Usinage CNC du bronze: Un guide complet
Le bronze est un élément utilisé dans de multiples applications. Il s'agit d'un alliage de cuivre et d'étain qui comprend également d'autres éléments. Le bronze est connu pour sa résistance à la corrosion et sa durabilité. Il est utilisé pour fabriquer de nombreux composants par le biais du processus d'usinage CNC.
Le guide ci-dessous offre un aperçu détaillé de l'usinage du bronze, de ses types, de ses avantages et de ses conseils essentiels.
Qu'est-ce que l'usinage CNC du bronze ?
L'usinage CNC du bronze est un processus de précision dans lequel l'élément bronze est usiné pour obtenir la forme mécanique souhaitée du composant pour diverses applications. Le bronze est un alliage de cuivre et d'étain et est utilisé dans des industries telles que l'aérospatiale, la marine et bien d'autres.
Le bronze est choisi pour la fabrication de composants usinés CNC en raison de sa solidité et de sa résistance à la corrosion, ce qui en fait un matériau durable.
Processus d'usinage CNC du bronze
Différentes techniques d'usinage CNC sont mises en œuvre pour obtenir les composants en bronze ; certaines d'entre elles sont présentées ci-dessous :
Fraisage CNC
Le processus de Fraisage CNC consiste en un outil de coupe qui tourne en permanence et enlève l'excès de matière de la pièce de bronze afin d'obtenir la forme souhaitée. Le processus de fraisage CNC est généralement choisi lorsque les conceptions des composants en bronze sont complexes et qu'elles nécessitent une grande précision.
Les applications qui requièrent des composants présentant une résistance élevée à la corrosion et une solidité sans faille sont généralement fabriquées par fraisage CNC. Il permet de générer la tolérance exacte dans le composant.
Tournage CNC
Le processus de Tournage CNC dispose d'un tour qui fait tourner la pièce de bronze contre l'outil qui sculpte la pièce. Il est couramment utilisé pour la fabrication de composants tels que les vannes et les arbres. Le processus de tournage CNC permet d'obtenir une surface lisse et uniforme des composants.
Le tournage CNC est également très efficace pour traiter les formes tabulaires ou rondes, ce qui assure la durabilité des composants.
Perçage CNC
Perçage CNC permet de réaliser des trous et des cavités dans les pièces en bronze. Le processus de perçage CNC est généralement opté pour la fabrication de composants qui sont utilisés pour le processus d'assemblage des autres pièces.
Le choix du foret est très important, suivi du réglage de la vitesse afin de l'adapter à la résistance à l'usure et à la dureté du composant en bronze. Le processus de perçage CNC s'applique principalement aux composants utilisés dans les environnements marins, car ils doivent résister à la corrosion de l'eau.
Avantages de l'usinage CNC du bronze
L'usinage CNC du bronze présente de nombreux avantages, dont certains sont décrits ci-dessous :
Résistant à l'usure et à la déchirure : Il existe différents alliages de bronze qui offrent une excellente résistance à l'usure, comme le bronze phosphoreux. Cette propriété du bronze le rend approprié pour la fabrication de divers composants tels que les engrenages, les bagues, les roulements, etc. qui sont soumis à des frottements lors de leur utilisation.
Amélioration de l'usinabilité : Le bronze offre une usinabilité exceptionnelle par rapport à d'autres types de matériaux. Leur composition est telle qu'il est facile de les façonner, de les finir et de les couper, ce qui explique que l'usinage CNC leur convienne. En raison de l'amélioration de l'usinabilité, le temps et le coût associés au processus d'usinage sont réduits.
Résistant à la corrosion : Le bronze est connu pour sa résistance sans faille à la corrosion et convient donc aux environnements marins et aux conditions météorologiques difficiles.
Par conséquent, les composants fabriqués en bronze par usinage CNC conviennent aux environnements soumis à l'humidité, car ils nécessitent moins d'entretien et ont une durée de vie plus longue.
Conductivité thermique : Pendant le processus d'usinage CNC, le bronze offre une excellente conductivité thermique qui contribue à la dissipation de la chaleur. Grâce à l'efficacité de la dissipation de la chaleur, les outils et les pièces ne surchauffent pas et le risque de dommages thermiques est également réduit.
Esthétiquement agréable : Le bronze est un matériau d'apparence attrayante et, par conséquent, lorsqu'il est utilisé pour des applications décoratives, il peut présenter un attrait artistique. Le processus d'usinage CNC permet d'obtenir de tels profils artistiques grâce à sa fonctionnalité complexe et orientée vers la précision.
Offre une grande polyvalence : Le bronze est assez flexible, il peut être adapté en fonction des différentes exigences et peut donc répondre aux différentes applications et à leurs diverses exigences.
Inconvénients de l'usinage CNC du bronze
L'usinage du bronze présente également des inconvénients en raison de sa dureté et de sa fragilité moindres. Vous trouverez ci-dessous les principaux inconvénients de l'usinage du bronze :
Coût élevé des matériaux : Le bronze est un matériau coûteux, puisqu'il s'agit d'un alliage d'étain et de cuivre, ce qui entraîne une augmentation du coût des projets impliquant l'usinage CNC du bronze.
Usure de l'outil : En raison de la résistance élevée et de la faible dureté du bronze, l'usure de l'outil peut être importante pendant l'usinage CNC, ce qui entraîne des remplacements fréquents de l'outil et une augmentation des coûts de maintenance et d'outillage.
Déformation induite par la chaleur : Le bronze génère de la chaleur pendant le processus d'usinage et sa sensibilité aux changements de température peut entraîner une dilatation thermique, ce qui peut provoquer des déformations et affecter la précision dimensionnelle des pièces en bronze.
Mauvaise qualité de la surface : Le bronze peut avoir de mauvaises propriétés de coupe car il a tendance à produire des copeaux et des vibrations de coupe, ce qui peut affecter la qualité de la surface des pièces usinées.
Quels sont les types de bronze disponibles pour l'usinage CNC ?
Voici quelques-uns des types de bronze disponibles pour l'usinage CNC :
Bronze 932
Bronze 932 a une composition élevée de zinc, de cuivre et d'étain et est également connu sous le nom d'alliage de bronze pour roulements. Il est utilisé dans la fabrication de roulements, de bagues et d'autres composants précis qui nécessitent une résistance à l'usure et une solidité élevées, ainsi que des propriétés antifriction.
Le bronze 932 convient aux applications nécessitant une lubrification, car il possède une couche naturelle de lubrifiant sur sa surface. Il est très facile à percer et à mouler à l'aide de l'usinage CNC et les composants de l'aérospatiale et d'autres industries qui ont besoin d'une grande précision utilisent le bronze 932.
Bronze phosphoreux PB1
PB1 est le bronze phosphoreux qui contient du phosphore dans sa composition. Il est doté d'une résistance sans faille à la fatigue et, grâce à sa teneur en phosphore, il offre une rigidité et une résistance à l'usure.
Le PB1 est couramment utilisé dans les roulements, les corps de vanne, les ressorts, les engrenages et les douilles en raison de sa capacité à être formé sans soudure. Il présente une excellente résistance à la corrosion et une grande solidité et convient également aux environnements difficiles.
Bronze au silicium
Le bronze au silicium est composé de silicium, de zinc et de cuivre. L'état de surface du bronze au silicium est excellent et sa capacité à couler est bonne. Il est utilisé pour la fabrication de pièces de vannes et de pompes par usinage CNC.
Aluminium Bronze
Le bronze d'aluminium est également connu sous le nom de bronze 954 comprend de l'aluminium (entre 6 et 12 %), du cuivre et éventuellement du magnésium, du fer, du silicium et du nickel. Il présente une grande solidité et une bonne résistance au ternissement.
Le bronze d'aluminium est utilisé dans les applications marines ainsi que dans les pompes qui transportent des fluides corrosifs.
Bronze 660
Le bronze 660 a une teneur élevée en plomb. C'est un alliage de bronze qui convient aux applications à faible frottement et à forte usure. Il est généralement utilisé dans la fabrication de roulements.
Bronze au manganèse
Le bronze au manganèse contient du manganèse, suivi du zinc, du cuivre et du zinc. aluminium. Il est connu pour sa résistance aux chocs. Il offre également une résistance à la corrosion dans l'eau salée. C'est pourquoi il est couramment intégré dans les hélices de bateaux, les engrenages, les écrous et les composants de pompes.
Finitions de surface pour l'usinage CNC du bronze
Les pièces usinées en bronze peuvent être soumises à diverses techniques de finition de surface pour répondre à des exigences fonctionnelles spécifiques. Voici quelques procédés courants de traitement de surface du bronze :
Finition telle qu'usinée
La finition telle qu'usinée fait référence à l'état de surface du bronze après l'usinage CNC (y compris le fraisage, le tournage, le meulage, etc.). Cette finition est lisse mais présente généralement des marques d'outils et des bavures, ce qui la rend adaptée aux applications où l'aspect ou la qualité de la surface n'est pas une exigence essentielle.
Sablage de perles
Grenaillage de billes est une technique de traitement qui consiste à projeter des matériaux abrasifs tels que des billes de verre, des billes de céramique ou du corindon à haute pression sur la surface des pièces en bronze. Cela crée une finition lisse et mate, offrant une texture uniforme qui donne aux pièces en bronze un aspect homogène. Il facilite le nettoyage, l'ébavurage, dissimule les marques d'outils et améliore la résistance à la corrosion des composants.
Revêtement chimique
Le revêtement chimique consiste à appliquer une couche de substances chimiques à la surface des pièces en bronze afin d'améliorer leur fonctionnalité, leur longévité et leur apparence, en leur conférant une résistance à la corrosion et à l'usure.
Polissage
Polissage peut réduire la rugosité de la surface par des méthodes physiques ou chimiques, ce qui rend la surface des composants usinés en bronze plus lisse et plus brillante. Cela améliore l'aspect de l'objet et réduit les frottements, ce qui le rend particulièrement adapté aux pièces mécaniques décoratives ou de précision.
Applications de l'usinage CNC du bronze
L'usinage CNC du bronze a des applications polyvalentes dans de nombreuses industries, dont voici quelques exemples :
Marine : La résistance à la corrosion des pièces en bronze les rend adaptées aux applications marines, y compris les pièces de navire, les hélices et les raccords.
Ingénierie mécanique : Les roulements et les coussinets utilisés dans diverses machines nécessitent un faible frottement, et le bronze est connu pour ses propriétés de faible frottement, ce qui le rend adaptable.
Automobile : Bronze usiné pièces automobiles comprennent les engrenages et les radiateurs, qui offrent une solidité et une résistance à l'usure accrues.
Construction et décoration : Les produits en bronze usinés CNC, connus pour leur esthétique et leur durabilité, sont des choix idéaux pour les décorations architecturales, les poignées de porte, etc.
Conseils pour une conception économique de l'usinage CNC du bronze
L'usinage CNC du bronze peut être réalisé à l'aide de quelques astuces permettant de réduire les coûts, qui sont présentées ci-dessous :
- Concevez les composants à base de bronze en gardant à l'esprit les processus de post-usinage dont vous pourriez avoir besoin et qui augmentent le coût, mais qui sont nécessaires à la performance et à la douceur des composants.
- Optimisez l'épaisseur de la paroi des composants en bronze pour qu'ils ne soient ni trop minces ni trop épais. Si elles sont trop fines, elles risquent de se déformer lors de l'usinage CNC et si elles sont trop épaisses, elles peuvent entraîner des pertes de matériau.
- Il existe de nombreux types de bronze, chacun ayant ses propres propriétés et capacités de performance. Il faut toujours choisir le bon type de bronze afin d'obtenir des pièces durables et résistantes.
- Essayez d'éliminer les contre-dépouilles afin de minimiser la complexité et le coût de l'usinage CNC.
- Les arêtes et les angles vifs créent une concentration de contraintes qui peut provoquer des fissures et doit être évitée.
Conclusion
Usinage CNC du bronze L'usinage CNC du bronze est un processus polyvalent et il est très important de tout savoir à son sujet pour choisir le bon type de bronze pour l'application industrielle concernée. Comme le guide ci-dessus met en lumière les moindres détails du processus d'usinage CNC du bronze, vous devez avoir appris beaucoup de choses à présent.
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FAQ
Bronze est-il facile à usiner ?
Le bronze offre une grande usinabilité par rapport à d'autres éléments. Parmi les différents types de bronze, c'est le 642 qui présente la plus grande usinabilité.
Quels sont les défis les plus courants dans l'usinage du bronze ?
En raison de la nature abrasive du bronze, l'usure de l'outil est le problème le plus courant dans son usinage.
Quelles sont les meilleures qualités de bronze pour l'usinage CNC ?
Les meilleures qualités de bronze pour l'usinage CNC sont le 642 et le PB1. Le bronze 642 offre la meilleure usinabilité et est également ductile. Le PB1 est quant à lui connu pour son usinage libre.
Le bronze est-il plus facile à usiner que le laiton ?
Le bronze est plus difficile à usiner que le laiton en raison de sa nature abrasive et résistante.
