La sélection du processus de fabrication dépend de la conception et de la quantité des pièces. Entre-temps, il existe de nombreux procédés de fabrication tels que Usinage CNCg et emboutissage de métal. Dans certains cas, il est évident que le processus de fabrication est le meilleur. Cependant, la plupart du temps, il est nécessaire de savoir quelle approche serait la plus appropriée. Par conséquent, nous allons explorer ici les avantages et les inconvénients ainsi que des conseils pour choisir la méthode appropriée pour votre volume et votre conception préférés.
Bases de l'emboutissage des métaux
L'emboutissage fait référence à un ensemble de processus utilisés pour façonner la tôle en 2D et 3D, tels que le découpage coupe la tôle en 2D tandis que le dessin déforme la tôle en 3D. Habituellement, les processus d'emboutissage sont effectués à l'aide d'outils montés dans une presse. Un poinçon et une matrice sont fabriqués pour se rapprocher de l'ébauche, étirer et plier la tôle pour obtenir la forme requise. Dans le même temps, le perçage peut également être effectué si nécessaire. Dans le cas de processus à grand volume, la tôle est alimentée en continu vers le poinçon et la matrice pour obtenir la forme souhaitée grâce à des outils avancés en une série d'étapes.
Métal Estampage : avantages et inconvénients
Voici les avantages les plus importants de l'emboutissage des métaux :
- Son utilisation matérielle de l'efficacité est élevée.
- Il offre un taux de production plus élevé.
Outre les avantages de l'emboutissage des métaux, il existe certaines limites associées à l'emboutissage des métaux. Ainsi, voici les limitations qui pourraient nuire à la portée de l'emboutissage des métaux :
- Le processus d'emboutissage de métal est limité aux matériaux minces uniquement. Les matériaux dont l'épaisseur est supérieure à 6 mm sont difficiles à manipuler à l'aide du procédé d'emboutissage des métaux.
- Elle nécessite des outillages complexes conçus séparément pour chaque pièce à produire.
- Certains matériaux ne conviennent pas à l'emboutissage en raison de leur ductilité inégalée.
- Le retour élastique du matériau limite les tolérances que le processus peut suivre.
Processus impliqués dans l'usinage CNC des métaux
Le processus d'usinage consiste à couper du métal à partir de tubes, de barres pleines, de billettes et de pièces moulées pour obtenir la forme souhaitée. Dans la plupart des processus d'usinage, la pièce est fixe et différentes opérations sont effectuées dessus. Par exemple, le fraisage est un exemple parfait qui coupe des plans droits, tandis que le meulage et le tournage sont des processus cylindriques qui produisent des géométries cylindriques sur la pièce.
Simultanément, CNC (Computer Numerical Control) fait référence au contrôle des machines-outils. Dans une machine CNC, chaque axe de mouvement est régi par la broche directement contrôlée par des moteurs, qui sont limités à suivre les instructions données par la liste de programmes CNC. Par conséquent, vous pouvez facilement transformer un bloc de métal solide en la géométrie souhaitée.
Usinage CNC des métaux : avantages et inconvénients
Les CNC sont devenues essentielles dans la plupart des industries, grâce à leurs immenses applications. Dans le même ordre d'idées, voici quelques-uns des avantages significatifs des machines à commande numérique :
Avantages
- Les CNC sont capables de produire des pièces 3D complexes tout en respectant des tolérances serrées.
- Il n'y a aucune restriction sur le type de métal pouvant être usiné à l'aide de la CNC. Mais gardez à l'esprit que certains d'entre eux peuvent nécessiter des outils et des conditions de coupe spécialisés.
- La plupart du temps, les outils de coupe utilisés dans l'usinage CNC sont consommables et moins chers que d'autres outils utilisés dans différents processus de fabrication comme l'emboutissage des métaux.
- La finition de surface reste sans compromis tout au long du processus.
Limites
D'autre part, voici les inconvénients de l'usinage CNC :
- L'utilisation ou l'efficacité du matériau est faible.
- L'usinage CNC peut avoir un faible taux de production, en fonction du taux d'enlèvement de matière.
- Les pièces usinées peuvent nécessiter d'autres processus d'usinage avant de devenir opérationnelles.
Choisir l'emboutissage des métaux ou l'usinage des métaux CNC
Quatre facteurs cruciaux doivent être pris en compte :
- Quantité requise
- Géométrie de la pièce
- Niveau de précision et de tolérance
- Nature du matériel
Ce sont donc les principaux facteurs à prendre en compte avant de choisir entre l'emboutissage de métal et l'usinage CNC. Ici et maintenant, racontons comment ces facteurs sont significatifs.
Quantités Impact Sélection
De manière générale, l'emboutissage des métaux est un processus beaucoup plus rapide que l'usinage CNC, c'est pourquoi l'emboutissage des métaux est adopté pour produire des pièces en peu de temps. Néanmoins, cela n'est possible que lorsque la presse est prête à fonctionner et que la taille et la conception de l'outillage sont d'une complexité modérée. Sinon, le temps de configuration de l'emboutissage des métaux peut être long et aller jusqu'à plusieurs heures. Par la suite, l'emboutissage des métaux pourrait ne pas être un processus approprié. Mais rappelez-vous que les machines CNC peuvent avoir un temps de configuration plus rapide, bien que les empreintes et le programme de pièces soient préparés via le fichier CAO. Main dans la main, le coût de l'outillage pour l'emboutissage des métaux est généralement plus élevé que le processus d'usinage CNC.
Les outils d'emboutissage des métaux sont développés à partir de dur nuances d'acier à outils dans un processus qui peut prendre des semaines. Mais les machines-outils CNC utilisent généralement des plaquettes de coupe jetables conservées sur le rack, préparées pour l'utilisation.
La géométrie de la pièce a un impact sur la sélection
Certaines conceptions compliquées ne peuvent pas être estampillées. Les culasses, les blocs moteurs, les carters et les corps de soupapes sont de parfaits exemples de formes qui ne peuvent pas être estampées. De même, des opérations d'usinage secondaires peuvent être inévitables pour obtenir des dimensions, des tolérances et des finitions de surface spécifiques.
En revanche, l'usinage CNC a réduit les limitations concernant la géométrie de la pièce. Mais là encore, il faut toujours l'outil de coupe capable de répondre aux caractéristiques à usiner.
La tolérance des pièces a un impact sur la sélection
La précision des outils d'emboutissage et la maîtrise de la qualité des matériaux ont permis d'améliorer la régularité des pièces obtenues grâce à l'emboutissage des métaux. Néanmoins, la tolérance reste là comme un défi. Mais l'usinage CNC est suffisamment capable de prendre en charge des tolérances plus strictes.
Propriétés matérielles
Dans le cas de l'emboutissage, le métal doit être ductile ou malléable pour éviter la fissuration. Bien que certains métaux puissent être estampés après traitement thermique, beaucoup ne conviennent pas à l'estampage en raison de leur extrême dureté. De plus, l'épaisseur de la tôle est un autre facteur qui peut rejeter l'emboutissage du métal comme un processus préférable car des tôles plus épaisses peuvent nécessiter une force accrue pour la déformation et le perçage. A terme, il faut des machines de grande taille et des outillages robustes.
Alternativement, il est difficile pour l'usinage CNC de traiter des tôles minces. C'est le cas puisque la déformation des tôles minces devient évidente sous les efforts de serrage.
Derniers mots
En conclusion, concevoir des pièces à grand volume de production comme des emboutis réduit les dépenses de production. En conséquence, l'utilisation plus élevée des matériaux ou l'efficacité de l'emboutissage des métaux permet de minimiser les coûts. Cela est particulièrement important lorsqu'il s'agit de matériaux spécialisés plus coûteux ou d'alliages uniques. De plus, l'usinage CNC est généralement utilisé pour produire des pièces complexes qui impliquent diverses opérations à réaliser, un contrôle de la finition de surface et des tolérances serrées.