Usinage : définition

Qu’est-ce que ça veut dire usinage ?

L’usinage est un processus de fabrication qui consiste à donner forme à un matériau brut, tel que le métal, le plastique ou le bois, en enlevant de la matière pour obtenir une pièce finie avec des dimensions précises et des caractéristiques spécifiques. Automobile, aérospatial, énergie, électronique… L’usinage est une des méthodes les plus couramment utilisées dans l’industrie.

L’objectif principal de l’usinage est de créer des formes complexes et des surfaces finies avec une grande précision. Cela peut inclure la réalisation de cavités, de rainures, de filetages, de perçages et de surfaces planes ou courbes, en fonction des spécifications techniques du produit final.

L’une des principaux avantages de l’usinage réside dans sa polyvalence. L’usinage peut en effet être utilisé pour produire une large gamme de pièces, allant des simples composants individuels aux ensembles plus complexes. Par ailleurs, l’usinage est adapté à différents types de matériaux, notamment les métaux ferreux et non ferreux, les plastiques techniques ou les composites.

Zoom sur les machines d’usinage

Le processus d’usinage implique l’utilisation d’une machine-outil, telle qu’un tour, une fraiseuse, une rectifieuse ou une perceuse, qui est contrôlée avec précision pour enlever la matière de manière progressive et méthodique. Différents outils de coupe, tels que des forets, des fraises, des alésoirs et des lames, sont utilisés en fonction des besoins spécifiques de l’opération d’usinage.

Au fil des années, l’usinage a évolué avec l’introduction de nouvelles technologies et techniques. Les machines-outils modernes sont devenues de plus en plus automatisées, intégrant des systèmes de commande numérique et des capteurs avancés pour améliorer la précision, la productivité et la sécurité des opérations d’usinage. De nos jours, la plupart des entreprises utilisent ainsi des machines-outils à commande numérique (MOCN), adossée à un système informatique (FAO), ce qui permet d’automatiser partiellement ou totalement la procédure d’usinage.

C’est quoi un technicien d’usinage ?

Un technicien d’usinage est un professionnel qualifié spécialisé dans l’exécution des opérations d’usinage. Il est responsable de la préparation et de la mise en place des machines-outils, du choix des outils de coupe appropriés, du réglage des paramètres de coupe et de l’exécution des opérations d’usinage. Pour y parvenir, il doit être capable de lire et d’interpréter des plans techniques, de sélectionner les bonnes méthodes d’usinage en fonction des spécifications, et d’utiliser avec précision les machines et les instruments de mesure pour garantir la conformité aux tolérances requises.

En plus de ses compétences techniques, le technicien d’usinage doit posséder une solide compréhension des matériaux, des procédés d’usinage et des normes de sécurité. Il doit être capable d’analyser les problèmes potentiels, de résoudre les défauts de fabrication et de prendre des mesures correctives pour assurer la qualité des pièces usinées. Avec l’évolution rapide de l’industrie de l’usinage, les techniciens d’usinage sont par ailleurs tenus de se tenir à jour avec les nouvelles technologies et les avancées du domaine. Ils peuvent en effet être amenés à travailler sur des machines-outils avancées, à intégrer des systèmes de commande numérique et à utiliser des logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO) pour optimiser les processus d’usinage.

Quelles sont les 4 opérations basiques d’usinage ?

Le tournage

Réalisée sur un tour, cette technique permet de fabriquer des pièces cylindriques, coniques, ou avec des formes complexes telles que des filetages ou des rainures. La pièce à usiner est fixée sur une broche rotative, tandis que l’outil de coupe est déplacé le long de la pièce pour enlever de la matière et lui donner la forme souhaitée.

Le fraisage

Le fraisage consiste à utiliser une fraise rotative pour enlever de la matière et créer des formes complexes telles que des rainures, des surfaces planes, des poches ou des contours. Les fraiseuses peuvent être utilisées pour l’usinage en 2D ou en 3D, en fonction des mouvements de la pièce et de l’outil de coupe.

Notons que le fraisage de surfaces planes consiste à utiliser une fraise spéciale pour obtenir des surfaces planes lisses et précises. Le fraisage de surfaces planes est souvent utilisé pour réaliser des surfaces d’appui ou des surfaces de référence dans les pièces.

Le perçage / alésage / taraudage

Le perçage est une opération permettant de réaliser des trous dans une pièce à l’aide d’un foret. Le foret tourne et pénètre dans la pièce, en enlevant de la matière pour créer un trou de diamètre et de profondeur précis. Le perçage peut être réalisé sur une perceuse classique ou sur une machine-outil plus avancée.

Complémentaire, le taraudage est une opération utilisée pour créer des filetages internes dans un trou préalablement percé. Un outil de taraud est utilisé pour couper des rainures en forme de filet à l’intérieur du trou, permettant ainsi de visser des boulons ou d’autres éléments filetés.

Enfin, l’alésage vise à agrandir et à améliorer la qualité d’un trou préalablement percé dans une pièce. Cette opération est généralement utilisée lorsque l’on cherche à obtenir des tolérances très précises, des finitions de surface de haute qualité ou des dimensions spécifiques.

La rectification

La rectification est une opération d’usinage de haute précision utilisée pour obtenir des surfaces très lisses et des dimensions précises. Cette opération est réalisée à l’aide d’une rectifieuse qui utilise des meules abrasives pour enlever de petites quantités de matière et obtenir des tolérances très strictes.

Ces opérations d’usinage sont à la base de nombreuses autres techniques d’usinage plus avancées. En fonction des spécifications de la pièce à usiner, des tolérances requises et des caractéristiques géométriques souhaitées, il est important de choisir la bonne opération d’usinage.

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Quel avenir pour l’usinage ?

Plusieurs grandes tendances sont à noter dans l’univers de l’usinage.

L’automatisation accrue

L’usinage est de plus en plus automatisé, avec l’introduction de robots et de systèmes de fabrication intelligents. Les machines-outils modernes sont équipées de capteurs avancés, de commandes numériques et de technologies d’intelligence artificielle pour optimiser les processus de production, améliorer la précision et la vitesse, et réduire les erreurs humaines.

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L’impression 3D pour l’usinage

L’impression 3D est de plus en plus utilisée dans l’usinage, en particulier pour la fabrication de pièces complexes. Les technologies d’impression 3D métallique permettent en effet de produire des pièces avec des géométries internes complexes, ce qui réduit la nécessité d’opérations d’usinage supplémentaires. L’intégration de l’impression 3D et de l’usinage traditionnel offre des opportunités de conception et de fabrication plus flexibles.

La fabrication additive hybride

La fabrication additive hybride combine l’impression 3D avec l’usinage traditionnel. Cette approche permet de construire des pièces avec des structures complexes grâce à l’impression 3D, puis d’effectuer des opérations d’usinage pour obtenir des surfaces finies, des tolérances précises ou des fonctionnalités supplémentaires.

L’intégration de l’intelligence artificielle

L’utilisation de l’intelligence artificielle (IA) dans l’usinage est en expansion. L’IA peut être utilisée pour analyser les données en temps réel provenant des machines-outils, optimiser les paramètres de coupe, détecter les défauts de fabrication et améliorer l’efficacité globale du processus d’usinage.

La durabilité et l’éco-responsabilité

L’usinage du futur se concentrera également sur la durabilité et l’éco-responsabilité. Les entreprises chercheront à réduire leur empreinte environnementale en adoptant des pratiques d’usinage plus économes en énergie, en utilisant des matériaux recyclables et en optimisant les processus pour réduire les déchets.

Médical, aéronautique, mécanique générale ou de précision, métiers du moule ou des outils à suivre, horlogerie, lunetterie, pièces mécano-soudées… Quel que soit votre métier, TopSolid’Cam répond à tous vos besoins en usinage ! Nos différents modules proposent en effet un large panel de solutions techniques pour vos besoins d’usinage en fraisage 2D, 3D, 4 ou 5 axes, en positionné ou en continu et également en tournage et en décolletage. Vous souhaitez en savoir plus ? Contactez-nous !

Né de l’industrie horlogère, le décolletage est un procédé d’usinage par enlèvement de matière. Aussi appelé Swiss Turn, le décolletage permet de produire des pièces mécaniques de précision, à partir de barres ou de fil métallique en torche. Particulièrement complexes, les machines de décolletage imposent un paramétrage pointu de leurs différentes fonctionnalités. Le choix du logiciel de CAM est à ce titre primordial. Explications.

Décolletage : définition

Le décolletage se rapporte à un procédé d’usinage par enlèvement de matière. Pour faire l’usinage de base, des machines automatiques, semi-automatiques ou à commande numérique sont utilisées. Une fois introduite dans la zone d’usinage, la matière brute est façonnée par une série d’outils coupants. Selon le nombre, la forme et la disposition de ces outils, il est possible d’obtenir des pièces plus ou moins complexes. Le décolletage permet en effet d’obtenir des pièces de petite dimension, de 0,1 mm à 38 mm, extrêmement précises : il est possible d’aller jusqu’au millième de millimètre !

Les pièces issues du décolletage sont souvent produites en petites ou grandes séries. Tournage, taraudage, filetage, perçage, fraisage… Les décolleteuses permettent de réaliser plusieurs types d’opérations et peuvent même aller jusqu’à l’usinage complet de la pièce grâce à une deuxième broche, évitant ainsi les coûts supplémentaires d’une phase de reprise sur une autre machine.

Autrefois répandu dans l’horlogerie, le décolletage est utilisé depuis les années 80 dans l’industrie automobile, l’électroménager et l’électronique. En parallèle, les décolleteuses, – aussi appelées tours automatiques -, se sont progressivement numérisées afin de réduire les temps de changement de série et de réaliser des pièces toujours plus ouvragées.

Décolletage : enjeux

Poupées mobiles, axes colinéaires, multiples porte-outils, plusieurs axes de translation…  Par rapport à des machines MillTurn, les machines de décolletage, – aussi appelées SwissTurn -, présentent plusieurs spécificités. Par exemple, alors que l’embarreur est proposé en option sur une machine MillTurn, il s’agit d’un standard pour du SwissTurn.

Par ailleurs, la taille des pièces étant limitée à des diamètres de 34 ou 38mm maxi, les machines de décolletage sont optimisées en taille, d’où un environnement de travail restreint. La gestion de collision est d’autant plus cruciale.

Un autre point crucial concerne l’optimisation du temps d’usinage global de la pièce. A cet effet, il est indispensable d’usiner un maximum, avec 2 outils en même temps, sur la même pièce.

Décolletage et logiciels CAM classiques : une approche contre-productive

Plusieurs logiciels de CAM sont encore limités en termes de gestion du nombre d’axes et de canaux. En effet, certains logiciels ne tiennent pas compte de l’environnement de la machine, ce qui les rend inopérants avec d’autres machines. D’autres logiciels CAM ne permettent pas aux utilisateurs d’accéder à tous les paramètres, ce qui nécessite de fournir de nouvelles informations à la machine. Pire encore, certains logiciels de CAM ne permettent pas de générer un code ISO optimisé, en raison de l’absence de gestion de l’environnement et de la cinématique de la machine.
Dans ces cas, des erreurs peuvent survenir suite à des manipulations manuelles de l’utilisateur, augmentant ainsi les risques de collision, de casse outil ou de casse pièce une fois sur la machine.

Pour toutes ces raisons, les entreprises de décolletage ont tout intérêt à s’équiper d’une solution intégrant à la fois : CAO, FAO et PDM.

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Décolletage : découvrez comment TopSolid’Cam répond parfaitement à vos enjeux

Dans l’univers du décolletage, les programmeurs ont besoin d’un logiciel de programmation et de simulation efficace. Ce dernier doit leur permettre de réaliser des opérations préparatoires d’usinage en amont, pendant que d’autres opérations sont effectuées en parallèle.

A ce titre, il est important que le logiciel CAM propose une large gamme de cycles de tournage et de fraisage, mais aussi un grand éventail d’usinage à haute vitesse et de cycles 3D pour le fraisage en 3 et 5 axes simultanés.

Le logiciel CAM doit également permettre de réduire les temps de cycles en synchronisant les processus. Quel que soit le type de centre de tournage, la solution CFAO doit générer des programmes tout-en-un. Vous devez également avoir la certitude d’obtenir un code ISO prêt à l’emploi.

En proposant une programmation simple et intuitive, TopSolid’Cam répond parfaitement aux besoins du métier du décolletage. Logiciel de CFAO avec PDM intégré, TopSolid’Cam permet à l’utilisateur de dessiner sa pièce, ou d’importer la pièce du donneur d’ordres en 2D ou 3D. Leader dans la programmation de machines complexes, TopSolid offre un accès à tous les paramètres de la machine et donne la possibilité d’effectuer des simulations fiables, fidèles et optimisées. L’outil offre en parallèle une multitude d’outils d’analyse de la pièce et intègre le modèle 3D de la machine, ainsi que tous ses composants (porte-pièce, porte-outils, renvoi d’angle…). Il est possible de créer toutes les opérations de fraisage et tournage possibles.

En choisissant TopSolid’Cam, vous bénéficiez d’une gestion du temps de programmation la plus juste possible. La gestion des synchronisations est optimisée et plusieurs outils peuvent usiner en même temps sur la même pièce. Enfin, TopSolid’Cam permet d’éditer des codes ISO multi-canaux.

En somme, les avantages de TopSolid’Cam sont nombreux :

• Intégration CAO + FAO + PDM
• Gestion globale des données grâce au PDM, qui permet de sauvegarder son savoir-faire.
• Simple d’utilisation, avec une ergonomie moderne et efficace.
• Gestion globale des machines de l’atelier: Fraiseuse, Tour, découpe laser, etc
• Outil de vérification de la qualité (inspection)

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