conçues sur mesure coûtent généralement plus cher, ce qui pose un problème pour les petits travaux et les matériaux difficiles.
Besoin de travailleurs qualifiés : Elle nécessite des opérateurs qualifiés pour éviter les erreurs et maximiser l'utilisation des outils de fraisage de formes.
Usure et entretien des outils : Travailler avec des matériaux durs ou couper à des vitesses élevées use les outils trop rapidement. Vous devrez les réparer ou les remplacer fréquemment, ce qui augmentera vos coûts.
Limité pour certains matériaux : Des machines et des outils spéciaux sont nécessaires pour les matériaux très durs tels que les céramiques.
Comment choisir une fraise de forme ?
Lors du choix d'une fraise de forme, vous devez vérifier quelques facteurs importants, comme les suivants :
Compatibilité des matériaux
Utilisez un matériau de coupe adapté à votre pièce à usiner. Utilisez le carbure pour les matériaux durs comme l'acier inoxydable, l'acier rapide pour les matériaux plus tendres comme l'aluminium et la céramique pour les travaux à haute température.
Conception de la fraise
Choisissez une forme de fraise adaptée à votre profil. Qu'il s'agisse d'une forme concave, convexe, d'un arrondi d'angle ou d'une forme personnalisée. Les formes complexes peuvent nécessiter des fraises sur mesure.
Vitesse d'usinage
Choisissez une fraise capable de supporter votre vitesse de coupe. Le carbure est idéal pour les vitesses élevées, alors que les travaux plus difficiles nécessitent des avances plus lentes pour protéger l'outil.
Qualité et durabilité
Optez pour des fraises de haute qualité afin de réduire les changements d'outils et les temps d'arrêt. Le carbure et la céramique coûtent plus cher au départ, mais durent plus longtemps et sont plus performants.
Revêtements d'outils
Les revêtements tels que TiN, AlTiN augmentent la résistance à l'usure, réduisent le frottement et prolongent la durée de vie de l'outil, ce qui est idéal pour les matériaux durs et les travaux à grande vitesse.
Applications du fraisage de formes
Le fraisage de formes est un procédé flexible que vous pouvez utiliser dans de nombreuses industries, telles que les suivantes :
Industrie automobile
Vous pouvez utiliser le fraisage de formes pour créer des formes détaillées pour les pièces de moteur, les composants de transmission et les pièces intérieures personnalisées.
Industrie des équipements médicaux
Vous pouvez utiliser le fraisage de formes pour produire des implants, des prothèses, des outils chirurgicaux et des pièces dentaires personnalisées. La précision est importante dans ce domaine, car elle garantit un ajustement parfait et une finition lisse pour chaque pièce.
Industrie électronique
Vous pouvez l'utiliser pour usiner de petites pièces précises telles que des boîtiers, des fentes et des rainures pour des appareils.
Machines industrielles
Il est idéal pour fabriquer des engrenages, des cames et des supports. Un diagramme de fraisage de formes peut vous aider à planifier les trajectoires d'outils pour créer ces formes complexes avec précision.
Industrie aérospatiale
Le fraisage de formes vous permet de fabriquer des pièces avec des courbes et des contours, comme des pales de turbine, des supports et des pièces de fuselage, tout en respectant des normes de qualité strictes.
Industrie de l'outillage
Si vous travaillez avec des moules, des matrices ou des outils spéciaux, le fraisage de formes vous permet de façonner rapidement des profils détaillés pour l'estampage, la coulée et le moulage.
Secteur de l'énergie
Il est utilisé dans les éoliennes, les machines de forage pétrolier et les systèmes d'alimentation, pour fabriquer des pièces solides et performantes destinées à des tâches difficiles.
Biens de consommation
Vous pouvez également utiliser le fraisage de formes pour créer des formes personnalisées pour les appareils électroménagers, les pièces de mobilier et les articles de sport, tels que les mixeurs, les machines à laver, les bicyclettes et les clubs de golf, afin d'ajouter de la fonctionnalité, du style et de bonnes performances.
Fraisage de formes et autres types de fraisage
Comparons maintenant le fraisage de formes avec d'autres types de fraisage courants.
Fraisage de formes et fraisage à plat
Le fraisage à plat permet de réaliser de petites caractéristiques plates. Le fraisage de forme permet de produire des formes complexes et profilées avec une plus grande précision.
Fraisage de formes et fraisage de rainures
Le fraisage de rainures est limité à des caractéristiques droites simples. Le fraisage de formes permet d'obtenir une variété de caractéristiques complexes et personnalisées.
Fraisage de forme et fraisage de contour
Le fraisage des contours peut nécessiter plusieurs opérations pour les formes complexes. Le fraisage de forme permet d'obtenir des profils précis en une seule opération.
Fraisage de forme et fraisage de face
Le surfaçage est idéal pour les grandes surfaces planes et ouvertes. Le fraisage de forme permet de réaliser des formes complexes et détaillées.
Fraisage de formes et fraisage d'engrenages
Le fraisage d'engrenages se concentre uniquement sur le taillage des dents d'engrenage. Le fraisage de formes, y compris le fraisage de formes d'engrenages, s'adapte pour produire une variété de profils détaillés.
Fraisage et fraisage CNC
Le fraisage CNC couvre toute une série de processus d'usinage. Le fraisage de formes est une opération spécialisée pour la découpe de profils complexes à l'aide de fraises personnalisées.
Conclusion
Lorsque vous avez besoin de formes précises, détaillées et personnalisées, le fraisage de formes est la meilleure option. De nombreuses industries y ont recours pour produire rapidement et avec précision des pièces complexes de haute qualité.
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