Partout dans le monde, les industries produisent d'innombrables produits pour répondre aux besoins variés des consommateurs. Elles utilisent différentes méthodes de fabrication, certaines modernes et d'autres conventionnelles. L'usinage et le moulage des métaux sont très répandus dans la fabrication de plastique et de métal.
Aucune de ces technologies n'est inférieure à l'autre ; chacune a ses domaines d'application et donne donc d'excellents résultats lorsqu'elle est utilisée de manière pertinente. En tant qu'entreprise, vous devez envisager d'analyser les avantages et les inconvénients de chacune avant de l'utiliser pour une exigence de fabrication particulière. Par exemple, l'usinage du métal est plus rapide que le moulage pour la production en faible volume, mais il peut ne pas égaler la répétabilité du moulage.
Cet article compare et contraste ces méthodes de fabrication en détail.
Découverte de l'usinage
L'usinage est une technologie de fabrication qui consiste à retirer l'excédent de matière d'un bloc ou d'une pièce pour créer la pièce souhaitée. Les machinistes utilisent des machines-outils pour effectuer l'usinage de manière contrôlée et prévisible.
L'usinage avancé est effectué par des spécialistes utilisant des machines CNC et des outils de coupe spéciaux. Prolean Tech utilise des spécialistes et des outils de coupe avancés pour aider les clients réussir sur le marché grâce à l'usinage CNC.
CNC signifie « commande numérique par ordinateur ». Cela signifie que le processus d'usinage des métaux est contrôlé par ordinateur. Au siècle dernier, le processus d'usinage était manuel. Le machiniste contrôlait personnellement la machine à l'aide de boutons et de leviers.
Au centre de cette commande se trouve un logiciel spécial basé sur le langage G-code. En termes simples, l'usinage CNC permet à l'utilisateur de prédéterminer la position et la vitesse et de les exécuter de manière répétée et prévisible.
Insertion de code pour l'usinage CNC
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Exemples de méthodes CNC
Depuis la fusion des outils et des moteurs dans les années 1940, plusieurs méthodes d'usinage CNC ont vu le jour. Les méthodes d'usinage CNC les plus couramment utilisées sont les suivantes :
Tournage CNC
Opération de tournage de métaux sur un tour
Le tournage est une technique d'usinage traditionnelle populaire, probablement l'une des premières méthodes d'usinage des métaux. Ce procédé consiste à maintenir une pièce sur un mandrin ou une plaque. Le mandrin ou la plaque tourne à une vitesse spécifiée tandis qu'un outil fixé sur un dispositif retire la matière de la pièce.
Le dispositif est relié à une glissière mobile, qui peut être placée dans n'importe quelle position. La glissière peut se déplacer vers et depuis la ligne centrale, et se rapprocher ou s'éloigner du mandrin/de la plaque.
Les machinistes utilisent des tours pour produire des formes concentriques sur des pièces. Un tour peut produire des éléments tels que des filetages, des fentes, des arbres et des cylindres. Contactez-nous pour en savoir plus sur de nombreux autres produits de tour.
Fraisage CNC
fraisage CNC
Tandis que la pièce à usiner tourne pour les opérations de tournage, elle est immobile pour les opérations de fraisage CNC. Au lieu de cela, une broche rotative qui maintient l'outil de fraisage tourne. Dans la configuration la plus courante, une table qui peut se déplacer dans les directions X et Y maintient fermement la pièce à usiner via un étau.
La broche d'une fraiseuse CNC peut se déplacer dans les directions X, Y et Z. Elle peut également s'adapter à différentes types de fraisage outils. Contrairement au tour CNC, la fraiseuse CNC peut enlever de la matière des pièces aux formes non conventionnelles. Parmi les caractéristiques que vous pouvez obtenir avec le fraisage CNC, citons les rainures de clavette, les profils et les chanfreins.
Découpe laser CNC
Découpe laser CNC en cours
Cette méthode d'usinage permet de découper et de graver des matériaux à l'aide d'un puissant faisceau laser contrôlé par ordinateur. Il s'agit d'une technique incroyablement précise qui produit des formes complexes difficiles à réaliser à la main. Les secteurs médical, automobile et électronique comptent parmi les principaux utilisateurs de la découpe laser CNC.
Le processus de découpe laser CNC commence par la conception de la forme souhaitée. Le logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO) est ensuite converti en langage machine et introduit dans la machine CNC.
Une fois la machine de découpe laser CNC configurée, le faisceau laser est focalisé sur le matériau pour suivre le trajet programmé. Le faisceau enlève le matériau le long du trajet par vaporisation ou fusion. Si l'application l'exige, cette découpe peut être suivie d'étapes de post-traitement telles que le traitement de surface et l'ébavurage.
Découpe plasma CNC
Découpe plasma CNC
Pour cette méthode d'usinage CNC, il existe une combinaison de trois éléments du plasma : la vitesse, l'énergie et la température. Le plasma est un gaz hautement ionisé, généralement appelé le quatrième état de la matière. Il chauffe instantanément la plupart des métaux au-dessus de leur point de fusion, c'est donc une force d'usinage très efficace.
Le procédé de cette technique de découpe commence par l'apport de gaz inertes et d'oxygène à la tête de découpe. L'allumage de l'arc suit, créant instantanément des électrons et des ions libres, qui constituent le plasma. Le plasma étant extrêmement puissant et chaud à des milliers de degrés centigrades, il peut facilement couper le métal.
La découpe plasma CNC est extrêmement précise et efficace, c'est pourquoi elle est présente dans de nombreux secteurs. Elle est largement utilisée dans l'automobile, la construction et la fabrication, entre autres industries qui utilisent du métal usiné.
Perçage CNC
Perçage CNC
Le perçage CNC est un autre procédé d'usinage CNC populaire qui suit presque les mêmes étapes que les autres opérations. Les machinistes l'utilisent pour créer des trous ronds dans une pièce pour les boulons et les vis dans les projets d'assemblage.
Tout d'abord, une conception numérique est créée à l'aide d'un logiciel de CAO. Cette conception est ensuite convertie en instructions de forage. Logiciel FAO est populaire pour la génération des codes requis pour la machine.
Lorsque ces codes sont transmis à la machine CNC, ils déterminent le déroulement du processus de perçage. L'opérateur s'assure que la machine dispose de l'outillage adéquat, puis exécute l'opération d'usinage.
Découpe au jet d'eau CNC
Découpe au jet d'eau méthode
La technologie de découpe au jet d'eau CNC comprend un jet d'eau à haute pression et des abrasifs dirigés sur la pièce. Précise et polyvalente, cette technique d'usinage est utilisée pour de nombreux matériaux et industries.
La pression de l'eau peut atteindre 90,000 XNUMX psi, grâce aux puissantes pompes multiplicatrices intégrées à la machine. Les autres principaux composants de la machine de découpe au jet d'eau CNC sont la buse à jet, le système d'abrasifs, la table de découpe et le logiciel de contrôle.
Les avantages et les inconvénients de l'usinage
| Avantages de l'usinage | Inconvénients de l'usinage |
| Tolérances serrées et haute précision | L'usinage de formes complexes peut être coûteux et prendre du temps. |
| Polyvalent – peut fonctionner sur une large gamme de métaux et de non-métaux | Le temps de production est plus long pour les pièces nécessitant un enlèvement de matière important. |
| Avec la bonne expertise, un gaspillage de matériaux minimal | Remplacements nécessaires pour les outils, |
| Capable de produire une finition de surface supérieure | Forte expertise requise pour la programmation CNC et le réglage de la machine |
| Répétabilité grâce à la réutilisation des programmes CNC enregistrés | La table de travail limite la taille du métal usiné. |
Qu'est-ce qu'un casting ?
La coulée de métaux est une ancienne méthode de fabrication de métaux qui consiste à créer le produit souhaité en versant du métal en fusion dans un moule de forme spéciale. Une fois le métal en fusion versé dans le moule, il se solidifie après un certain temps.
Autrefois, la méthode de moulage était surtout utilisée pour la fabrication d'armures et d'épées de soldats. Au fil du temps, la fonte des métaux a évolué vers la version moderne, plus complexe et plus polyvalente. Elle peut être comparée de manière compétitive à la Débat sur l'usinage et le moulage.
Épée traditionnelle
ProléanTech La société est spécialisée dans les procédés de moulage avancés, notamment le moulage sous vide. Elle produit des prototypes de haute qualité et des pièces en faible volume. Elle utilise l'impression 3D et l'usinage CNC pour créer des modèles précis.
Considérez ces méthodes de casting
Il existe de nombreuses méthodes de moulage en fonction de la taille et de la forme du produit, entre autres considérations. Vous trouverez ci-dessous certaines des méthodes de moulage de métal les plus courantes pour usinage vs moulage.
Moulage en sable
Processus de moulage au sable
Il s'agit d'une autre méthode traditionnelle de moulage des métaux, qui consiste à charger du métal en fusion dans des cavités formées dans du sable lié. Au fur et à mesure que le métal en fusion se solidifie, il prend la forme de la cavité. Dans la forme la plus basique, il s'agit de deux boîtes, chacune avec la forme d'une section de la pièce prévue.
La coulée au sable est une technique polyvalente, capable de produire des pièces de petite et de grande taille. La plupart des métaux peuvent être utilisés dans cette technique. Le processus commence par la formation du modèle, puis est suivi par la création du moule. Lorsque l'assemblage du moule est prêt, le métal en fusion est introduit dans la cavité du moule.
Le processus a le temps de refroidir avant que la pièce moulée en métal ne soit extraite du moule.
Coulée sous pression
Le moulage sous pression est un procédé de fabrication complexe, très utilisé dans l'industrie automobile, entre autres. Il consiste à introduire du métal en fusion dans une cavité de moule pour générer le produit envisagé. L'aluminium, le zinc et d'autres métaux non ferreux sont les plus adaptés à ce procédé. services de moulage sous pression.
Les étapes générales du moulage sous pression sont la préparation du moule, la préparation du métal, l'injection du métal, le refroidissement, l'éjection et enfin, le découpage.
Pièces moulées
Les deux principales catégories de cette méthode de fabrication des métaux sont le moulage sous pression en chambre chaude et en chambre froide. L'aluminium et d'autres alliages à point de fusion élevé s'appliquent au moulage sous pression en chambre froide, tandis que le moulage sous pression en chambre chaude fonctionne mieux avec les métaux à bas point de fusion tels que le magnésium.
Suivez ce guide sur Les meilleurs métaux de fonderie pour la fabrication : choix et applications pour en savoir plus sur les matériaux.
Casting d'investissement
Moulage à la cire perdue
Cette méthode de traitement des métaux vieille de plusieurs siècles est également appelée « moulage à la cire perdue ». Les fabricants de pièces de précision privilégient cette technique de moulage, notamment pour les productions répétables.
La première étape des méthodes de moulage par injection consiste à former un modèle en cire représentant la forme souhaitée de la pièce. Une coque en céramique est ensuite appliquée sur le modèle et laissée se solidifier pour créer un moule.
Lorsque la cire est fondue, elle laisse une cavité dans le moule en céramique. Le métal fondu est ensuite versé dans la cavité du moule, laissé se solidifier et récupéré en cassant le moule. Monnaie d'investissement est une technique idéale pour les pièces de formes complexes et à surface lisse.
Coulée sous vide
Comme son nom l'indique, la coulée sous vide est une méthode de moulage de métal qui utilise la pression du vide pour expulser les bulles et les gaz du métal en fusion et de la cavité du moule. Cela se produit dans une chambre à vide avec une pression allant jusqu'à 100 bars.
Les fabricants de pièces automobiles sont réputés pour utiliser le moulage sous vide, bien que la méthode soit également présente dans les industries aérospatiale et électronique.
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Les avantages et les inconvénients des méthodes de casting
| Avantages du casting | Inconvénients du casting |
| Des formes complexes | Pas efficace pour les pièces trop grandes |
| Une solution rentable | Défauts et porosité des pièces |
| Plusieurs tailles de produits | Ne convient pas aux matériaux qui ne peuvent pas être fondus et solidifiés |
| Polyvalent | Long |
| Déchets minimes | Le défi de respecter des tolérances extrêmement strictes |
Quelle est la différence entre le moulage et l'usinage ? Points à retenir lors du choix
Tenez compte des points suivants lors du choix entre l’usinage et le moulage :
Complexité de la conception
Pour la fabrication de pièces complexes, la fabrication par moulage de métal est meilleure que Services d'usinage CNC. Cette technique est efficace pour produire des angles et des bords tranchants, ce que l'usinage aurait du mal à produire. Comme le métal est d'abord fondu puis versé dans le moule, pratiquement aucune forme n'est produite.
Cet argument n'exclut pas entièrement la capacité de l'usinage à produire des pièces aux géométries complexes. L'usinage CNC est utilisé pour produire des vis, des boulons et d'autres pièces aux caractéristiques spécifiques.
Précision dimensionnelle
La précision dimensionnelle des pièces moulées est généralement inférieure à celle des pièces usinées en raison des déformations et des rétrécissements causés par l'incapacité à contrôler complètement le processus de refroidissement. Grâce aux outils de coupe avancés et aux machines CNC, il est avantageux d'usiner des pièces métalliques avec une précision dimensionnelle plus élevée.
Coût de fabrication
Le coût est un facteur fondamental pour la plupart des fabricants qui comparent l'usinage au moulage. On pourrait être tenté de conclure que l'usinage est le procédé le plus coûteux en raison de toutes les technologies avancées impliquées. Cependant, il est important de prendre en compte tous les différents facteurs et scénarios qui peuvent être en jeu.
Le matériau spécifique et le volume de production peuvent faire pencher la balance en faveur d'un côté ou de l'autre. Pour les petits volumes, l'usinage CNC peut être un avantage. La fabrication par moulage est plus économique pour les volumes de production élevés.
Adéquation des matériaux
Le type de matériau utilisé pour fabriquer le produit est un autre facteur important. Tout métal pouvant être fondu et coulé à l'aide du creuset peut être coulé. Une longue liste de métaux ferreux et non ferreux s'applique dans ce cas. Le moulage s'adapte également aux non-métaux, notamment le béton et l'époxy.
En ce qui concerne la polyvalence, il y a une avantage dans l'usinage une large gamme de métaux et de non-métaux.
Il est important de noter que le moulage fonctionne mieux pour des métaux spécifiques qui conviennent bien à la méthode.
Volume de production
Jantes de voiture
La coulée de métal est plus rapide que l'usinage de métal dans la fabrication de pièces en grande série. Tant que le moule est prêt, le temps de solidification est plus court et le temps de traitement est également plus court.
Si votre projet vise à produire rapidement de nombreuses pièces, vous préférerez utiliser une méthode de moulage de métal. L'usinage est plus rapide que le moulage de métal si les pièces nécessaires ne sont que quelques-unes. En effet, il n'y a pas de moules à préparer dans l'usinage CNC des métaux.
Prototypage
Si vous êtes au stade du prototypage de la fabrication, il serait alors préférable de choisir l'usinage CNC plutôt que le moulage de métal. Comparaison entre l'usinage et le moulageLes moules peuvent être extrêmement coûteux pour cet exercice, probablement des milliers de dollars par modèle. De plus, vous devez créer un moule différent à chaque fois qu'un modèle est rejeté.
L'usinage CNC est plus flexible lorsqu'il s'agit de modifier une conception. Il suffit de modifier le modèle et le programme.
Prototypes métalliques
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Conclusion
L'usinage et le moulage sont tous deux pertinents dans l'environnement de fabrication actuel. Cependant, leurs avantages et inconvénients peuvent différer, de sorte que leurs préférences et leur adéquation dans différents projets sont variées. Pour quelqu'un qui recherche la meilleure finition de surface, l'usinage serait la meilleure méthode. Le moulage est idéal pour les produits complexes et la production de masse.
Contactez Prolean Tech pour connaître les subtilités de usinage vs moulage méthodes de fabrication. Cependant, si vous êtes certain de la technique qui convient à vos besoins, demandez à obtenez votre devis maintenant.
Questions fréquentes
Le moulage est-il plus résistant que l'usinage ?
Non, le métal coulé est généralement plus fragile que le métal usiné. Les défauts internes (porosité) qui se forment pendant la coulée fragilisent le métal coulé. Les irrégularités de la microstructure rendent les métaux coulés plus fragiles que les métaux usinés.
La CNC est-elle meilleure que le moulage ?
Cela dépend de l'application spécifique et des préférences de l'utilisateur. Dans certains cas, la CNC est meilleure et dans d'autres, le moulage est meilleur. Par exemple, le moulage est plus efficace lorsque le volume de production requis est élevé.
Les vis sont-elles moulées ou usinées ?
Les vis sont usinées et non moulées. Les tolérances serrées nécessaires pour des filetages efficaces sont faciles à obtenir par usinage, mais pas par moulage. Le moulage peut introduire des faiblesses par porosité et autres défauts, ce qui peut compromettre l'utilisabilité des vis.
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