Usinage ABS : un guide détaillé

« Pour obtenir les pièces ABS souhaitées avec des spécifications exactes, vous devez comprendre le processus, les défis et ses avantages. »  

La haute résistance, la durabilité, la stabilité thermique et la résistance aux chocs du thermoplastique ABS le rendent populaire pour une large gamme d'applications. Vous pouvez voir les pièces ABS dans les industries automobile, aérospatiale, médicale, électronique et autres. Cependant, quelles sont les principales méthodes de fabrication utilisées pour créer des composants ou des produits ABS ? Usinage ABS est le processus le plus précis et le plus efficace.

De plus, cet article abordera le processus d'usinage des plastiques ABS, y compris l'intégration CNC, les avantages, les défis et la comparaison avec la technique de moulage par injection ABS.

Qu’est-ce que l’usinage ABS ?

Il s'agit d'une stratégie de fabrication soustractive consistant à obtenir la forme souhaitée en retirant des matériaux de la pièce ABS. Différentes machines et outils de coupe sont utilisés pour l’enlèvement de matière. Pendant ce temps, la résistance aux chocs de l'ABS soutient l'usinage car il n'est pas endommagé lorsque l'outil applique une pression pendant le processus. 

Quelques exemples d’équipements d’usinage ABS sont les fraiseuses, les tours et les centres de tournage. Les machines peuvent effectuer du fraisage, du perçage, du tournage, du filetage, du profilage et plusieurs autres opérations sur l'ABS. De plus, l’usinage peut produire des pièces avec une excellente finition et précision. De plus, l'intégration de la technologie CNC dans l'usinage du plastique ABS a transféré le processus d'usinage dans une nouvelle ère avec une précision, une efficacité et un coût inférieurs. 

Ainsi, l'usinage de l'ABS permet de réaliser diverses pièces fonctionnelles pour des applications où Propriétés du plastique ABS sont indispensables aux besoins opérationnels ou fonctionnels.

Le processus d'usinage ABS conventionnel 

L'usinage conventionnel fait référence à un processus à forte intensité humaine sans contrôle informatique, dans lequel l'opérateur contrôle manuellement la machine pour guider l'outil ou la pièce dans la bonne trajectoire de coupe. Traditionnellement, les machines à mousser et les fraiseuses sont utilisées pour les pièces usinées en ABS.

1. Usinage de tours

Un tour enlève de la matière de la surface extérieure d'une pièce tournante fixée à la broche. Pendant ce temps, l'outil de coupe est monté sur un porte-outil qui peut se déplacer le long de deux axes (X et Y). Lorsque la pièce en ABS tourne, l'outil de coupe entre en contact avec elle et enlève de la matière sur sa longueur et son diamètre.

L'usinage au tour convient aux pièces cylindriques en ABS comme les tiges ou les arbres. Il peut traiter des opérations telles que le dressage, le filetage, le perçage et le tournage pour obtenir la géométrie souhaitée.

2. Fraisage ABS 

Dans la fraiseuse, c'est l'outil de coupe qui tourne à la place de la pièce. La fraise est montée sur la broche, qui peut se déplacer selon plusieurs axes pour façonner la pièce. L'outil de fraisage tourne à grande vitesse pendant que la pièce à usiner est introduite dans la fraise, et les arêtes de coupe retirent le matériau de la zone d'usinage.

Une fraiseuse peut exécuter des opérations de découpe, de perçage, d'alésage et autres en fonction de la configuration de l'outillage. Par conséquent, le fraisage de l'ABS convient à la création de formes complexes sur des pièces, telles que des poches, des fentes et des surfaces courbes. Il est également flexible pour les pièces et produits personnalisés tels que les boîtiers et les isolateurs de drones.

Bien que l’usinage conventionnel puisse être utilisé pour différents besoins industriels, il n’est pas aussi précis et rentable que l’usinage CNC, en particulier pour la fabrication à moyenne et grande échelle. L'intervention humaine minimale pendant l'usinage et le parcours d'outil contrôlé par ordinateur garantissent des tolérances serrées et des temps de cycle de production très courts.

Qu'est-ce que l'usinage CNC ABS ?

Les principes fondamentaux de l'usinage CNC sont similaires à ceux de l'usinage conventionnel, sauf que tout le contrôle est effectué par un logiciel informatique, y compris le mouvement de l'outil, la trajectoire de l'outil, la vitesse de coupe et la profondeur. 

Usinage CNC ABS 

Voici le processus étape par étape de Usinage CNC ABS;

1. Conception CAO

Il s'agit de la première étape, au cours de laquelle une conception détaillée du composant ou du produit prévu est créée dans des logiciels informatiques tels qu'AutoCAD et Solidworks. La conception doit inclure toutes les spécifications, telles que les dimensions, les tolérances, les caractéristiques, la disposition des raccords pour l'assemblage, etc.

2. Sélection de la qualité ABS

Ensuite, il existe trois principaux types de plastiques ABS : à fort impact, à faible impact et à haute résistance à la chaleur. Choisissez la qualité ABS appropriée en fonction des exigences de votre application. Dans le même temps, le coût de chaque qualité doit être pris en compte.

3. Instructions numériques/codes G et 

Les codes G et M sont les instructions numériques qui dictent les mouvements de l'outil pour couper les matériaux avec précision. Ces codes peuvent être obtenus en traitant le dessin à l'aide d'un logiciel informatique comme CAM. Ils incluent également le chemin de coupe que l'outil suivra pour l'usinage.

4. Sélection d'outils 

Ici, il faut également choisir les outils pour usiner le plastique ABS. Généralement, l'outillage en acier rapide est utilisé dans Usinage CNC ABS.

5. Configuration de l'usinage 

Cette étape comprend la fixation de la pièce en plastique ABS au lit de travail ou au mandrin de la broche, selon la machine que vous utilisez. Alignez également la pièce à usiner et l’outil. Ensuite, définissez les paramètres de coupe et chargez le G-code.

6. Usinage et surveillance

Une fois que vous avez exécuté le code G, les machines CNC commencent à fonctionner et l'outil façonne le matériau ABS selon une trajectoire et une vitesse prédéterminées. Pendant ce temps, des liquides de refroidissement sont appliqués pour minimiser le risque de dommages thermiques dus à la chaleur générée.

Ainsi, le processus peut montrer que l’usinage CNC est préféré pour des raisons de coût et de précision. Elle peut créer des géométries plus complexes que les machines conventionnelles.

Voici le tableau montrant quelques différences clés :

Tableau : usinage conventionnel vs usinage CNC ou plastique ABS 

Avantages de l'usinage ABS

Bien que l'ABS puisse être transformé en pièces finies avec diverses méthodes, l'usinage CNC de l'ABS offre divers avantages, notamment la précision, la personnalisation et la flexibilité de production.

• Les processus d'usinage peuvent produire des composants usinés en ABS de différentes formes, tailles et caractéristiques.
• L'usinage CNC ABS peut fournir une précision exceptionnelle, par exemple ±0.005″ pour les dimensions linéaires.
• L'usinage du plastique ABS peut être utilisé pour des géométries de formes personnalisées.
• Les excellentes propriétés mécaniques et physiques du plastique ABS permettent d'obtenir des pièces et des produits durables, quel que soit le domaine d'application.
• Il est rentable pour le prototypage rapide et la production en petits lots. 
• Les pièces d'usinage ABS peuvent être rapidement traitées avec une finition de surface pour atteindre la douceur et l'esthétique souhaitées.
• Comparé au moulage par injection, l’usinage de l’ABS est rapide, car il n’est pas nécessaire de recourir à des moules détaillés ou à d’autres outils lourds.

Coût d'usinage CNC ABS

Comme d'autres projets d'usinage, le coût d'usinage des ABS dépend de nombreux facteurs, de la complexité de la conception et de la précision à la capacité de l'équipement d'usinage.

De plus, le coût diffère considérablement selon que vous utilisez un usinage conventionnel ou CNC. La production à grande échelle avec CNC est moins coûteuse, alors que les machines conventionnelles peuvent usiner des pièces abdominales à faible coût si vous n'avez besoin que de quelques éléments.

Voici les exemples typiques Facteurs de coût d’usinage ABS qui influencent les coûts finaux ;

• Coût de conception
• Coût matériel
• Coût de l'outillage
• Coût de la machine
• Coût du travail 
• Coût du contrôle qualité et de l’inspection
• Coût de finition de surface
• Inventaire et frais d'expédition 

Ces facteurs ou pannes peuvent également être différents selon les différents projets d'usinage. Par exemple, certaines pièces peuvent ne pas nécessiter de finition de surface si la finition telle qu'usinée répond aux exigences.

Pour mieux comprendre le coût de l'usinage ABS, prenons un exemple d'usinage d'ABS pour boîtier électronique. 

• Produit: Boîtier ABS personnalisé pour appareils électroniques
• Format: 150 x 100 x 50 
• Tolérances: ±0.2 mm pour les dimensions critiques et ±0.5 mm pour les dimensions non critiques
• Terminer (Ra): 0.9 μm pour les surfaces extérieures et 1.8 μm pour l'intérieur
• Nombre d'articles : 50

(Remarque : il s'agit d'un exemple d'estimation des coûts ; il peut différer d'une conception à l'autre en fonction de la complexité et d'autres facteurs)

Applications d'usinage ABS

Pièces d'usinage ABS

Les pièces et produits usinés en ABS sont omniprésents, de l'automobile à l'électronique en passant par les articles du quotidien. Leur faible poids et leurs propriétés mécaniques suffisantes peuvent répondre aux différents besoins opérationnels et fonctionnels des applications. De plus, la polyvalence de l’usinage CNC ABS peut gérer des conceptions complexes et des fonctionnalités personnalisées.

Tableau : Applications d'usinage ABS 

Existe-t-il une alternative ? Moulage par injection ABS

Outre l'usinage CNC, les pièces en plastique ABS peuvent être fabriquées avec d'autres approches comme l'impression 3D, formage sous videet le moulage par injection. Parmi ceux-ci, Moulage par injection ABS est particulièrement populaire pour la production ABS à grande échelle. 

La méthode de moulage par injection consiste à injecter l’ABS fondu dans un moule d’injection à haute pression. L’ABS liquide s’écoule ensuite à l’intérieur des cavités du moule et prend forme. Ensuite, après refroidissement, la pièce solidifiée est éjectée du moule et le même moule répète les cycles suivants.

Bien que la fabrication initiale du moule soit plus coûteuse pour Moulage de plastique ABS personnalisé que le coût de l'outillage d'usinage, la durabilité du moule rend les pièces moins chères que l'usinage CNC en production de masse. La réduction du temps de cycle et de la répétabilité dus au moule réduit considérablement le coût par pièce.

Tableau : Moulage par injection ABS vs. Usinage CNC 

Les défis de l'usinage CNC ABS 

Premièrement, la pièce à usiner peut être enroulée ou fondue pendant l'usinage, principalement en raison de la nécessité de disposer d'un outillage et de paramètres appropriés. Ensuite, les contraintes internes de l’ABS peuvent provoquer des déformations et d’autres défauts de surface. Ces deux défis constituent les principaux défis d’usinage ABS associés aux propriétés du plastique ABS. En outre, d’autres défis en matière de précision, d’usure des outils et d’état de surface existent également.

1. Défis dimensionnels et usure des outils 

L'instabilité de la pièce ou une légère déviation de l'outil suffit à provoquer des imprécisions dimensionnelles. Par conséquent, la pièce à usiner et l’outil doivent être fermement maintenus et alignés avant le processus. La défection de l’outil entraîne également une usure rapide de l’outil qui peut augmenter le coût de l’outillage et même endommager la pièce.

2. Défi de distorsion thermique

La friction de l'outil et de la pièce génère de la chaleur, ce qui peut entraîner une dilatation thermique du travail en ABS. La chaleur peut faire fondre les zones d'usinage et laisser des traces de brûlure. Pour éviter cela, il est nécessaire d'utiliser le bon matériau d'outil, une géométrie de pointe et un liquide de refroidissement. Par exemple, des arêtes de coupe tranchantes facilitent l’élimination efficace des copeaux et contribuent à créer une finition lisse. Pendant ce temps, des liquides de refroidissement à base d’eau peuvent être appliqués lors de l’usinage du plastique ABS.

3. Problèmes de finition Surace

Une géométrie d'outil incorrecte et des variables de coupe (vitesse, profondeur) sont les principales raisons des problèmes d'état de surface lors du fraisage du plastique ABS. L'outil pourrait tracer les marques de coupe et des bavures ou des copeaux pourraient être attachés à la surface d'usinage. Par exemple, les géométries préférées pour l'usinage de l'ABS comprennent les fraises en bout à une seule goujure ou les fraises en bout à hélice/dépouille élevée avec des angles de coupe positifs.

4. Considérations post-usinage

Après l'usinage, un ébavurage ou d'autres finitions de surface supplémentaires peuvent être nécessaires pour garantir la qualité et la fonctionnalité des pièces ABS usinées. Le processus d'ébavurage élimine les arêtes vives et les bavures, tandis que les techniques de finition comme le ponçage, le polissage ou la peinture améliorent l'esthétique et les performances.

Nous disposons de machines CNC 3 et 5 axes pour l'usinage ABS

Chez ProleanTech, nous traitons tous types de projets d’usinage CNC ABS quelle que soit leur complexité. Nous disposons de machines CNC universelles à 3 et 5 axes et de différentes fraiseuses et tours spécialisées pour les pièces et produits en plastique.

Usinage Service CNC

Nos ingénieurs expérimentés travaillent en étroite collaboration avec les clients et les opérateurs d'usine pour obtenir les résultats souhaités. L'outillage personnalisé, la surveillance en cours de processus et le système de contrôle qualité de ProlenTech peuvent garantir un niveau élevé de pièces en plastique ABS pour diverses industries. Par conséquent, envoyez-nous votre conception pour tirer parti de notre précision et de notre prix abordable. Services d'usinage CNC pour développer votre startup ou votre entreprise établie.

résumer

Les processus d'usinage façonnent avec précision le matériau ABS avec diverses opérations, découpe, perçage, fraisage, tournage, etc. Son temps de configuration réduit et sa flexibilité avec une conception complexe rendent Usinage ABS adapté à divers composants dans tous les secteurs. De plus, l'utilisation de machines CNC pour fabriquer les pièces ABS réduit considérablement le coût de prototypage et de production en petits lots, tout en améliorant la précision et les délais par rapport aux machines à mousser ou à fraiser conventionnelles.

Cependant, certains problèmes liés à l'alignement des outils, aux dommages thermiques et aux imprécisions dimensionnelles peuvent affecter la qualité finale. Cependant, des solutions et des considérations existent pour résoudre ces problèmes.

FAQ

Puis-je usiner CNC du plastique ABS ?

Oui, le plastique ABS peut être usiné CNC selon les spécifications de conception.

L'usinage CNC ABS est-il cher ?

En règle générale, il est rentable d’usiner des pièces en ABS. Cependant, le coût global peut dépendre de la complexité de la pièce, des tolérances et du volume de production. 

Quels sont les défis de l’usinage ABS ? 

Vous pouvez faire face à des défis tels que la gestion des propriétés de l'ABS telles que la résistance à la chaleur et la fragilité. De plus, il existe un risque de défauts de surface tels que des bavures et des déformations lors de l'usinage.

L’usinage des pièces ABS est-il durable ? 

Oui! Les pièces ABS usinées sont généralement considérées comme durables. Cependant, la durée de vie exacte d'une pièce de produit dépend de la qualité de l'ABS, du post-traitement et des conditions opérationnelles.