L’importance de l’usinage rapide dans la fabrication

Les entreprises qui conçoivent et fabriquent des pièces en plastique ou en métal auront souvent besoin de services d’usinage rapides à un moment donné du développement de produits.

Cet article examine les tenants et les aboutissants du processus de fabrication et pourquoi il est si important.

Qu’est-ce que l’usinage rapide ?

L’usinage rapide est l’usinage de pièces et de prototypes avec un accent explicite sur la réduction du temps nécessaire à la fabrication des pièces. Il s’agit généralement d’usinage CNC (y compris fraisage, tournage, etc.), mais peut également inclure l’usinage manuel de pièces simples.

L’usinage peut être accéléré de différentes manières. Selon les exigences du client, l’usinage rapide peut impliquer une utilisation accrue de machines à couple élevé et de techniques d’ébauche afin d’accélérer l’enlèvement de matière. Cela peut également impliquer des matériaux faciles à usiner comme les alliages d’aluminium plutôt que des matériaux qui nécessitent plus de temps d’usinage.

Bien qu’ils ne s’excluent pas mutuellement, l’usinage rapide peut être considéré comme un contrepoint à l’usinage de précision, qui privilégie la précision et le détail à la vitesse.

Avantages et inconvénients

L’usinage rapide est un outil essentiel pour le prototypage, le développement de produits, la fabrication à faible volume et les pièces personnalisées. Cependant, il ne convient pas à tous les travaux de fabrication.

Voici quelques avantages et inconvénients de l’usinage rapide :

Avantages

Le moyen le plus rapide de produire des pièces avec un équipement d’usinage CNC
Itère rapidement les prototypes pour accélérer le développement du produit
Facile à fabriquer plusieurs versions d’une pièce pour les essais mécaniques, etc.
Mise sur le marché plus rapide
Fait des pièces plus solides par rapport à d’autres processus à grande vitesse comme l’impression 3D
Pas de quantité minimum de commande
Pas d’outillage ni de frais de démarrage
Compatible avec une gamme de métaux et de plastiques
Gamme d’options de finition de surface
Évolutif car l’usinage CNC convient à une production ultérieure

Les inconvénients

Qualité inférieure à l’usinage de précision
Moins de liberté géométrique que l’impression 3D
Plus lent que les processus de moulage pour les commandes à volume élevé (plus de 100)

Dans quelle mesure l’usinage rapide accélère le développement de produits et réduit les délais de mise sur le marché ?

Pendant des décennies, l’usinage rapide a été un processus incontournable pour les concepteurs de produits cherchant à faire passer leur produit d’une étape de développement à la suivante.

Des prototypes usinés rapidement peuvent être utilisés pour les tests et l’évaluation, et il est facile de fabriquer plusieurs itérations d’une conception pour une analyse comparative. Certaines pièces usinées rapidement conviennent même à une utilisation finale.

Il est facile de comprendre pourquoi les ingénieurs concepteurs continuent de se tourner vers l’usinage rapide pour des pièces instantanées. De nos jours, la plupart des pièces sont conçues à l’aide d’un logiciel de CAO et les fichiers de conception exportés peuvent être traités par des machines CNC avec un minimum de préparation. Cela comble l’écart de temps entre la finition d’un prototype et la réception de la pièce finie.

Et le processus est souvent répété plusieurs fois. Si les concepteurs de produits commandent des prototypes usinés rapidement pour des tests, ils peuvent avoir besoin de peaufiner leurs conceptions et de construire plusieurs autres itérations avant que la pièce ne soit prête pour la production.

L’usinage rapide fournit également des prototypes similaires aux pièces d’utilisation finale en termes de qualité, de performances mécaniques et d’apparence. D’autres processus de prototypage comme l’impression 3D et l’assemblage manuel ont leurs propres avantages, mais si une pièce est finalement fabriquée avec une machine CNC, un prototype usiné sera évidemment plus représentatif de la pièce finale usinée.

S’engager dans un processus de fabrication cohérent offre des avantages de temps évidents. Si un prototype imprimé en 3D doit être repensé en une pièce d’utilisation finale usinable, une toute nouvelle étape de conception est ajoutée au processus global. Aucune étape de ce type n’est requise pour les prototypes usinés rapidement.

Un flux de travail de développement de produit utilisant l’usinage rapide peut donc aller dans ce sens :

Concept
Conception de pièces CAO
Prototype(s) conceptuel(s) précoce(s) via usinage rapide
Test et évaluation
Prototype(s) fonctionnel(s) par usinage rapide
Essais mécaniques et évaluation
Prototype(s) de pré-production par usinage de précision
Présentation, commercialisation, etc.
Production
Distribution

En fin de compte, un développement de produit plus rapide et un délai de mise sur le marché plus court donnent aux entreprises un avantage concurrentiel et augmentent leurs chances de succès sur le marché.

Quel niveau de qualité dois-je attendre d’un usinage rapide ?

L’usinage rapide est le plus souvent utilisé comme processus de prototypage. En tant que tels, les clients doivent se rappeler qu’il existe d’autres options (usinage de précision, par exemple) qui peuvent être mieux adaptées aux pièces très détaillées qui exigent des tolérances serrées. Comme son nom l’indique, l’usinage rapide donne la priorité à la vitesse par rapport à d’autres facteurs.

Cela étant dit, l’usinage rapide peut produire des pièces et des prototypes de qualité professionnelle à un niveau très élevé.

La commande de pièces auprès d’un spécialiste de l’usinage rapide permet in fine au client de stipuler le niveau de qualité requis, en précisant les tolérances et en choisissant une matière de qualité et de prix adaptés.

Des tolérances lâches, des conceptions simples et l’utilisation de matériaux à haute usinabilité permettent aux machinistes de fabriquer les pièces plus rapidement, en accordant une moindre priorité à la qualité des pièces. Pendant le prototypage et le développement de produits, il s’agit généralement d’une voie judicieuse à suivre, car les machinistes professionnels sont toujours capables de fabriquer des pièces de bonne qualité tout en travaillant rapidement.

Comment AIXI atteint des vitesses élevées lors de l’usinage rapide

Opter pour un usinage rapide ne vaut la peine que si l’entreprise d’usinage sait réellement comment faire les choses efficacement – sinon, le client finit par sacrifier la qualité et n’obtient aucun des avantages.

AIXI est un spécialiste de l’usinage rapide et a mis au point plusieurs techniques pour obtenir rapidement des pièces de haute qualité.

Voici quelques-unes des raisons pour lesquelles nous usinons plus vite que la concurrence :

C’est dans notre nature : AIXI a été établie en tant qu’entreprise de prototypage rapide, et toute notre configuration – des interactions avec les clients à l’usine – est optimisée pour des délais d’exécution rapides, quel que soit le projet.

Nous savons quelles machines utiliser : différents projets exigent des équipements différents, et l’usinage rapide a ses propres exigences particulières en matière de machines. Pour les grandes pièces qui nécessitent de grandes quantités de matière enlevées, nous pouvons utiliser une machine à couple élevé de 20 kW avec une broche de 12 000 tr/min ; pour des finitions de surface détaillées, nous pouvons utiliser une machine à couple inférieur avec une broche de 24 000 tr/min.

Nous savons couper rapidement : L’usinage rapide n’est pas obtenu en coupant autant de matériau que possible à la fois : il est parfois plus rapide de faire plusieurs coupes peu profondes au lieu d’une coupe profonde. L’usinage rapide implique de choisir le bon outil de coupe et d’effectuer les bonnes coupes, en plus d’utiliser un logiciel de FAO haut de gamme pour déterminer les trajectoires d’outil les plus efficaces pour un travail.

Délais serrés : usinage rapide ou impression 3D ?

L’impression 3D a changé le paysage du prototypage en permettant aux utilisateurs de fabriquer des pièces uniques en quelques heures. Les imprimantes 3D peuvent même être utilisées dans les bureaux, ce qui réduit le besoin d’usines et d’ateliers d’usinage traditionnels.

En raison de la rapidité et de la simplicité de l’impression 3D, certains développeurs de produits se tourneront automatiquement vers la fabrication additive plutôt que vers des processus soustractifs comme l’usinage CNC rapide lorsque le temps presse.

Mais l’impression 3D est-elle toujours la meilleure option pour les pièces à rotation rapide ?

Pour le prototypage en interne, il n’y a probablement pas de meilleure solution rapide que l’impression 3D, car les imprimantes 3D nécessitent une expertise minimale pour fonctionner et peuvent imprimer des pièces en quelques heures. Cependant, un service d’usinage rapide professionnel peut être plus rapide et fournir de meilleurs résultats qu’un service d’impression 3D comparable.

Il existe des parallèles évidents entre l’usinage rapide et l’impression 3D. Les deux utilisent des conceptions numériques qui sont transformées en code G, et les deux sont des solutions tout-en-un qui ne nécessitent aucun outillage ou machinerie séparée.

Lors du choix entre l’usinage rapide et l’impression 3D, gardez à l’esprit les facteurs suivants :

Certaines pièces sont plus rapides à imprimer ; d’autres sont plus rapides à usiner
Même si l’impression 3D est plus rapide, cela peut prendre beaucoup de temps pour retravailler un prototype imprimé en 3D en une pièce finale usinée
Les métaux et le plastique peuvent être usinés avec le même équipement d’usinage ; Les imprimantes 3D n’impriment que l’un ou l’autre
Les prototypes usinés sont généralement plus proches de la pièce finale que les prototypes imprimés