Usinage CNC en acier: Un guide complet

Usinage CNC en acier est un processus détaillé de fabrication de pièces en acier complexes optimales pour différents secteurs. Avec l'aide de machines CNC avancées, les fabricants effectuent de nombreuses opérations comme le façonnage, Coupe, et finition des composants en acier jusqu'au plus haut niveau de précision. La méthode est relativement rentable car elle permet une production rapide, a moins d'incidence d'erreur, et assure l'uniformité.

Cet article vise à donner un aperçu de l'usinage CNC de l'acier, y compris son fonctionnement., avantages, utilise, et plus.

Qu'est-ce que l'acier d'usinage CNC?

L'usinage CNC de l'acier est une technique de fabrication impérative qui implique l'utilisation de machines pilotées par ordinateur pour former, couper, et mettre la touche finale aux pièces en acier. L'acier fait partie des matériaux flexibles de résistance variable généralement largement utilisés dans le secteur automobile., aérospatial, construction, et industries des machines.

Le processus commence par la saisie d'une conception CAO virtuelle dans le logiciel de la machine.. Le logiciel CAD/CAM contrôle le mouvement de la machine CNC, et des instruments comme des moulins, tours, exercices, etc., effectuer des opérations comme la coupe, forage, tournant, et meulage de composants en acier. L'usinage CNC permet de créer des formes complexes et à tolérances serrées, car, il peut fournir une haute précision et une haute qualité, période après période.

Couper l'acier peut être une tâche herculéenne. Comme c'est un matériau relativement dur et qu'il demande beaucoup de force. Donc, cela nécessite des outils et des méthodes de coupe spéciaux. Pour surmonter ces défis, Les machines CNC sont configurées optiquement en raison de la vitesse de coupe élevée, précision des résultats, et capacité à représenter des géométries complexes. Usinage CNC s'adapte efficacement à l'acier au carbone, acier inoxydable, ou en acier allié, et offre de bonnes qualités de surface et de résistance.

Alliages d'acier optimaux pour l'usinage CNC

Les nuances d'acier typiques utilisées dans l'usinage CNC comprennent:

1. Acier au carbone

Pour les gros montants, l'acier au carbone est utilisable et idéal pour l'usinage CNC parmi de nombreux types d'acier. Il est principalement classé en fonction de sa teneur en carbone:

1. Acier à faible teneur en carbone: Contient jusqu'à 0.3% carbone. Il offre une bonne usinabilité et est utilisé pour produire des pièces qui ne nécessitent pas la résistance ou la dureté de l'acier..
2. Acier au carbone moyen: Contient 0.3% à 0.6% carbone. Il est plus résistant que l'acier à faible teneur en carbone et les applications courantes incluent des éléments tels que les engrenages et les arbres..
3. Acier à haute teneur en carbone: A une teneur en carbone plus élevée que 0.6% teneur en carbone. C'est un peu difficile à usiner et résistant à l'usure, mais toujours employé dans la production d'outils de coupe et de composants industriels.

2. Acier inoxydable

Acier inoxydable est fréquemment utilisé en raison de ses bonnes caractéristiques de corrosion et mécaniques. Les notes courantes incluent:

• 304 Acier inoxydable:304 est largement connu pour ses assez bonnes caractéristiques de corrosion et il est assez facile à fabriquer. Surtout, il est utilisé dans les produits de transformation des aliments. Par exemple, dans les machines de transformation des produits alimentaires, équipement médical, et ustensiles de cuisine.
• 316 Acier inoxydable: 316 a une plus grande tendance aux effets corrosifs et est principalement utilisé dans les industries marines et chimiques.
• Grade 420 Acier inoxydable: Un agrégat d'acier caractérisé par son application dans la fabrication d'outils coupants et d'instruments chirurgicaux, il est à la fois dur et possède une haute résistance à l'usure..

3. Acier allié

L'acier allié est fabriqué par incorporation de différents composants d'alliage comme le chrome, nickel, ou molybdène. Il offre une haute résistance à la traction, dureté, et résistance à l'usure. Les nuances d'acier allié comprennent:

• Acier faiblement allié: Contient moins de matériaux d’alliage 5 %. Ces constituants sont constitués de structures dans les bâtiments, véhicules, es, et machines implantées dans les industries.
• Acier allié moyen: A un petit 5%-10% variation de la composition du matériau d'alliage. Costumes fabriquant des composants tels que des équipements, arbres, et essieux.
• Acier hautement allié: A plus de 10% des composants d'alliage. Donc, il a une résistance à l'usure et une ténacité élevées. Dans les applications sévères où la résistance est hautement requise, notamment les outils de coupe et les produits industriels.

4. Acier à outils

L'acier à outils est usiné CNC pour la fabrication d'outils, ainsi que dans la fabrication de matrices et de moules. Ils sont très durables et tolérants à la chaleur et présentent également de bonnes caractéristiques de résistance à l'usure.. Les notes courantes incluent:

• Acier à outils de qualité D2: Utilisé généralement en raison de sa plus grande résistance à l'usure dans la formation de matrices ou de poinçons.
• Acier à outils de qualité A2: Un peu plus dur mais moins ductile ou, autrement dit, moins facilement transformé en outils en acier au carbone.
• Acier à outils de qualité M2: Bon pour une utilisation sur les outils de coupe car il perd sa dureté à haute température.

5. Acier doux

Acier doux a un pourcentage de carbone allant jusqu'à 0.3%; le même que l'acier à faible teneur en carbone. Il est relativement facile à usiner et peut être utilisé pour une large gamme d'applications dans les applications industrielles normales où les âmes et les raidisseurs, cadres, et des parenthèses sont nécessaires.

6. Acier à haute vitesse (HSS)

Le HSS est un acier à outils et ne perd pas sa dureté à haute température. Il est principalement utilisé lors des exercices, robinets, ou des broyeurs à découper vont être fabriqués. En général, HSCo présente une résistance élevée à la déchirure à des vitesses supérieures à celle du HSS, mais est extrêmement étanche à la machine.

Avantages de l'usinage CNC de l'acier

1. Haute précision: L'usinage CNC offre une précision bien contrôlée pour produire des pièces en acier qui respectent les tolérances.
2. Polyvalence: Les machines CNC peuvent parfaitement travailler avec différents aciers, formes, et des dessins.
3. Cohérence: La technologie crée des pièces en acier de meilleure qualité et constante, ce qui la rend idéale pour fournir des résultats cohérents..
4. Personnalisation: Les conceptions peuvent être facilement modifiées pour s'adapter à des pièces en acier personnalisées particulières.
5. Force: La nécessité de produire durablement, les pièces hautes performances sont bien servies par la durabilité inhérente de l’acier.
6. Variété de matériaux: L'usinage CNC peut s'adapter à plusieurs types d'acier, dont l'acier au carbone, acier allié, et acier inoxydable.
7. Rentable pour la production de masse: La technologie CNC réduit les coûts de main-d'œuvre lorsque de nombreuses pièces en acier sont fabriquées en même temps.
8. Réduction des déchets: L'usinage CNC réduit le gaspillage de matériaux sur l'acier.
9. Géométries complexes: L'usinage CNC forme des composants en acier complexes qui ne peuvent pas être usinés par des méthodes conventionnelles..

Inconvénients de l'usinage CNC de l'acier

• Coût initial élevé: Les machines CNC sont à forte intensité de capital car elles nécessitent un acompte énorme.
• Difficultés d'usinage: Acier trempé en particulier, peut être très difficile à manipuler en utilisant la technique d'usinage CNC.
• Usure des outils: L'acier peut user rapidement les outils, ce qui entraîne des dépenses de maintenance élevées.
• Limité aux types d'acier: Différentes qualités d'acier sont plus difficiles à usiner que d'autres.
• Consommation d'énergie: Les machines CNC consomment généralement plus d'énergie lorsqu'elles sont utilisées.
• Configuration complexe: La programmation et la configuration des machines CNC pour les pièces en acier prennent du temps.
• Flexibilité limitée pour les petits lots: L'usinage CNC n'est pas économique lors de la fabrication d'un petit nombre de pièces en acier.

Applications de l'usinage CNC de l'acier

L'acier est principalement utilisé dans de nombreuses industries car il fournit des composants de haute qualité., qui offrent des pièces durables et de haute qualité. Voici quelques applications clés:

• Industrie automobile: L'usinage CNC en acier est utilisé pour créer des pièces de moteur, composants de transmission ainsi que pièces structurelles nécessitant une résistance et une précision élevées.
• Aérospatial: L'usinage de l'acier est utilisé lorsque vous devez fabriquer des pièces telles que des aubes de turbine., train d'atterrissage, cadres structurels, et de nombreux autres composants pour fonctionner dans des conditions difficiles.
• Équipement médical: L'acier est généralement utilisé sur les instruments chirurgicaux et les implants en raison de sa qualité répondant aux exigences médicales..
• Construction: L'usinage de l'acier peut produire efficacement des cadres en acier renforcé, et poutres ainsi que les composants qui doivent contenir une résistance élevée à la traction.
• Outillage et moules: La plupart des moules d'usinage CNC, meurt, et les outils de coupe sont fabriqués en acier en raison de leur haute résistance à l'usure et de leur durabilité.
• Secteur de l'énergie: L'usinage de l'acier est essentiel dans la fabrication de composants couramment utilisés dans les centrales électriques, notamment les turbines., vannes, et pièces de pompe. Parce que ces pièces subissent des contraintes de pression et de température.

Traitements post-traitement pour de meilleures surfaces sur les aciers

Le traitement final et les revêtements de surface sont cruciaux pour les améliorations caractéristiques et l'apparence. Ces finitions ajoutent de la stabilité, durabilité, aspect résistance à la corrosion, et une fonctionnalité optimale. Voici les options courantes pour le post-traitement et les finitions de surface des pièces en acier.:

Affûtage:

Affûtage apporte une uniformité au visage et lisse les rugosités. Elle s'applique à la fabrication d'éléments qui nécessitent un degré spécifié de taille et de finition de surface..

Polissage:

Les polissages éclaircissent l'apparence de la surface de la pièce et fournissent une surface de film réfléchissant. Cela ajoute généralement de la valeur aux composants structurels en termes d'apparence., et l'apparence.

Traitement thermique:

Méthodes connues sous le nom de recuit, trempe, ou le revenu sont utilisés pour modifier les propriétés de l'acier comme la dureté, force, ou ductilité. Ces processus permettent aux fabricants d'obtenir les caractéristiques requises des pièces typiques destinées à être utilisées dans des applications plus difficiles..

Grenaillage:

Le grenaillage consiste à exposer la surface réelle de l'acier à la pression d'impact exercée par des billes sphériques de taille micrométrique..

Revêtement et placage:

Les pièces en acier acceptent également la galvanisation et le revêtement chromé. Ces revêtements sont bénéfiques pour la protection contre la corrosion et la dureté de surface. En plus, cette valeur ajoutée de donner un look « esthétique ».

Revêtement en poudre:

Le revêtement en poudre sert à créer un revêtement antirouille, émail longue tenue normalement appliqué sous forme de poudre non chargée.

Anodisation:

Anodisation est possible sur quelques alliages d'acier. Le processus conduit à la formation d'une couche d'oxyde en augmentant ses propriétés de corrosion ainsi que sa dureté..

Gravure ou gravure au laser:

L'acier inoxydable peut être gravé au laser, et gravé pour créer des logos, dessins, ou même un texte inscrit sur la surface du matériau.

Conclusion

Usinage CNC de l'acier est une opération puissante et précise pour développer des produits de haute qualité, des composants durables dans plusieurs secteurs. De l'automobile à l'aérospatiale, des dispositifs médicaux aux équipements de fabrication, la résistance de l’acier le rend indispensable. En plus, il propose différentes qualités comme l'acier au carbone, acier inoxydable, et acier allié pour créer des géométries complexes et atteindre facilement des tolérances serrées.

Outre les avantages, le processus a également des limites. Par exemple, vous avez besoin d'un coût initial élevé et d'opérateurs qualifiés, donc les avantages tels que la précision, cohérence, et l'efficacité dépassent ces limites.

En outre, les techniques de post-traitement peuvent améliorer de manière optimale les propriétés de l'acier, mais cela ajoute quelque peu des dépenses supplémentaires. Dans l'ensemble, L'usinage CNC de l'acier reste la pierre angulaire de la fabrication moderne, pour fournir des pièces pour une large gamme d'applications.