La rectification CNC est le témoin des dernières technologies en matière de fabrication de pièces complexes. Par exemple, les chercheurs mettent au point de nouveaux matériaux pour les meules, tels que les super-abrasifs et le nitrure de bore cubique, ainsi que des traitements de surface pour améliorer les états de surface et l'efficacité du meulage.
Comment cela est-il devenu possible ? Nous vous proposons ici quelques exemples concrets de meulage CNC avec des références.
- Aérospatiale : Spirit AeroSystems est un grand nom du secteur aérospatial. Grâce à la méthode de rectification CNC, l'entreprise fabrique des trains d'atterrissage légers.
- Automobile : Porsche Les constructeurs automobiles sont les principaux bénéficiaires de la rectification CNC. Elles fabriquent des vilebrequins et des moteurs pour répondre aux besoins de leurs véhicules grâce à la rectification CNC.
- Médical : Exactech est une entreprise médicale bien connue. Elle utilise la rectification CNC pour fabriquer des prothèses articulaires sur mesure.
- Consommateur : Tout le monde connaît la société Apple. De nombreux fabricants de smartphones, comme Apple, utilisent la rectification CNC pour fabriquer les lentilles des appareils photo des smartphones.
Principaux enseignements
- Qu'est-ce que la rectification CNC ?
- Comment fonctionne la rectification CNC ?
- Quels sont les avantages de la rectification CNC ?
- Applications de la rectification CNC ?
- Quels sont les facteurs à prendre en compte lors du choix d'une rectifieuse CNC ?
Lire aussi : Qu'est-ce que le fraisage CNC ?
Qu'est-ce que la rectification CNC ?
La CNC et la rectification sont deux techniques distinctes mais liées. Elles sont toutes deux essentielles pour la rectification CNC.
Voici comment ils s'articulent :
Broyage
- La rectification est une méthode d'usinage. Elle consiste à faire pénétrer la pièce dans une meule abrasive en rotation, ce qui permet d'enlever de la matière.
- La rectification convient le mieux aux pièces qui doivent avoir la forme et l'état de surface souhaités, ainsi que la tolérance requise.
CNC
- CNC signifie Computer Numeric Control (commande numérique par ordinateur). Elle est très utile dans les industries manufacturières pour réguler le mouvement des machines-outils.
- Dans une rectifieuse CNC, le mouvement de la meule, de la pièce à usiner et des autres pièces est contrôlé par des signaux provenant du système CNC.
L'association de la CNC au processus de meulage a permis d'améliorer la précision, l'exactitude, la répétabilité et l'efficacité de la production. C'est pourquoi de nombreuses industries ont aujourd'hui recours à la rectification CNC.
Par exemple, General Motors fabrique des vilebrequins pour ses machines à haute performance à l'aide de rectifieuses CNC.
Définition de la rectification CNC
La rectification CNC est un processus d'usinage dans lequel la procédure de coupe utilise des meules qui permettent à la pièce d'acquérir une dimension exacte avec des caractéristiques de finition améliorées. Ces opérations sont régies par des instructions de programmes informatiques sous le contrôle de systèmes numériques informatiques.
Rectification CNC de différents matériaux
Il s'agit de l'utilisation la plus courante de la rectification CNC, et la meule est alimentée verticalement par le haut. Les métaux offrent une bonne usinabilité sur les meules.
Les métaux couramment utilisés sont les suivants
Métaux doux (aluminium, laiton) : Moins difficile à rectifier, offrant des périodes plus courtes et des coûts abordables. Convient le mieux à la production de pièces complexes nécessitant une texture de surface et une planéité uniformes sans bavures.
Acier : En raison de leur dureté, les meules ont besoin d'une granulométrie/abrasivité plus élevée. Les coûts peuvent parfois augmenter et le temps nécessaire à la réalisation d'un projet peut également varier en fonction du type d'acier utilisé. Par exemple, l'acier inoxydable peut être plus coûteux que d'autres types d'acier.
Alliages durs (Inconel, Titane) : Ils sont extrêmement difficiles à rectifier en raison de leur dureté élevée et de leurs propriétés de résistance à la chaleur. Cela se traduit par des coûts supplémentaires, des délais éventuellement plus longs que les procédés traditionnels et la nécessité d'utiliser des meules spécialisées.
Meulage d'acier CNC :
En tant que sous-catégorie du broyage des métaux, le broyage de l'acier a ses propres considérations:En tant que sous-catégorie du broyage des métaux, le broyage de l'acier a ses propres considérations :
Type d'acier : L'acier doux est préféré pour le meulage car il ne contient pas beaucoup de carbone par rapport à l'acier à haute teneur en carbone ou à l'acier inoxydable.
Finition souhaitée : Un autre problème est que l'obtention d'une finition miroir sur l'acier implique des processus tels que le polissage, qui sont des étapes supplémentaires qui rendent la possibilité plus coûteuse et prennent du temps.
Meulage CNC de l'aluminium :
Cette souplesse rend le matériau préférable pour le meulage à grande vitesse, tout en permettant d'obtenir facilement des surfaces lisses.
Contrairement aux métaux plus durs, il peut être plus économique et prendre moins de temps à traiter.
Parmi les applications, citons l'aérospatiale, l'automobile et l'électronique grand public.
Rectification CNC des matières plastiques :
Bien qu'il ne soit pas aussi répandu que le meulage des métaux, le meulage CNC peut être utilisé pour certains types de plastiques.
Les éléments à prendre en compte sont les suivants :
Type de plastique : Certains des types de produits chimiques utilisés sont plus flexibles que d'autres. Par exemple, le meulage des plastiques acryliques est beaucoup plus facile que celui des plastiques durs, ce qui peut, dans certains cas, nécessiter l'utilisation de meules ou de techniques spécifiques.
Sensibilité à la chaleur : Certains matériaux plastiques sont sensibles à la chaleur et, lorsqu'ils sont exposés à la chaleur produite par le système de meulage, ils finissent par fondre ou se déformer. Pour minimiser ces problèmes, il est nécessaire d'être très précis quant au type de liquide de refroidissement et aux paramètres de meulage.
Finition souhaitée: D'autres étapes de polissage peuvent être nécessaires pour obtenir une surface plus brillante.
Comment fonctionne la rectification CNC ?
La rectification CNC est une méthode bien connue pour ses capacités de précision. Le processus implique non seulement l'équipement, mais aussi l'opérateur. Découvrez le fonctionnement de la rectification CNC, des composants les plus simples aux pièces complexes qui rendent cette opération possible.
- Sélection de la meule : Selecting the proper abrasive wheel based on the workpiece’s fabric, the grinding form, and the desired finish is critical.
- Réglage de la machine : Vous devez régler la machine à meuler en ajustant la vitesse de la meule et la vitesse d'avance pour calculer les opérations de meulage.
- Montage de la pièce : Le montage de la pièce est une étape cruciale. Veillez à monter soigneusement la pièce sur la machine. Veillez également à ce qu'elle soit correctement alignée avec la meule.
- Opération de broyage : C'est alors que la meule entre en jeu. La meule enlève la matière de la pièce de manière contrôlée afin d'obtenir la forme et la finition de surface souhaitées.
- Application du liquide de refroidissement : La chaleur peut endommager la pièce et compromettre son intégrité, c'est pourquoi il convient d'observer attentivement le liquide de refroidissement pendant l'opération de meulage.
- Terminer le processus : Après le processus de meulage, examinez le produit final pour en vérifier la précision et la finition. Si vous le souhaitez, effectuez des opérations supplémentaires pour parfaire le résultat.
Avantages de la rectification CNC
Par rapport à d'autres méthodes de meulage traditionnelles, le meulage CNC offre de nombreux avantages, tels que
- Précision : La rectification CNC offre une plus grande précision que les anciennes méthodes de rectification traditionnelles. La rectification CNC est devenue le premier choix pour les industries qui ont besoin de composants de précision.
- Propriétés de surface exceptionnelles : L'un des principaux avantages du filage CNC est l'incroyable texture de surface qu'il permet d'obtenir. Un meulage CNC précis et contrôlé permet d'obtenir des produits très lisses et uniformes.
- Polyvalence : Les rectifieuses CNC sont polyvalentes. Elles sont capables de traiter des pièces, des formes et des matériaux de grande taille.
- Répétabilité : Une fois qu'une rectifieuse CNC est programmée pour un travail spécifique, elle peut exécuter ce travail exactement plusieurs fois. Cela est particulièrement utile dans les situations de production en grande quantité où la précision est essentielle.
- Efficacité : La rectification CNC permet souvent de réaliser des travaux plus rapidement que les systèmes de rectification manuelle.
- Réduction des déchets : Les machines à rectifier CNC permettent de réduire les déchets grâce à leur précision et leur exactitude.
Applications de la rectification CNC
La rectification CNC continuera à révolutionner la fabrication d'ici 2024. La rectification CNC est efficace dans une grande variété d'industries. Voici quelques programmes solides dont l'efficacité a été prouvée.
Aérospatiale et défense : (pales de turbines, trains d'atterrissage)
La rectification CNC est surtout connue pour la conception économe en énergie de petits composants aéronautiques, tels que les pales de turbines et les trains d'atterrissage, qui sont essentiels pour l'efficacité énergétique.
La publication de GrindingHub en 2024le premier salon professionnel consacré aux technologies de rectification, a montré comment des entreprises telles qu'Airbus utilisent la rectification CNC pour fabriquer des pièces d'avion de la prochaine génération.
Automobile (vilebrequins, arbres à cames)
Les dispositifs pour véhicules électriques (VE) requièrent une précision et une conception de surface unique pour garantir leur efficacité et leur autonomie.
Le rapport d'étude de marché 2024 de Grand View Research prévoit une augmentation significative de la demande de rectifieuses CNC dans l'industrie des véhicules électriques en raison de l'essor de ce type de véhicules
Des entreprises comme Tesla peuvent utiliser la rectification CNC pour leurs vilebrequins et arbres à cames de haute performance.
Dispositifs médicaux (remplacement d'organes, dispositifs chirurgicaux)
La rectification CNC a des applications significatives dans le domaine médical, comme le remplacement des articulations et les instruments chirurgicaux.
En associant la rectification CNC à l'impression 3D et à la technologie de numérisation, les fabricants peuvent créer des produits de haute qualité. implants personnalisés qui correspondent parfaitement à l'anatomie spécifique du patient. Cela permet d'assurer l'ajustement, le confort et la mobilité.
Tableau comparant le meulage CNC et le meulage traditionnel :
| Fonctionnalité | Meulage CNC | Broyage traditionnel |
| Contrôle des processus | Contrôlé par ordinateur, précis et reproductible | Manuel, nécessite un opérateur qualifié |
| Précision | Haute précision et tolérances serrées | La précision dépend de la compétence de l'opérateur |
| Vitesse | Plus rapide pour les formes complexes et les grands volumes | Plus lent, surtout pour les formes complexes |
| Complexité | Peut traiter des formes et des géométries complexes | Limité aux formes les plus simples |
| Temps de préparation | Une mise en place plus rapide grâce à l'automatisation | Mise en place plus lente, nécessite des réglages manuels |
| Coût du travail | Réduction du coût de la main-d'œuvre grâce à l'automatisation | Coût de la main-d'œuvre plus élevé en raison de la nécessité d'un opérateur qualifié |
| Déchets matériels | Moins de déchets de matériaux grâce à un contrôle précis | Plus de déchets de matériaux en raison du risque d'erreur de l'opérateur |
| Applications | Idéal pour les grands volumes, les pièces de précision, les formes complexes | Convient aux pièces plus simples, à la production de faibles volumes ou aux budgets limités. |
Coût et délai d'exécution de la rectification CNC
Remarque : Il s'agit d'un prix approximatif. Veuillez contacter l'entreprise d'usinage CNC la plus proche pour obtenir des prix réels.
| Complexité | Matériau | Coût estimé par pièce (USD) | Délai d'exécution estimé |
| Simple (surfaces planes) | Métaux doux (aluminium) | $5 – $20 | 1-3 jours |
| Modéré (cylindrique avec quelques caractéristiques) | Acier | $20 – $50 | 3-5 jours |
| Complexe (caractéristiques multiples, tolérances serrées) | Alliages durs (par exemple, Inconel, Titane) | $100+ | 5-7+ jours |
| Modéré | Plastiques | $15 – $40 | 2-4 jours |
| Simple | Bois durs | $10 – $25 | 1-2 jours |
Quels sont les types de rectifieuses CNC ?
Une rectifieuse CNC utilise des chiffres informatiques pour enlever avec précision de la matière d'un poste de travail à l'aide d'une meule. Voici une présentation de quelques-uns des types de machines les plus utilisés, ainsi que de leurs avantages et inconvénients :
Meuleuses de surface CNC
Pour
- Polyvalent : Manipuler différents matériaux et tailles pour créer des objets plus plats.
- Haute précision : Obtenez d'excellentes tolérances dimensionnelles et une haute finition.
- Diverses options de meulage sont disponibles : périphérique, de face et d'angle. pour différentes applications.
Cons
- Limité aux surfaces planes : ne convient pas pour le broyage de géométries complexes.
- Restrictions sur la taille des pièces : Ne peut accueillir des pièces très grandes ou très lourdes.
- L'élimination est plus lente que pour d'autres méthodes de bâillement.
Meuleuse cylindrique CNC
Pour
- Conçue pour la rectification de pièces cylindriques : idéal pour les arbres, les tiges et les rouleaux.
- Haute précision pour obtenir des diamètres et des arrondis précis.
- Capacité de broyage interne et externe : Permet la rectification intérieure et extérieure des pièces cylindriques.
Cons
- Limité à la forme cylindrique : ne convient pas au meulage d'objets plats ou de géométries complexes.
- Peut être difficile à configurer pour des applications de broyage spécifiques.
- Plusieurs schémas sont nécessaires pour meuler l'intérieur et l'extérieur.
Spinner centrifuge CNC
Pour
- Enlèvement rapide et efficace des matériaux : adaptés à la production à grande échelle.
- Rentable pour le meulage de formes simples telles que les arbres et les goupilles.
- Des options de chargement automatique sont disponibles pour un fonctionnement continu.
Cons
- Taille et forme limitées des postes de travail : idéal pour les opérations sudo, cylindriques.
- Précision inférieure à celle des autres méthodes de meulage : probablement inadaptée pour les applications suivantes les tolérances critiques.
- Des équipements spécialisés sont nécessaires pour les ateliers de différentes tailles.
Principaux fabricants de meuleuses CNC
Les principaux fabricants de meuleuses CNC sont répartis dans de nombreux pays, chacun ayant des atouts dans des domaines spécifiques. Voici quelques-uns des principaux acteurs :
Chevalier
Chevalier est un acteur majeur dans la fabrication de rectifieuses CNC, avec un accent particulier sur la rectification des surfaces CNC. La société propose également des rectifieuses, mais sa spécialité semble être la rectification des surfaces.
- Focus sur le meulage de surface : Leur dévouement à l'abrasion de surface signifie qu'ils ont une expertise dans l'obtention d'une haute précision et d'une bonne finition. Une variété de surfaces abrasives peut être proposée avec des matériaux optimisés pour la planéité et la haute résistance.
- Prix compétitifs : Chevalier propose des prix compétitifs par rapport à d'autres fabricants présentant des caractéristiques similaires. Cela peut être une option intéressante pour les clients qui ne sont pas satisfaits de leur dette.
- Modèles et machines : Chevalier propose différentes machines de broyage de capacités et d'aptitudes variées, comme par exemple :
- Série FSG-ADIV.
Walter
Walter est un fabricant de machines à affûter CNC spécialisées dans l'affûtage d'outils.
Focus : WALTER se concentre principalement sur les rectifieuses CNC pour la fabrication d'outils et la coupe. Les machines Walter peuvent traiter des géométries d'outils complexes. Leurs machines conviennent à une variété de matériaux d'outils, notamment :
- HSS (acier rapide)
- Carbure
- PCD (diamant polycristallin)
Modèles et machines : WALTER CNC propose une variété de machines d'usinage d'outils avec un grand nombre d'options pour répondre à différents besoins :
- HELITRONIC POWER 400
- HELITRONIC VISION 400 L
- HELITRONIC MICRO
STUDER
STUDER est un fabricant réputé de rectifieuses cylindriques de haute précision. Ces machines sont réputées pour leur qualité unique et leur technologie avancée. L'entreprise consacre ses services à répondre aux exigences de diverses industries. Voici un aperçu de ce que STUDER propose :
Focus : L'entreprise se concentre principalement sur les rectifieuses cylindriques à commande numérique. Ces machines sont spécialement conçues pour rectifier avec précision les courbes extérieures et intérieures des pièces à usiner et pour finir la surface unique.
Modèles et machines : STUDER propose des rectifieuses cylindriques à commande numérique pour répondre à une grande variété de besoins :
- Ventouses cylindriques universelles
- Machines à laminer à grande vitesse
- Machines à rectifier les vilebrequins
- Fraiseuses non circulaires
Kellenberger
Kellenberger est le fabricant suisse renommé de rectifieuses universelles CNC de haute qualité et de fabrication Ces machines sont très populaires en raison de leur polyvalence et de leur flexibilité.
Focus : Kellenberger est spécialisé dans les rectifieuses CNC universelles. Ces machines sont conçues pour traiter une variété de tâches de meulage, ce qui permet une flexibilité pour les ateliers qui ont besoin de matériaux différents.
Modèles et machines : Kellenberger propose une variété de machines de meulage pour des tâches et des besoins différents, comme par exemple :
- BOULEPRO 200
- KELLENBERGER 10
- VOUMARD 30
- HAUSER 2000
Facteurs à prendre en compte lors du choix d'une rectifieuse CNC
Les rectifieuses CNC sont de puissantes machines de précision pour l'enlèvement de matière. Le choix de la bonne machine doit être mûrement réfléchi, car de nombreux facteurs peuvent avoir une incidence considérable sur la productivité, l'efficacité et la réussite globale du produit. Voici pourquoi il est important de peser ces facteurs avant de choisir une rectifieuse CNC :
Type de broyage nécessaire
Sélectionnez la tâche de rectification principale. Il peut s'agir de la rectification plane, de la rectification cylindrique, de la rectification intérieure ou de la rectification d'outils.
Taille et matériau de la pièce
Il faut tenir compte de la taille et du matériau de la pièce à usiner. Des machines différentes ont des capacités différentes et peuvent être plus appropriées pour des applications spécifiques.
Précision et état de surface requis
Spécifiez le niveau de précision et de finition de surface requis pour vos pièces. Une plus grande précision nécessite généralement des machines plus perfectionnées.
Volume de production et budget
Calculez le nombre de pièces régulières à rectifier. Les environnements efficaces peuvent bénéficier d'une automatisation plus rapide et plus réactive.
Conclusion
En conclusion, la rectification CNC est essentielle pour la fabrication et le façonnage de pièces de haute précision dans diverses industries. Ces machines de pointe permettent d'obtenir d'excellentes finitions et des tolérances serrées, ce qui est important pour les composants des secteurs de l'aérospatiale, de l'automobile et des appareils médicaux. Avec l'automatisation croissante et la demande de géométries plus complexes, la rectification CNC continue d'évoluer, garantissant efficacité et précision dans un environnement compétitif.