Qu'est-ce que l'usinage 5 axes ?: Définition, types, avantages et applications
Les processus d'usinage sont largement utilisés pour fabriquer des composants pour différentes industries. Lorsqu'il s'agit d'envisager l'usinage CNC pour des projets, il peut y avoir plusieurs options, et parmi elles, l'usinage à 5 axes est également couramment adopté.
Le processus d'usinage 5 axes permet de fabriquer des composants dotés d'une excellente précision et de formes complexes. Si vous souhaitez savoir ce qu'est l'usinage 5 axes, ses types et ses avantages, lisez le guide ci-dessous.
Qu'est-ce que l'usinage à 5 axes ?
L'usinage 5 axes est un processus d'usinage qui enlève de la matière de la pièce à usiner. Il comporte cinq axes de travail : les trois axes linéaires X, Y et Z, ainsi que A et B, qui sont les axes de rotation. Les outils peuvent donc approcher la pièce dans cinq directions différentes et la couper en une seule opération, ce qui permet d'obtenir des résultats extrêmement précis.
Pourquoi utiliser la CNC pour l'usinage 5 axes ?
L'usinage à 5 axes offre de nombreux avantages. Il comporte plusieurs axes et peut être découpé de différents côtés avec une grande flexibilité. De nombreuses industries ont besoin de composants dont la forme est complexe et qui présentent des détails compliqués, et l'usinage 5 axes fonctionne bien dans ces cas-là.
Ce processus d'usinage à 5 axes n'a pas de limites de conception, car les outils de coupe peuvent approcher le composant sous n'importe quel angle sans changer de position. Cela améliore la qualité globale de l'usinage et la cohérence de la pièce, en particulier dans les rainures profondes et étroites et les espaces difficiles d'accès. Ce procédé permet donc de fabriquer des composants rapidement et de les mettre sur le marché en moins de temps.
Comment fonctionne une machine CNC à 5 axes ?
Une machine à 5 axes peut travailler de manière automatisée sans intervention humaine. Elle consiste à utiliser des outils qui tournent, ce qui permet de découper les matériaux dans les formes souhaitées. La pièce à usiner est placée sur la machine et le dessin est créé dans le logiciel de CAO, qui le traduit dans la FAO afin que la machine puisse comprendre le dessin. Code G.
Le code G demande à la machine d'effectuer le mouvement requis en fonction de la conception et d'en déduire la trajectoire de l'outil. La machine découpe les composants et le composant souhaité est obtenu.
Types de machines CNC à 5 axes
Il existe différents types de machines CNC à 5 axes :
Tête/Tête
On parle d'usinage CNC tête/ tête lorsque la tête comprend l'axe rotatif. L'usinage est effectué sur une plate-forme particulière. Il n'y a pas d'interférence car les 5 axes se déplacent sur une table fixe ; la pièce à usiner reste donc également fixe. Ces machines conviennent à l'usinage de pièces de grande taille.
Table/Tête
La table/tête possède un axe de rotation sur la tête et un autre sur la table rotative. L'axe de rotation de cette machine se trouve dans la tête et les pièces tournent tout au long du processus d'usinage.
Table/Table
Dans cette configuration, l'axe rotatif se trouve sur la table et l'axe rotatif tourne sur la table. Il convient à l'usinage des contre-dépouilles. Ce processus est plus lent que les autres types de processus d'usinage et permet de travailler avec des pièces de petite taille.
Avantages de l'usinage CNC 5 axes
Le processus d'usinage CNC à 5 axes présente de nombreux avantages, dont certains sont décrits ci-dessous :
- Les machines CNC à 5 axes disposent d'un axe supplémentaire, ce qui rend le processus d'usinage très rapide et facile et convient également aux formes complexes.
- Par rapport aux processus manuels d'usinage, il est très rapide et, en raison de l'absence d'intervention humaine, les risques d'erreur sont minimes.
- La configuration de l'usinage CNC à 5 axes est très simple. La machine peut travailler sur les 5 axes en une seule fois, ce qui rend le processus très rapide et permet d'obtenir la géométrie souhaitée.
- La finition de surface des composants fabriqués par l'usinage CNC à 5 axes est très lisse, car les outils travaillent les composants de très près pour obtenir la forme souhaitée.
- L'usinage 5 axes est un procédé adapté à tous les types de composants, quelles que soient leurs dimensions, en raison de sa polyvalence.
Inconvénients de l'usinage CNC 5 axes
Le processus d'usinage à 5 axes présente également des inconvénients, qui sont les suivants :
- L'investissement dans une machine CNC à 5 axes est très élevé par rapport aux autres machines CNC. En outre, le coût de la maintenance de ces machines est également très élevé.
- Le processus de programmation des machines à 5 axes est également complexe, alors que les machines à 3 axes sont faciles à programmer. C'est pourquoi un machiniste expert est nécessaire pour les programmer.
- Les compétences des opérateurs doivent être excellentes pour faire fonctionner les machines à 5 axes, car elles font appel à des technologies très avancées.
Quels types de pièces peuvent être usinés à l'aide d'un centre d'usinage à 5 axes ?
Il existe différents types de pièces qui peuvent être usinées à l'aide de l'usinage 5 axes, dont certains sont décrits ci-dessous :
- Les composants à surface complexe utilisés dans l'aérospatiale, l'électronique et l'aviation sont fabriqués par usinage 5 axes, comme les aubes des moteurs à turbine, les roues à surface sphérique, etc.
- L'usinage CNC à 5 axes est un processus qui permet de fabriquer des pièces de disque comportant des trous radiaux. Il permet également de fabriquer des couvercles de moteur.
- L'usinage de pièces en forme de boîte est difficile à réaliser avec d'autres méthodes d'usinage en raison des exigences en matière d'alignement et de serrage. L'usinage CNC à 5 axes permet de fabriquer ces pièces avec une grande précision.
- Les pièces qui ont des formes spéciales avec des points, des lignes et des surfaces mélangés sont également celles qui sont usinées à l'aide de l'usinage CNC à 5 axes parce qu'il coupe le composant de très près.
Usinage 5 axes et usinage 3+2 axes
Lorsqu'il s'agit de comparer l'usinage à 5 axes avec l'usinage à 3+2 axes, il existe quelques différences majeures. La différence fondamentale est le nombre d'axes ; l'usinage à 5 axes dispose d'un outil de coupe qui travaille dans les cinq axes et qui peut même tourner. L'usinage à 3+2 axes est un programme à 3 axes et un outil de coupe verrouillé à un angle donné, l'angle de verrouillage dépendant de deux axes qui tournent.
L'usinage 5 axes est très rapide, alors que l'usinage 3+2 axes est un peu lent. L'usinage 5 axes est un processus continu sans arrêt.
Conseils pratiques pour l'utilisation de la CNC 5 axes
Lorsqu'il s'agit d'usinage CNC 5 axes, voici quelques conseils importants à suivre pour obtenir des résultats optimaux.
- Lorsque vous optez pour l'usinage CNC 5 axes, renseignez-vous toujours sur les logiciels et les commandes. Cela vous aidera à obtenir des composants bien conçus.
- Le choix de l'outil est très important pour assurer une conception sans faille et le bon outil permet même de minimiser les risques d'erreurs. Vous pouvez utiliser un système de détection d'outils qui vous aide à analyser et à choisir le bon outil.
- Les collisions peuvent entraîner des défauts dans les composants, et certains logiciels permettent d'atténuer ces collisions.
Applications de l'usinage CNC à 5 axes
Les applications de l'usinage à 5 axes sont observées dans diverses industries, et certaines d'entre elles sont les suivantes :
Médical
La médecine est l'un des domaines les plus sensibles, où il est important de disposer des bons outils usinés. L'usinage CNC à 5 axes offre une grande précision. La précision et donc les composants tels que les outils médicaux, les implants chirurgicaux et d'autres outils orthétiques sont fabriqués à l'aide de l'usinage à 5 axes.
Électronique
Les appareils électroniques sont utilisés dans la vie quotidienne dans de nombreuses applications, et l'usinage CNC 5 axes contribue à la fabrication des composants utilisés dans ces appareils. Il se compose de boîtiers électroniques, de matériel, de dissipateurs thermiques et de semi-conducteurs.
Secteur de l'énergie
Le secteur de l'énergie nécessite des composants dotés de spécifications et de dimensions précises. C'est pourquoi l'usinage CNC à 5 axes permet de créer ces composants. La plupart des pièces utilisées dans le secteur de l'énergie sont des cylindres, des pistons, des embouts et des tiges.
Aérospatiale
L'industrie aérospatiale a besoin de composants aux bords profilés et aux formes complexes, ce qui n'est possible qu'avec l'usinage CNC à 5 axes. Ce procédé permet de fabriquer des composants aéronautiques de haute qualité qui répondent aux besoins sensibles de l'industrie.
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Conclusion
Il est très important de se familiariser avec l'usinage 5 axes avant de commencer le projet, et le guide a dû vous en donner un aperçu. Les processus impliqués, leurs avantages et leurs inconvénients, ainsi que les applications, tout cela doit être compris afin que vous puissiez prendre des décisions éclairées lorsque vous les incorporez dans vos projets.
FAQ
Quels sont les matériaux utilisés dans l'usinage CNC à 5 axes ?
L'usinage CNC à 5 axes est un processus polyvalent qui permet de travailler avec tous les types de métaux et de plastiques. Il est même compatible avec les composites.
Combien coûte l'usinage CNC à cinq axes ?
L'usinage CNC à 5 axes est plus coûteux que les autres procédés d'usinage et le prix varie en fonction de la nature, de la taille et du matériau utilisé pour le composant.
Quelle langue les machines CNC à 5 axes utilisent-elles ?
Les machines CNC à 5 axes utilisent un code G pour l'usinage.
Quelle est la différence entre l'usinage CNC à 3 et 5 axes ?
Les machines CNC à 5 axes disposent de 5 axes, dont 3 linéaires et 3 rotatifs ; l'usinage CNC à 3 axes dispose de 3 axes linéaires pour travailler.
Quelles sont les cinq formes d'usinage à 5 axes ?
Les cinq formes d'usinage à 5 axes comprennent les axes x, y et z, qui sont des mouvements linéaires, et les axes A et B, qui sont des mouvements de rotation le long des axes x, y et z.
Pourquoi l'usinage CNC à cinq axes nécessite-t-il moins de fixations ?
La machine peut approcher le composant sous différents angles, ce qui réduit les opérations de fixation.
