Usinage CNC de l’aluminium : un guide définitif !

L’aluminium est un élément polyvalent utilisé dans diverses industries. De l’aérospatiale à l’automobile, ce métal a une position dominante. Mais avez-vous pensé à ce qui aide les fabricants à créer des formes complexes avec de l’aluminium ? Vous avez raison : c’est l’usinage CNC de l’aluminium.

 

L’usinage CNC permet aux fabricants de couper et de façonner l’aluminium avec précision. En conséquence, ils fabriquent des pièces et des composants complexes en aluminium. L’aluminium est sans aucun doute un matériau très populaire. Cependant, les gens ne comprennent pas l’usinage CNC. Ce guide fournira une explication approfondie de ce sujet.

 

Présentation de l’usinage CNC de l’aluminium

L’usinage CNC est un processus de fabrication qui repose sur un système informatisé. CNC lui-même signifie Numerical Control System. Ce processus de fabrication est rapide et offre un résultat exact grâce à la CNC. Les machines utilisées dans ces processus sont appelées machines CNC.

 

Comme je l’ai dit plus haut, l’aluminium est l’un des matériaux les plus utilisés dans différentes industries. Son excellente usinabilité, sa résistance et son faible coût le distinguent. Les fabricants utilisent ce matériau et l’usinent via un système CNC. En conséquence, diverses pièces et produits sont fabriqués qui sont 100 % similaires à ce que le fabricant souhaite.

 

L’usinage CNC a contribué à la grande facilité d’utilisation de ce matériau. Par exemple, l’industrie aérospatiale utilise l’aluminium pour fabriquer différentes pièces. La raison en est que l’aluminium est un matériau léger. Mais ces pièces ont des conceptions complexes et élaborées. La machine CNC aide donc les fabricants à fabriquer ces pièces complexes.

 

Sans l’usinage CNC, la facilité d’utilisation de l’aluminium aurait été très limitée. Voyons brièvement comment fonctionne l’usinage CNC de l’aluminium. Tout d’abord, l’opérateur conçoit le produit qu’il souhaite obtenir. Une fois cette opération terminée, la conception est transformée en instruction programmée sous forme codée.

 

Cette instruction codée est transmise au système informatisé. La pièce (matériau en aluminium) est placée sur la table de travail de la machine CNC. L’opérateur met le système sous tension. En conséquence, l’outil de coupe de la machine CNC commence à suivre les instructions codées. Il coupe et façonne la pièce (matériau en aluminium) selon les instructions codées.

 

En fin de compte, le fabricant obtient le résultat final qui est similaire à sa conception initiale. C’est ainsi que fonctionne l’usinage CNC de l’aluminium. N’oubliez pas que ce processus informatisé offre une précision de 100 % à une vitesse vertigineuse. De plus, vous pouvez bénéficier d’une excellente répétabilité, ce qui améliore encore sa portée. N’oubliez pas que ce processus de fabrication est répandu.

 

Techniques courantes d’usinage CNC de l’aluminium

Comme je l’ai dit plus haut, le sujet de l’usinage CNC est très complet. Différentes techniques sont utilisées dans ce processus de fabrication. Chaque méthode diffère des autres en termes de fonctionnement et de résultats. Il ne serait pas faux de dire que chaque méthode est distincte. Plongeons-nous dans le détail et discutons de chaque technique.

 

1- Fraisage CNC

 

Dans le fraisage CNC, la pièce reste immobile. Les outils de coupe se déplacent et coupent le matériau en aluminium (pièce). Des fraiseuses CNC sont utilisées dans ce processus. Différents types de ces machines sont disponibles, variant en nombre d’axes.

 

Certaines machines ont trois axes et ne peuvent réaliser que des formes simples. En revanche, certaines fraiseuses CNC ont plus de cinq ou six axes et conviennent à la réalisation de formes complexes. Cette technique d’usinage permet de fabriquer des pièces de moteur, des outils chirurgicaux et un prototypage rapide.

 

2- Perçage CNC

 

Le perçage CNC est un processus simple de réalisation de trous dans la pièce (aluminium). Mais vous pouvez dire que ces trous peuvent être réalisés sans utiliser l’usinage CNC. Vous avez raison, mais parfois, la fabrication nécessite un trou avec précision. La précision diminue lorsque vous utilisez des méthodes conventionnelles pour faire des trous.

 

Gardez à l’esprit que l’aluminium est un matériau solide. Par conséquent, des machines de perçage CNC sont utilisées à cette fin. Ces machines sont exactes et suivent des instructions informatisées. La taille et la profondeur du trou sont essentielles pour un processus de fabrication complexe. Des erreurs mineures peuvent entraîner l’incompatibilité des composants dans ce trou.

 

Le perçage CNC fonctionne mieux dans de tels cas. Il contrôle les tailles et la profondeur du trou et garantit la précision. Ainsi, ces trous peuvent être fabriqués rapidement pour s’adapter à des boulons ou à tout assemblage de composants. De plus, les machines de perçage CNC offrent une sortie rapide. La fabrication peut percer plusieurs trous dans un matériau en aluminium en un rien de temps.

 

3- Tournage CNC

 

Les tours sont un excellent moyen de réaliser facilement n’importe quelle forme complexe. Dans cette méthode, la pièce (aluminium) est chargée sur le mandrin et laissée tourner. Pendant cette rotation, les outils à coupe unique se déplacent le long de la pièce. Ils retirent les pièces de la pièce et la façonnent selon les instructions.

 

Gardez à l’esprit que tout ce processus est basé sur un système informatisé. Ainsi, la pièce est découpée d’une manière qui répond aux besoins des fabricants. La méthode de tournage CNC est utilisée pour fabriquer différents produits de formes diverses. Les exemples incluent des formes cylindriques, des rainures, des filetages, etc. Le tournage CNC de l’aluminium est rentable et offre un délai d’exécution rapide.

 

Avantages de l’utilisation de l’aluminium pour les pièces usinées CNC

De tout ce qui précède, vous avez compris que l’usinage CNC de matériaux en aluminium est très tendance. N’est-ce pas ? Mais la question est de savoir pourquoi ce matériau est idéal pour l’usinage CNC ? Examinons de plus près les détails.

 

1- Résistance et durabilité

 

L’aluminium est un matériau extrêmement résistant avec une excellente durabilité. Cela signifie qu’il ne se casse pas pendant l’usinage. De plus, les pièces fabriquées en aluminium peuvent supporter une utilisation intensive. Il ne sert à rien d’utiliser un matériau dans l’usinage CNC s’il n’est pas suffisamment résistant. Les pièces et composants constitués d’aluminium durent des années sans se détériorer. C’est pourquoi les fabricants le considèrent comme adapté à l’usinage CNC.

 

2- Résistance à la corrosion et longévité

 

Ce que j’aime dans l’aluminium, c’est qu’il offre une excellente lutte contre la corrosion. Laissez-moi vous expliquer comment. Au contact de l’oxygène, l’aluminium forme une couche d’oxyde appelée revêtement d’oxyde d’aluminium. Cette couche protège l’aluminium de la corrosion. En raison de cette résistance à la corrosion, ce matériau reste en bon état pendant une durée prolongée. Cette fonctionnalité améliore encore sa portée pour l’usinage CNC.

 

3- Léger et usinable

 

L’aluminium est léger, ses pièces conviennent donc à l’aérospatiale et à l’automobile. Ces pièces réduisent la confusion de carburant dans les automobiles. De plus, leurs capacités de légèreté améliorent l’aérodynamisme des avions. De plus, l’aluminium est très facile à usiner. La raison en est qu’il est cassant. Ainsi, la découpe et le façonnage à travers la machine sont sûrs.

 

4- Finition de surface et polyvalence

 

Le matériau en aluminium est très polyvalent. Vous pouvez obtenir différents alliages d’aluminium qui vous donnent des propriétés plus spécifiques. Imaginez que vous ayez besoin d’une résistance extrême. Dans un tel cas, vous pouvez utiliser un alliage d’aluminium avec du magnésium, du cuivre et du chrome (aluminium 7075). De même, différents alliages d’aluminium sont disponibles et ont des propriétés uniques.

 

De plus, le fabricant l’utilise pour fabriquer différentes formes. Quelle que soit la complexité de la forme, l’aluminium ne déçoit jamais. La finition de surface est un autre aspect qui rend l’aluminium adapté à l’usinage CNC. Les pièces usinées CNC en aluminium n’ont pas besoin du processus supplémentaire de pêche de surface. Leur découpe pendant l’usinage leur donne une pêche de surface.

 

5- Coût et accessibilité

 

L’aluminium est un matériau peu coûteux. Son utilisation dans la fabrication de différentes pièces et composants n’ajoute pas beaucoup de coût. De plus, leurs pièces de machines CNC de ce type de matériaux sont également moins coûteuses. Les fabricants peuvent donc facilement utiliser ces pièces pour réaliser n’importe quel projet. À l’inverse, d’autres matériaux qui offrent des propriétés similaires à l’aluminium sont chers.

 

Les utiliser en externe dans l’usinage CNC est économique. L’aluminium offre des propriétés similaires au titane de qualité supérieure. Je ne dis pas que l’aluminium est aussi bon que le titane. Mais lorsque vous regardez les prix des deux matériaux, vous avez tendance à pencher vers l’aluminium. C’est un matériau d’un bon rapport qualité-prix !

 

Quelle nuance d’aluminium convient à l’usinage CNC ?

 

Comme je l’ai dit plus tôt, l’aluminium est composé de nombreux alliages. Les fabricants utilisent différents éléments d’alliage pour obtenir les propriétés souhaitées. En raison de ces alliages, l’aluminium a de nombreuses nuances différentes. Chacune a des propriétés uniques et des objectifs spécifiques. Examinons en détail les nuances d’aluminium adaptées à l’usinage CNC.

 

• Série 1000

 

L’alliage d’aluminium 1xxx contient l’aluminium le plus pur et au moins 99 % en poids. Sans éléments d’alliage spécifiques, il s’agit presque entièrement d’aluminium pur. Par exemple, l’aluminium 1199 contient 99,99 % d’aluminium en poids et permet de fabriquer des feuilles d’aluminium. Ce sont les nuances les plus tendres mais présentent une excellente résistance à la corrosion. Les fabricants l’utilisent pour l’usinage CNC afin de créer des produits pour l’industrie alimentaire.

 

• Série 2000

 

Le cuivre est le principal élément d’alliage de la série 2000 d’aluminium. Ces nuances d’aluminium peuvent être durcies par précipitation. De ce fait, elles sont presque aussi résistantes que l’acier. Vous ne savez pas ce qu’est le durcissement par précipitation ? Il s’agit du processus de chauffage du métal à une température spécifique.

 

Ce chauffage améliore la limite d’élasticité de l’aluminium. En raison de la présence de cuivre, la nuance d’aluminium 2xxx a une faible résistance à la corrosion. L’aluminium 2024 contient également du manganèse et du magnésium, utilisés dans les composants aérospatiaux. La machine CNC dispose d’une série d’alliages et fabrique des produits très résistants.

 

• Série 3000

 

L’aluminium de qualité 3xxx contient du manganèse comme élément supplémentaire le plus important. Ces alliages d’aluminium peuvent également être durcis par écrouissage. L’aluminium 3004 contient également du magnésium, qui est utilisé pour la fabrication de canettes de boisson. Ces nuances offrent une excellente usinabilité et une excellente résistance à la corrosion. En raison de la convivialité de la machine, le fabricant l’utilise pour l’usinage CNC. En général, ses produits sont utilisés dans les maisons pour les ustensiles de cuisine.

 

• Série 4000

 

Le silicium est le principal élément d’alliage de l’aluminium de la série 4000. Le silicium abaisse le point de fusion de l’aluminium de qualité 4xxx. L’aluminium 4043 est utilisé comme matériau d’électrode enrobée pour le soudage. Dans les bâtiments, les alliages d’aluminium de la série 6000 et l’aluminium 4047 sont utilisés comme plaques et revêtements. Ces nuances d’aluminium sont également usinées par CNC. Les fabricants fabriquent des produits qui résistent à de basses températures. La raison en est qu’ils ont des points de fusion bas.

 

• Série 5000

 

Le magnésium est le principal élément d’alliage de la série 5000. Ces nuances ont la meilleure résistance à la corrosion et sont très durables. De ce fait, elles sont généralement utilisées dans les applications marines. Les pièces utilisées dans les applications marines restent en contact avec l’eau salée. Ainsi, leur excellente résistance à la corrosion les maintient en bon état pendant longtemps. Par exemple, l’aluminium 5083 est un alliage souvent utilisé dans les pièces de navires. L’usinage CNC de ces nuances permet également de produire des produits de l’industrie marine.

 

• Série 6000

 

Comme indiqué ci-dessus, le magnésium et le silicium constituent tous deux de nombreux alliages d’aluminium. La combinaison de ces éléments est utilisée pour créer la série 6000. Cette série d’aluminium n’est pas très solide. Par conséquent, elle est durcie par précipitation. Cependant, elle présente une bonne résistance à la corrosion, une bonne usinabilité et une bonne soudabilité. Cette série d’aluminium est la norme dans l’industrie automobile.

 

• Série 7000

 

Ces alliages d’aluminium sont principalement constitués de zinc. Cependant, certains alliages de cette série peuvent être constitués de cuivre, de chrome et de magnésium. Ce que je n’aime pas dans ces alliages, c’est qu’ils ne sont pas très résistants à la corrosion et que les pièces fabriquées avec eux ne durent pas très longtemps.

 

Cependant, leur résistance et leur robustesse les distinguent. En raison de sa résistance élevée, la classe 7000 est généralement utilisée dans les applications aérospatiales. Laissez-moi vous donner un exemple. 7075 est une marque courante de cette série. Sa résistance à la corrosion est inférieure à celle des autres alliages, mais sa résistance et sa dureté sont excellentes.

 

• Série 8000

 

Dans la section ci-dessus, j’ai mentionné sept séries différentes. Mais certains alliages n’entrent toujours dans aucune de ces catégories. Ainsi, ces alliages uniques appartiennent à la série 8000. Ces alliages peuvent inclure de nombreux autres éléments, notamment le fer et le lithium. Par exemple, l’aluminium 8176 contient 0,6 % de fer et 0,1 % de silicium (en poids) utilisés pour fabriquer des fils.

 

Applications de l’usinage CNC de l’aluminium

 

Dans la section ci-dessus, nous avons compris les différents aspects de l’usinage CNC des matériaux en aluminium. J’espère que vous avez une bonne compréhension et que vous n’êtes pas confus. Je veux quand même que vous continuiez à lire. Pourquoi ? Je vais mentionner une application critique de l’usinage CNC. Cela vous aidera à comprendre comment ce processus de fabrication est utilisé.

 

1- Industrie aérospatiale

 

L’aluminium est léger. La fabrication est donc utilisée pour fabriquer différents composants des avions. Il améliore l’aérodynamisme. De plus, l’excellente résistance de ce matériau le rend idéal pour cette industrie. Voici la liste des pièces fabriquées par usinage CNC de matériaux en aluminium :

 

• Ailes
• Supports
• Supports de moteur
• Pièces de fuselage d’avion
• Composants de train d’atterrissage.

 

2- Industrie automobile

 

Cette industrie s’est appuyée sur l’usinage CNC de l’aluminium. L’aluminium résiste parfaitement à la rouille et est durable. Par conséquent, les fabricants fabriquent différentes pièces et composants de forme complexe avec ce matériau. Son rapport coût-efficacité est un avantage supplémentaire.

 

Son prix bas aide les fabricants à utiliser des pièces en réduisant le coût de leurs véhicules. Voici une liste de pièces automobiles fabriquées avec ce procédé :

 

• Pièces de moteur
• Culasse
• Boîtiers de transmission
• Composants de suspension

 

L’utilisation de l’aluminium dans l’industrie automobile est répandue. Pourquoi ? Parce qu’il améliore la consommation de carburant des véhicules. Les pièces fabriquées à partir de ce matériau sont légères. Ainsi, les véhicules constitués de ces pièces sont relativement moins lourds. Par conséquent, ils consomment moins de carburant pendant leur travail.

 

3- Alimentation/Pharmaceutique

 

L’aluminium n’est pas toxique. Il ne pose aucun problème lorsqu’il est utilisé dans des emballages alimentaires ou des canettes. Certaines machines à jus sont équipées de lames en aluminium. Ainsi, vous faites du jus avec ces machines. L’aluminium n’étant pas toxique, il n’ajoute aucune toxicité lors de la découpe du liquide et de la fabrication du jus.

 

De même, les plateaux de stockage utilisés dans l’industrie pharmaceutique contiennent également de l’aluminium. Ces plateaux restent utilisés pendant des années sans présenter de menace. Voici la liste de quelques autres outils :

 

• Plaques de cuisson
• Palmes de mélange
• Équipement de dosage
• Conteneurs de stockage
• Appareils de mesure

 

4- Industrie maritime

 

L’usinage CNC de l’aluminium est répandu dans les deux industries maritimes. Dois-je expliquer pourquoi ? Laissez-moi vous donner un aperçu. L’aluminium est un matériau résistant à la corrosion. Les pièces marines restent généralement en contact avec l’eau salée. Elles s’érodent donc très rapidement.

 

Cependant, la résistance à la corrosion de l’aluminium le rend très durable. Il ne rouille pas rapidement, ce matériau est donc couramment utilisé dans la fabrication d’équipements. Voici une liste de pièces marines fabriquées en aluminium.

 

• Arbres d’hélice
• Raccords de coque de bateau
• Composants de moteur
• Taquets et charnières de pont
• Supports et supports marins

 

5- Industrie de la construction

 

L’industrie de la construction s’appuie fortement sur des matériaux solides mais très peu coûteux, n’est-ce pas ? L’aluminium répond à ces deux critères. Il est solide et peut supporter facilement les contraintes. Cependant, je ne dirai pas que l’aluminium est le meilleur matériau pour cette industrie. D’autres matériaux peuvent avoir encore plus de résistance.

 

Cependant, son prix plus bas attire généralement les fabricants. Voici quelques pièces (liées au secteur de la construction) qui sont fabriquées par usinage CNC de l’aluminium :

 

• Cadres de fenêtres
• Poutres structurelles
• Systèmes de murs-rideaux
• Composants de toiture
• Poignées et serrures de porte
• Mains courantes et garde-corps

 

Foire aux questions

 

L’usinage CNC de l’aluminium est-il coûteux ?

Non, l’usinage CNC de l’aluminium n’est pas cher. Son excellente usinabilité est quelque chose qui le distingue. Il peut être coupé facilement, les machines n’ont donc pas besoin d’efforts supplémentaires. Les outils de coupe le coupent et le façonnent facilement. Ainsi, l’usinage CNC de l’aluminium est généralement une solution rentable.

 

Quels sont les défis de l’usinage CNC de l’aluminium ?

Certains alliages d’aluminium sont très mous, ce qui rend leur coupe fastidieuse. Ils peuvent également se casser. D’autres défis incluent leur conductivité thermique élevée et leur tendance à former des bords. Cependant, les fabricants ont une solution pour chaque défi.

 

Pouvez-vous usiner l’aluminium CNC ?

Oui, l’usinage CNC de l’aluminium est possible. De nombreuses industries utilisent l’aluminium grâce à ce processus d’usinage CNC. Il offre une précision à grande vitesse. La légèreté, l’excellente usinabilité et l’absence de fragilité font de l’aluminium une option solide pour l’usinage CNC.

 

Qu’est-ce que l’usinage CNC de l’aluminium ?

Il s’agit d’un processus de fabrication basé sur la CNC. Les machines informatisées coupent et façonnent l’aluminium avec une précision de 100 % à un rythme effréné. Cette méthode permet aux fabricants de fabriquer facilement des pièces de formes complexes en aluminium.

 

Conclusion

 

Il ne fait aucun doute que l’aluminium offre des propriétés uniques. Sa solidité, sa résistance à la corrosion et son usinabilité en font un matériau remarquable. Cependant, l’usinage CNC le porte à un niveau supérieur. Les fabricants utilisent ce matériau pour créer facilement des conceptions très complexes et élaborées. Ce guide offre des informations complètes sur ce processus et sur le matériau en aluminium.