L’atelier d’usinage CNC : Un guide complet

Qu’est-ce qu’un atelier d’usinage ?

Un atelier d’usinage est un endroit où se déroule la fabrication soustractive. Ce n’est pas un « magasin » comme un magasin, mais plutôt une pièce ou un bâtiment contenant des machines où les machinistes et autres membres du personnel technique fabriquent des objets. Le magasin peut faire partie d’une grande usine ou d’une pièce dans les locaux d’une petite entreprise.

Les « machines » en question sont des équipements avec des outils coupants. Ces machines peuvent être utilisées pour percer, couper, façonner… tout ce qui consiste à retirer de la matière d’un bloc de métal, de plastique ou d’autres matières premières. Les ateliers d’usinage peuvent également contenir d’autres équipements comme des imprimantes 3D, mais l’équipement de fabrication soustractive est la principale préoccupation.

Les ateliers d’usinage peuvent être exploités par des fabricants de produits de marque spécifiques ou par des fabricants tiers (comme AIXI) qui offrent un service d’usinage en ligne personnalisé à une gamme de clients de différents secteurs. (Vous seriez surpris du nombre d’entreprises qui ont besoin des services d’un atelier d’usinage à un moment ou à un autre !)

Les ateliers d’usinage existent depuis le 19ème siècle. Cependant, les ateliers d’usinage d’aujourd’hui sont très différents. Pour en savoir plus sur les capacités d’usinage CNC d’AIXI.

Choses que vous trouverez dans un atelier d’usinage

Les ateliers d’usinage contiennent de nombreuses pièces d’équipement, bien que la gamme et le type d’équipement dépendent de la taille et de l’objectif de l’installation.

Les magasins contiennent généralement certaines ou toutes les machines suivantes, en plus d’autres :

Fraiseuse. Un broyeur est une machine qui utilise des fraises rotatives pour enlever la matière de la pièce. De nombreux types et tailles de fraises existent, permettant à la fraiseuse d’effectuer différents types de coupe, du filetage à l’ébauche.

Centre d’usinage. Un centre d’usinage est un autre terme utilisé pour décrire une fraiseuse CNC, un moulin contrôlé par des instructions informatiques. Les centres d’usinage sont des équipements multifonctionnels capables d’exécuter des procédures complexes à des cadences de production élevées.

Tour. Un tour est une sorte de machine qui fait tourner une pièce lorsqu’elle entre en contact avec un outil de coupe, permettant des opérations telles que le ponçage, le moletage et le dressage. Un tour CNC, parfois appelé centre de tournage CNC, est contrôlé par des instructions informatiques.

Rectifieuse. Une rectifieuse est une sorte d’outil électrique qui utilise une meule abrasive pour rectifier la pièce. Le meulage est généralement utilisé comme processus de finition, car il offre une qualité de surface élevée.

Perceuse. Une perceuse à colonne est une sorte de perceuse montée dont le mouvement est commandé par un levier. Les perceuses à colonne sont plus puissantes et stables que les perceuses à main et peuvent être utilisées pour diverses tâches de fabrication en plus de percer des trous.

Scie à ruban. Une scie à ruban est une machine de coupe polyvalente utilisée pour faire des coupes droites. Il est utilisé pour enlever grossièrement des sections de matériau avant de poursuivre la coupe.

Équipement d’électroérosion. L’usinage par décharge électrique (EDM) est un processus qui utilise des étincelles au lieu d’un outil de coupe physique pour pénétrer dans la pièce. Des versions alternatives de la technologie utilisent un fil pour l’électrode de l’outil.

Outils de finition de surface. La plupart des pièces nécessitent une finition de surface quelconque, et divers équipements sont utilisés pour les polir, les polir, les sabler et les colorer.

Machine à mesurer les coordonnées. Une machine à mesurer tridimensionnelle (CMM) est un appareil utilisé pour mesurer la géométrie des pièces, garantissant que la pièce usinée correspond aux spécifications dimensionnelles d’origine. Une MMT permet de garantir précision et qualité.

Les machines effectuent différentes opérations de fabrication et peuvent être soit manuelles (conduites par un machiniste) soit équipées de la technologie de commande numérique par ordinateur (CNC).

Outre les machines, un atelier d’usinage peut également contenir des réserves de matières premières pouvant être usinées pour fabriquer des pièces. Cependant, selon l’échelle du fabricant, les matériaux peuvent être stockés ailleurs, dans un entrepôt par exemple.

Les machinistes peuvent également utiliser leur atelier d’usinage pour concevoir numériquement des pièces, ce qui signifie que la zone peut contenir des ordinateurs équipés de logiciels de CAO. Les ordinateurs peuvent également être utilisés pour faire fonctionner l’équipement d’usinage CNC.

Ateliers d’usinage CNC : comment la numérisation a changé l’atelier d’usinage

Le contrôle numérique par ordinateur est devenu monnaie courante dans la seconde moitié du 20e siècle, changeant à jamais les ateliers d’usinage.

Avant l’avènement de l’atelier d’usinage CNC, tous les équipements d’usinage étaient actionnés manuellement ou mécaniquement, ce qui signifiait que la précision des pièces usinées dépendait en grande partie de l’habileté de l’opérateur de la machine.

Les machines CNC, quant à elles, ont leurs mouvements entièrement guidés par des instructions informatiques.

Les conceptions 3D numériques sont converties en G-Code, qui indique à la machine CNC ce qu’elle doit faire pour créer la forme 3D. Chaque mouvement de l’outil de coupe est contrôlé au millimètre près par le programme, ce qui permet à la machine de produire des pièces dupliquées parfaites avec une tolérance stricte sans erreur.

Les machines CNC sont également capables d’effectuer des opérations de coupe très complexes dans un court laps de temps. Certaines machines, telles que les fraiseuses CNC à 5 axes, ont des broches ou des tables pivotantes, ce qui permet à l’outil de coupe de couper le bloc de matériau sous n’importe quel angle sans interruption.

Ces machines 5 axes peuvent usiner des pièces très rapidement, ce qui est utile pour les ateliers d’usinage produisant de grandes quantités de pièces pour des projets sérieux.

Un atelier CNC est capable de bien plus qu’un atelier d’usinage à l’ancienne. De plus, les machinistes travaillant dans les ateliers d’usinage CNC sont généralement qualifiés en conception numérique et donc capables d’adapter des conceptions numériques pour l’usinage CNC.

Presque tous les machinistes CNC ont de l’expérience dans l’usinage manuel, car cette compétence les aide à mieux comprendre le processus d’usinage CNC.

De plus, un atelier d’usinage CNC sera généralement capable de travailler à partir de fichiers CAO numériques, de dessins techniques ou d’une combinaison des deux. (Dans de nombreux cas, des dessins techniques sont nécessaires pour fournir des éclaircissements supplémentaires sur une conception.)

Équilibrer l’usinage CNC et l’usinage manuel

Fait intéressant, l’essor de l’atelier d’usinage CNC n’a pas rendu l’usinage manuel superflu. Loin de là.

Certes, les machines CNC ont des avantages évidents par rapport aux machines manuelles. Ils sont aussi précis que possible, ils garantissent la répétabilité et la fabrication peut se faire sans supervision, permettant au personnel d’effectuer d’autres dégustations.

En général, vous ne trouverez pas un atelier d’usinage sérieux qui n’utilise pas la CNC pour la majeure partie de ses opérations. Les ateliers CNC remplacent désormais les ateliers d’usinage traditionnels, en raison des avantages indéniables de la nouvelle technologie.

Mais l’usinage manuel a aussi ses avantages.

Pour commencer, les machines manuelles sont beaucoup moins chères que les machines CNC. Cela signifie que les ateliers d’usinage peuvent investir et faire fonctionner plusieurs machines manuelles sans se ruiner. Certes, cela peut être plus avantageux pour l’atelier d’usinage que pour le client, mais les frais généraux inférieurs peuvent également entraîner des coûts inférieurs pour le client.

Plus important encore, les machines manuelles peuvent fonctionner sans programmation informatique préalable. Cela signifie que les machinistes peuvent travailler sur une pièce en un instant, ce qui peut entraîner des délais d’exécution plus courts qu’avec une machine CNC.

Pour les pièces et composants simples et uniques qui doivent être livrés rapidement, l’usinage manuel représente toujours un service précieux et une option crédible par rapport à l’usinage CNC.

Il est également pratique pour un atelier d’usinage de conserver des machines manuelles pour des projets plus simples, car elles peuvent prendre en charge pendant que les machines CNC multi-axes sont occupées à d’autres opérations.

Sécurité en atelier d’usinage

L’exploitation d’un atelier d’usinage nécessite des années d’expérience et de savoir-faire, et plusieurs règles doivent être suivies pour assurer la sécurité de l’atelier d’usinage.

Les règles de sécurité de l’atelier d’usinage comprennent :

Portez des vêtements appropriés. Les vêtements amples, les vêtements inflammables, les bijoux et les chaussures à bout ouvert sont tous interdits dans l’atelier d’usinage. Les chaussures de sécurité sont préférables dans tout environnement de fabrication. Les cheveux longs doivent être attachés et rangés sous une chemise ou une casquette.

Portez des lunettes de sécurité. Des lunettes ou d’autres protections oculaires doivent être portées lors de l’utilisation de tout type de machine. Les copeaux retirés de la pièce peuvent causer des blessures graves.

Être en bonne santé. Les travailleurs ne peuvent pas faire fonctionner les machines s’ils sont malades, fatigués, en état d’ébriété ou s’ils prennent des médicaments affectant la performance.

Connaître les machines. Seuls des machinistes qualifiés doivent utiliser des machines. Si une machine est nouvelle ou inconnue, les travailleurs doivent lire le manuel de l’opérateur avant de l’utiliser. L’identification de l’emplacement du commutateur est essentielle.

Gardez la boutique propre. Des sols sales peuvent provoquer des glissements, tandis que l’accumulation de poussière et de déchets peut devenir un risque d’incendie. L’environnement et les machines doivent être maintenus au sec. Les outils doivent être maintenus propres et inspectés régulièrement.

Aucune distraction. Les travailleurs qui utilisent des machines ne doivent pas porter d’écouteurs, utiliser leur téléphone ou se livrer à toute autre activité potentiellement distrayante.

Ne laissez pas les machines sans surveillance. Les machines doivent être surveillées pendant leur fonctionnement. Les travailleurs ne doivent pas quitter l’atelier tant que la machine n’est pas complètement arrêtée.

Soyez prudent avec les matières dangereuses. Certains matériaux d’usinage sont hautement inflammables. Ceux-ci doivent être manipulés avec un soin particulier pour éviter tout risque d’incendie.

Rangez les articles en toute sécurité. Les matériaux et les outils doivent être stockés dans un endroit de stockage propre où ils ne peuvent pas tomber ou être trébuchés par les travailleurs.
Marquez clairement les sorties. Les issues de secours doivent être clairement identifiables en cas d’accident ou d’urgence. L’accès aux sorties doit être dégagé à tout moment.

Choisir le bon atelier d’usinage

Pour les entreprises et les développeurs de produits à la recherche d’un atelier d’usinage pour effectuer la fabrication, plusieurs éléments doivent être pris en compte.

Certains ateliers d’usinage sont plus fiables que d’autres, tandis que certains sont mieux adaptés à certains types d’usinage que d’autres. Certains auront une expérience de travail avec des clients dans une industrie spécifique, ce qui peut être bénéfique pour de nouveaux clients potentiels dans ce même domaine. Interrogez le personnel de l’atelier d’usinage sur leurs capacités et leur expérience.

Un bon atelier d’usinage devrait offrir tous les éléments suivants :

1. Prix compétitifs

Les ateliers d’usinage factureront des tarifs différents en fonction de leur taille, de leur expérience et d’autres facteurs. Choisir le bon atelier d’usinage implique de trouver un fabricant avec de bons prix, mais cela ne devrait jamais se faire au détriment de la qualité.

Bien que vous deviez être averti, vous ne devriez jamais sélectionner un atelier d’usinage simplement parce qu’il offre les tarifs les plus bas. Cela peut souvent causer des problèmes : si un atelier d’usinage propose un taux qui n’est clairement pas rentable pour lui, cela signifie qu’il essaiera probablement de couper les coins ronds afin d’améliorer ses marges bénéficiaires.

2. Confidentialité

Les ateliers d’usinage tiers effectuent des usinages CNC personnalisés et d’autres tâches de fabrication pour les entreprises, et ces entreprises ont besoin de l’assurance que leurs conceptions resteront privées.

Heureusement, il existe des instruments juridiques pour assurer la confidentialité entre un atelier d’usinage et ses clients. Exigez que votre atelier d’usinage signe un accord de non-divulgation (NDA) avant d’entreprendre toute fabrication. Cela garantit que vos conceptions ne seront pas transmises à des tiers mystérieux.

Rejetez tout atelier d’usinage qui refuse de signer un NDA.

3. Qualité, fiabilité et honnêteté

Les ateliers d’usinage doivent avoir des machinistes expérimentés et utiliser des machines CNC et des équipements de mesure modernes. Si vous doutez que ce soit le cas, appelez l’atelier d’usinage ou visitez l’installation en personne avant de commencer votre relation de travail.

Les magasins avec une gamme de capacités de fabrication sont préférables à ceux avec des offres limitées. Cependant, tous les ateliers d’usinage ne seront pas honnêtes au sujet de leurs limites : il est préférable de trouver un atelier qui vous dit à l’avance ce qu’il ne peut pas réaliser qu’un atelier qui essaie (et échoue) d’aller au-delà de ses capacités.