Machine CNC

Types de machines CNC

Une machine CNC (à commande numérique par ordinateur) est un équipement de fabrication contrôlé par un programme informatique, qui peut effectuer automatiquement le processus de découpe des matériaux. Les principaux types de machines CNC sont les suivants :

• Fraiseuse CNC :

  Une fraiseuse CNC peut se déplacer le long de plusieurs axes (généralement, elle peut se déplacer le long de 3 à 6 axes), découper des matériaux en formes et tailles souhaitées grâce à la rotation des outils et fournir des fonctions de perçage et de taraudage. Les fraiseuses CNC standard sont généralement à 3 ou 4 axes. 3 axes signifie que la machine CNC a trois mouvements directionnels. Dans la plupart des cas, ils impliquent une pièce qui a été fixée au lit de la machine, tandis que la fraiseuse se déplace dans les directions X et Y pour découper et fraiser la pièce à la forme souhaitée. L'axe Z, impliquant généralement un mouvement vertical, contrôle la hauteur de la fraiseuse lorsqu'elle fraisera. 4 axes signifie qu'en plus des mouvements sur 3 axes, il possède également un axe de rotation qui lui permet d'accéder à plus de parties de la pièce. Il implique généralement une broche d'outil qui tourne à grande vitesse. Les machines CNC à 4 axes ou plus sont généralement plus avancées, adaptées à la réalisation de dessins complexes, généralement sur des matériaux en bois ou en plastique. Ces machines avancées sont plus adaptées à un usage industriel. Certaines machines avancées sont également livrées avec un laser pour couper des matériaux plus durs ou plus épais comme le métal, l'acier, le carbone, etc.

• Routeur CNC :

  Les routeurs CNC fonctionnent de la même manière que les fraiseuses CNC, mais ils sont généralement plus grands et moins chers. Ils sont plus adaptés aux matériaux plus mous tels que le bois, le plastique et la mousse. Parce qu'ils utilisent généralement des broches de moteur à grande vitesse au lieu de boîtes de vitesses pour contrôler le mouvement de rotation, la vitesse de coupe est plus rapide et plus efficace, ce qui les rend idéaux pour produire un grand nombre de pièces. La structure de base d'un routeur CNC est que les broches qui sont entraînées par des moteurs à courant alternatif (AC) sont contrôlées par un code G, un ensemble d'instructions décrivant comment déplacer la broche dans l'espace tridimensionnel pour graver des images préprogrammées. Lors de la gravure d'une image, la broche recevra l'instruction de se déplacer d'une certaine manière à une vitesse spécifiée pour creuser les zones de l'objet qui apparaîtront comme ces images. Parfois, l'image peut nécessiter le retrait de zones spécifiques de l'objet, ce qui peut impliquer une circulation d'une manière particulière pour créer une zone d'image spécifique. En général, les routeurs CNC peuvent être utilisés pour le traitement des tôles, la menuiserie et l'industrie de la publicité.

• Découpeuse laser CNC :

  Une machine de découpe laser CNC utilise un faisceau laser à haute densité pour découper des matériaux. Différents types de lasers sont disponibles pour diverses applications et compatibilités de matériaux. Par exemple, une machine laser CO2 est plus adaptée aux matériaux plus mous comme le bois, l'acrylique, le verre, etc. et est largement utilisée pour graver des motifs sur différents types de matériaux afin de rendre le motif plus joli. En revanche, une machine de découpe laser à fibre est idéale pour les matériaux plus résistants comme les métaux, les photos, l'acier, etc.

  Le faisceau laser chauffe ensuite le matériau jusqu'à ce qu'il se vaporise ou même bout pour oxyder le matériau, et une forte pression évacue les gaz du matériau pour le rendre plus propre. Le principal avantage des machines CNC à découpe laser est qu'elles sont plus précises et peuvent découper des motifs et des formes complexes à un degré plus élevé, en particulier à des vitesses plus élevées. Dans certains modèles avancés, certains mouvements d'axes supplémentaires peuvent aller jusqu'à 9 axes.

  Un autre sous-type de machines CNC laser est le laser plasma. Les lasers plasma nécessitent généralement une épaisseur de coupe plus importante et ils fonctionnent en faisant passer un courant électrique à travers le gaz. Ils sont répandus dans l'industrie métallurgique car ils coupent également des motifs complexes avec précision mais sont plus abordables que les machines de découpe laser.

Spécifications et maintenance des machines CNC

Spécifications

• Taille maximale de travail

  La plus grande taille qu'un objet peut avoir pour recevoir un service d'une machine CNC particulière. Différents types de machines ont des tailles de travail maximales différentes. Par exemple, la taille de travail maximale d'un routeur CNC peut être de 1 500 x 3 000 mm.

• Logiciel compatible

  Les machines CNC sont associées à un certain type de logiciel CNC. Généralement, les programmes de CAO sont utilisés pour créer les conceptions qui seront usinées CNC. Ensuite, la conception sera transformée au format nécessaire pour l'usinage CNC par le logiciel CNC. Par exemple, une machine CNC peut utiliser Fusion 360 pour sa conception, puis elle utilisera ArtCAM ou Type3 pour créer le code nécessaire.

• Système d'entraînement

  Les machines CNC ont des spécifications différentes en fonction de leur type et de l'usage auquel elles sont destinées. Par exemple, les routeurs CNC peuvent avoir un entraînement direct, des servomoteurs ou des moteurs pas à pas comme système d'entraînement. D'autres types, tels que les machines CNC de découpe laser, auront un autre type de système d'entraînement totalement différent d'un système d'entraînement de routeur CNC.

• Système de contrôle

  Un système de contrôle convivial est une partie importante de l'usinage CNC réussi. La machine CNC est facilement programmée, surveillée et contrôlée via son système de contrôle. Cela permet d'exécuter la procédure avec précision et simplicité, et les opérateurs peuvent superviser le processus et suivre sa progression. La machine CNC peut être contrôlée à l'aide d'un écran tactile ou d'une télécommande, par exemple.

• Types de fichiers pris en charge

  Pour un fonctionnement fluide et une intégration transparente dans les flux de travail, la machine CNC accepte divers formats de fichiers, notamment les fichiers STL, DXF et G-code. Ce sont les formats dans lesquels les fichiers de conception CNC doivent être transformés pour pouvoir être utilisés par la machine.

• Matériaux compatibles

  Les matériaux qui peuvent être utilisés avec une machine CNC particulière sont spécifiés. Les exemples de matériaux comprennent le PVC, le bois, l'acrylique, le verre, les surfaces solides, les composites, le contreplaqué, le cristal, etc. Seuls les matériaux compatibles avec un certain type de machine CNC peuvent être traités. Par exemple, une machine CNC à découpe laser ne peut pas fonctionner sur des surfaces solides en bois ou en verre mais peut uniquement fonctionner sur des métaux comme l'acier inoxydable ou l'acier au carbone. De même, une machine CNC à fibre optique ne traitera que certains types de matériaux tels que les matériaux métalliques en cuivre et en aluminium.

• Puissance maximale de la broche

  Une broche dans une machine CNC fonctionne comme un moteur qui fait tourner l'outil utilisé pour la coupe et d'autres processus. La capacité de l'outil est mesurée en kilowatts (kW), et la puissance maximale de la broche d'une machine CNC indique la puissance du moteur pour faire tourner les outils afin d'effectuer l'usinage, le perçage, la coupe et d'autres opérations impliquant différents types de matériaux. Plus la puissance de la broche est élevée, plus elle peut être utilisée sur des matériaux résistants et plus la vitesse de coupe est élevée pour un traitement efficace.

Maintenance

• Contrôles quotidiens :

  Les utilisateurs/opérateurs doivent inspecter la machine quotidiennement et effectuer des vérifications de routine avant de commencer à contrôler les machines CNC. Auparavant, ils doivent également lire attentivement les manuels et la documentation fournis par le fabricant, et n'utiliser les machines que conformément aux instructions.

  Après une lecture complète et attentive des instructions de sécurité, les opérateurs doivent vérifier s'il y a des signes d'usure anormale et de dommages aux pièces des machines, telles que les outils de coupe et les courroies des machines CNC. Ils doivent également s'assurer qu'aucune saleté ou autre matériau n'a été laissé sur l'appareil qui aurait pu se salir lors de l'utilisation précédente de l'appareil. Une fois toutes les procédures terminées, les portes et les couvercles de tous les appareils CNC doivent être bien fermés avant de passer à l'étape suivante.

• Maintenance programmée :

  Les utilisateurs doivent établir des programmes de maintenance pour leurs machines CNC. Cela comprendra la fourniture d'une lubrification et la réalisation des ajustements appropriés nécessaires au bon fonctionnement et au fonctionnement efficace de la machine. Les pièces qui nécessiteront de la graisse et de l'huile seront identifiées, et une liste de composants sera créée qui doivent être lubrifiés régulièrement pour le bon fonctionnement de l'appareil. La tension de la courroie de la machine CNC devra également être vérifiée à intervalles réguliers, ce qui inclut la création d'une liste de contrôle pour d'autres composants vitaux de la machine comme les outils de coupe, les broches, les roulements, les pompes à vide, les chaînes, etc.

  Tout en suivant la liste de contrôle de maintenance de la machine, l'opérateur devra également tenir un registre de tout dysfonctionnement et de toute réparation de la machine. Cela aidera à organiser la maintenance de la machine CNC et à la maintenir dans un état plus efficace où les problèmes peuvent être traités en temps opportun. L'opérateur peut également envisager de mettre à niveau la machine et de remplacer les pièces qui sont devenues assez obsolètes à ce moment.

Scénarios

• Fabrication de meubles :

  Les machines CNC pour le travail du bois sont souvent utilisées pour fabriquer des meubles pour les maisons et les bureaux. Ils peuvent couper, façonner et sculpter du bois massif, des panneaux de particules, du contreplaqué et d'autres matériaux en portes de placard, tables, éléments décoratifs et autres meubles.

• Menuiserie architecturale :

  Les machines CNC peuvent gérer des tâches de coupe complexes et précises. Ce sont les machines de choix pour ceux qui cherchent à créer de l'architecture et des meubles de maison qui nécessitent des détails fins et élaborés.

• Enseignes et présentoirs :

  Les machines CNC facilitent la création de designs à la fois élégants et extrêmement précis. En conséquence, elles sont souvent utilisées par les fabricants d'écrans pour fabriquer des présentoirs publicitaires et promotionnels, des enseignes de magasins, des enseignes de bureau, des boîtes à lumière et d'autres produits liés aux enseignes.

• Personnalisation de cadeaux :

  Les machines CNC peuvent personnaliser divers cadeaux et souvenirs, tels que des trophées, des plaques, des plaques signalétiques et des cadeaux personnalisés. Avec ces machines, des sculptures et des gravures complexes peuvent être facilement réalisées sur la surface de ces articles.

• Décoration d'intérieur :

  Pour ceux qui cherchent à personnaliser leurs maisons, les machines CNC peuvent être utilisées pour fabriquer des objets décoratifs tels que des panneaux muraux, des écrans, des peintures décoratives et des sculptures. On peut compter sur eux pour créer des styles décoratifs uniques et personnalisés.

• Fabrication d'instruments de musique :

  Ces machines sont souvent utilisées lorsque la précision et la cohérence sont nécessaires lors de la fabrication d'instruments de musique. Des exemples incluent la flûte, la clarinette, le piano et d'autres instruments à cordes.

Comment choisir des machines CNC

Une bonne façon de commencer à développer une stratégie d'achat CNC est de créer une liste de ce que la clientèle cible utilisera généralement une machine CNC. Le fait de le savoir aidera les propriétaires d'entreprise à déterminer les types de machines qu'ils souhaitent acheter. Un facteur essentiel à noter lors du choix d'une machine CNC à acheter est le niveau de savoir-faire technique requis pour son fonctionnement. Certaines machines CNC, comme la découpeuse plasma informatisée, nécessitent un niveau de connaissances techniques et d'ingénierie approfondi. Il peut être difficile de trouver des clients intéressés par une telle machine, mais facile de trouver des clients pour des modèles plus simples comme le routeur CNC ou les petits modèles de découpeuse laser CNC.

Outre le niveau de compétence technique requis pour faire fonctionner une machine, il est également important d'étudier la vitesse à laquelle l'industrie d'un client souhaiterait que ses produits soient fabriqués. Les industries de production à grande échelle opteraient pour des machines CNC plus compliquées et de qualité industrielle qui pourraient facilement se connecter à une ligne de production plus importante. Les industries de production plus petites, individuelles ou moins massives opteraient pour des machines CNC plus simples à moyennes, comme le routeur CNC de bureau ou celles équipées d'une configuration CNC de gravure laser.

Lors du choix du bon type de machine CNC, il est également important de prendre en compte le type de matériaux que les clients souhaitent utiliser sur la machine. Alors que les machines CNC fonctionnent sur le bois, le PVC et d'autres matériaux souples, ceux qui souhaitent travailler avec des matériaux plus rigides comme le métal, la pierre ou le verre auront besoin d'un type de machine plus avancé et plus complexe, comme la fraiseuse CNC et ses variantes de qualité industrielle.

FAQ

Q1 : Quelles caractéristiques d'une machine CNC faut-il prendre en compte lors de l'achat ?

A1 : Le type de matériau, la capacité de la machine, les besoins en puissance, le logiciel de contrôle et la capacité de surtension de la machine CNC sont importants à connaître en raison des différents besoins d'application.

Q2 : Pourquoi le logiciel de contrôle d'une machine CNC est-il important à connaître avant d'acheter ?

A2 : Connaître le logiciel qui contrôle une machine peut aider à déterminer s'il sera compatible avec les systèmes existants ou si de nouveaux systèmes seront nécessaires pour l'intégration et un fonctionnement fluide.

Q3 : Pourquoi faut-il se préoccuper de la capacité de surtension d'une machine CNC lors de son achat ?

A3 : La capacité de surtension d'une machine CNC indique sa capacité à gérer de courtes rafales de besoins énergétiques plus élevés, garantissant des performances optimales pendant les moments de pointe du traitement.

Q4 : Faut-il savoir si une machine CNC particulière nécessite ou non de la compression d'air ?

A4 : Comprendre les besoins en air d'une machine CNC permet de déterminer le besoin d'équipements supplémentaires, tels qu'un compresseur d'air, garantissant une puissance de pressage suffisante pour le fonctionnement optimal de la machine.