Un guide ultime de l'usinage CNC du cuivre

La disponibilité du minerai, le bas point de fusion et la ductilité du cuivre en font un matériau populaire et répandu. Il possède un certain nombre de propriétés précieuses : malléabilité, haut niveau de conductivité thermique, conductivité électrique et résistance. Par conséquent, le cuivre est souvent inclus dans la conception de l'électrotechnique et est populaire dans la production moderne.

Qu'est-ce que l'usinage CNC du cuivre ?

L'usinage du cuivre par commande numérique est largement utilisé pour produire des pièces de précision destinées à de nombreux secteurs industriels. Le cuivre est apprécié pour son excellente conductivité électrique et thermique, ce qui en fait un matériau de choix pour les applications automobiles, aérospatiales, médicales, électroniques et énergétiques. Selon l'application, les fabricants peuvent également utiliser des matériaux tels que… Alliage de cuivre et de nickel lorsque une résistance accrue à la corrosion est nécessaire.

Cet article explique les principes de base de l'usinage du cuivre par commande numérique, ses applications courantes et les facteurs à prendre en compte lors du choix du cuivre. Comprendre les propriétés des différentes nuances et alliages de cuivre vous aidera à choisir l'option la mieux adaptée à vos exigences de conception et de performance.

Usinage du cuivre CNC

Caractéristiques du cuivre et de ses alliages

L'un des premiers matériaux utilisés pour fabriquer des pièces est le cuivre. C'est une bonne option pour l'usinage CNC en raison de ces qualités.

Industries automobile, aérospatiale et médicale tous utilisent des composants en cuivre usinés CNC. L'un des matériaux les plus simples pour la machine est le cuivre, qui permet aux machinistes de tirer pleinement parti des caractéristiques du matériau.

Nuances de cuivre courantes et alliages de cuivre usinés CNC

Certains des plus utilisés nuances de cuivre pour l'usinage CNC comprennent les éléments suivants :

Nuances de cuivre

Cuivre 101 : La qualité de cuivre la plus pure, le cuivre 101, contient 99.9 % de cuivre. Pour les alliages comme le bronze et le laiton, il sert de base. Les câbles coaxiaux, les barres omnibus et les guides d'ondes utilisent tous des supports en cuivre 101.

Bronze: La résistance et la dureté de cet alliage d'étain, de cuivre et de phosphore sont bien connues. Les roulements et les engrenages sont fabriqués en bronze par usinage CNC.

Laiton: Cet alliage de zinc et de cuivre est réputé pour être à la fois maniable et résistant. Les vannes, les engrenages, les roulements et les serrures ne sont que quelques exemples des pièces sophistiquées et à faible frottement dans lesquelles le laiton est usiné. Les composants en laiton peuvent être exposés à l'eau salée et à d'autres contaminants lorsqu'ils sont utilisés dans des applications extérieures.

Quelques avantages typiques de l'utilisation d'articles en cuivre ou en alliage de cuivre sont énumérés ci-dessous :

• Haute ductilité,
• Haute conductivité thermique,
• Soudabilité facile,
• Haute résistance à la corrosion
• Usinabilité élevée en alliage

Le usinabilité des alliages de cuivre est déterminé par la température dans la zone de coupe et la capacité d'abrasion de l'alliage :

1) L'additif au cuivre de tout élément qui forme une solution solide avec lui (étain, aluminium, silicium) réduit V _T de 3 à 4 fois en raison d'une forte diminution de la conductivité thermique du matériau et d'une augmentation de la température de coupe de 1.6 à 2 fois

2) L'ajout de nickel à l'alliage de cuivre, qui se dissout complètement dans le cuivre et ne crée pas de nouvelle phase, a peu d'effet sur V _T;

3) Le passage de structures homogènes à hétérogènes conduit à une diminution de V _T de près de moitié en raison de l'action abrasive des particules solides de l'eutectoïde. La température de coupe change légèrement ;

4) La création de nouvelles phases dans les alliages hétérogènes n'a pratiquement aucun effet sur l'usinabilité. L'exception concerne les additifs de plomb qui, en réduisant l'abrasivité du matériau et les températures de coupe, contribuent à une augmentation significative de la vitesse de coupe. _T.

Les schémas ci-dessus permettent de disposer les alliages de cuivre selon leur usinabilité. Lors de l'usinage des alliages de cuivre, le K _M = 1 V _T 2 à 3 fois plus élevé que lors du traitement des fontes et des aciers.

L'usinabilité des alliages de cuivre se détériore fortement en présence d'inclusions de laitier, ainsi que de microfissures et autres défauts de coulée.

Applications courantes d'usinage du cuivre CNC

Applications de cuivre CNC

Les entreprises d'électricité, de construction, de transport et de biens de consommation utilisent toutes des composants CNC en cuivre.

• Il est principalement utilisé lorsque des matériaux durs sont cisaillés ou oxycoupés.
• Il est utilisé dans les entreprises qui enlèvent du métal, où les matières premières sont enlevées afin d'atteindre des niveaux de précision élevés.
• Pour produire des pièces de moteur comme des engrenages ou des arbres, les industries automobiles utilisent également l'usinage CNC du cuivre.
• Ils sont également utilisés par les entreprises qui produisent des biens ronds, rectangulaires ou carrés et de la plus haute qualité.
• Le cuivre d'usinage CNC est utilisé dans les secteurs qui créent des plaques d'acier minces et durables.
• Il est utilisé pour produire tôles d'acier robustes dans l'industrie manufacturière.
• Le industrie de l'usinage par décharge électrique utilise le cuivre d'usinage CNC pour produire des étincelles.

Fonctionnalités de traitement

Grâce à sa ductilité, le cuivre se travaille facilement par forgeage, estampage et autres procédés de fabrication. Cette propriété a contribué à son utilisation répandue à l'âge du bronze et en fait encore aujourd'hui un matériau précieux pour l'ingénierie. Le cuivre est également bien adapté aux opérations de fraisage et de tournage CNC, tandis que des matériaux similaires utilisés dans usinage du bronze sont souvent choisies lorsque des résistances et une durabilité accrues sont requises.

Cependant, pour obtenir un produit de qualité, il est nécessaire de respecter certaines règles. Le cuivre étant très ductile, l'outil de coupe peut se bloquer lors de l'usinage. Pour un résultat optimal, il faut :

• Utiliser un outil de coupe en alliages durs;
• Le couteau doit toujours être tranchant;
• Respectez la vitesse de broche requise. Une augmentation de la vitesse peut endommager le matériau, l'outil de coupe ou la machine ;
• Utilisez du liquide de refroidissement pendant le travail ;
• Retirez rapidement les copeaux.

Des calculs et une sélection de paramètres incorrects peuvent provoquer de fortes vibrations, ainsi qu'un déséquilibre de l'équipement. Cela réduira la précision du traitement. De ce fait, en plus d'obtenir une pièce de forme irrégulière, le risque de panne machine augmente.

Tournant est l'un des types les plus courants de travail des métaux. Il est produit en coupant une fine couche de métal, ce qui donne une pièce d'une certaine taille et forme.

Les conditions optimales pour l'usinage CNC du cuivre

Les conditions de coupe optimales pour le cuivre sont sélectionnées spécifiquement pour les conditions de traitement actuelles et le modèle de machine. Les principaux critères dans ce cas sont :

1. Vitesse d'avance de l'outil de 4 à 6 mm/s
2. La profondeur de coupe du cuivre ne dépasse pas 30 % du diamètre de l'outil.
3. Faible vitesse de broche (une augmentation de la vitesse de traitement n'est autorisée que lors de l'utilisation de fraises au carbure)

Quelques conseils importants lors de l'usinage du cuivre CNC

Ce matériau est bien adapté à l'usinage, mais lors de son utilisation sur des machines à commande numérique, certaines règles doivent être strictement respectées. Un tel avantage du cuivre est sa ductilité - lors du fraisage, il affecte la formation accrue de copeaux collants. Et cela nécessite :

1. Utilisez un outil de coupe au carbure
2. Gardez la fraise affûtée et la rainure à copeaux propre
3. Alimentation optimale du matériau et vitesse de rotation de la broche
4. Utilisez du liquide de refroidissement
5. Assurez-vous que les copeaux sont évacués rapidement et proprement de la zone de coupe

Le meilleur choix dans la plupart des cas pour travailler avec du cuivre est une fraise au carbure avec un brise-copeaux.

Veuillez noter que le traitement du cuivre est le plus souvent effectué à basse vitesse, la température dans la zone de coupe est basse, ce qui nécessite un système de lubrification et de refroidissement obligatoire sur la machine.

Résumé

Lorsque vous travaillez avec du cuivre, une attention particulière doit être portée au programme de contrôle de la machine CNC. Utilisez les programmes les plus avancés - environnement CAM, ArtCam, MasterCam SolidCam, etc., garantissant une fluidité maximale du mouvement et une vitesse uniforme de la fraise.

De tels programmes, soit dit en passant, vous permettent de calculer à l'avance le temps nécessaire pour terminer des processus de traitement du cuivre spécifiques, et vous pouvez "en déplacement" ajuster ce temps en modifiant divers paramètres et conditions de coupe.

Chez Prolean, notre équipe d'usinage CNC possède une vaste expérience dans la fabrication de pièces de précision pour de nombreux secteurs d'activité. Nous nous engageons à fournir une qualité constante, des dimensions précises et des délais de livraison fiables pour chaque projet. Si vous avez besoin d'une service d'usinage du cuivre Pour vos pièces sur mesure, il vous suffit de nous envoyer vos plans. Notre équipe étudiera vos besoins et vous fournira un plan de production et un devis sous quelques heures.