Avec l'évolution continue de l'industrie du développement de produits, l'usinage de prototypage CNC s'est imposé comme l'épine dorsale de la numérisation des concepts en prototypes tangibles. Que vous travailliez dans l'ingénierie ou la conception de produits, ou que vous soyez le fondateur d'une startup, ce processus peut être appris ; il est donc possible de raccourcir les cycles de développement, de les rendre plus précis et d'économiser de l'argent.

Selon l'un des rapports de Statista pour la CNC a prouvé que Le marché de l'usinage CNC sera $128,41 milliards d'euros de marché au cours de l'année 2030, largement tirée par prototypage et production limitée. Par ailleurs, un autre rapport d'enquête a montré que Plus de 90 pour cent des processus de fabrication aérospatiale utilisent l'usinage CNC de précision.

Cela montre l'importance et la progression graduelle de ce marché au fil du temps. Ainsi, dans cet article de blog, nous essayons de discuter chaque détail de Prototypage et usinage CNCLes principaux avantages, les meilleurs matériaux, les approches de conception nécessaires et la manière dont ce système d'usinage contrôlé par ordinateur joue un rôle important dans l'environnement de haute précision d'aujourd'hui.

Qu'est-ce que l'usinage de prototypage CNC et comment l'utiliser ?

L'usinage de prototypage à commande numérique par ordinateur (CNC) implique l'utilisation de machines contrôlées par un logiciel pour fabriquer des prototypes à partir de plans numériques. L'usinage de prototypage CNC consiste à retirer des matériaux d'un bloc solide par fraisage, découpage ou perçage, ainsi que par d'autres options, à l'aide d'une machine à découper et à raser le métal sous le contrôle de programmes informatiques (CA-Code).

Cette technique présente un grand nombre d'avantages pour le prototypage en raison de ses caractéristiques :

• Vitesse : Il est possible de réaliser des prototypes fonctionnels en quelques heures.
• Précision : Ce procédé permet d'obtenir des tolérances très étroites, de l'ordre de ±0,005 pouce.
• Polyvalence des matériaux : Des plastiques aux métaux durs comme l'aluminium, en passant par l'usinage CNC du bronze.

Trouver une idée : Pourquoi utiliser la CNC pour le prototypage ?

Par rapport aux Impression 3D ou le prototypage manuel classique, l'usinage de prototypage CNC a ses avantages :

1. Précision dimensionnelle

Grâce à l'usinage CNC de haute précision, les tolérances peuvent être aussi faibles que 0,01 mm, ce qui est parfait pour les pièces d'ingénierie.

2. Réalisme matériel

Usinage CNC permet de construire des prototypes à partir du matériau qui sera utilisé pour la fabrication, ce qui facilite l'évaluation réaliste des caractéristiques mécaniques telles que la durabilité et la résistance à l'usure.

3. Répétitivité

Une fois qu'une conception spécifique a été réalisée, elle peut être reproduite mois après mois avec le même codage.

4. Des itérations plus rapides

Il est facile d'apporter rapidement des modifications à la conception sans devoir repartir à zéro.

Matériaux populaires pour le prototypage CNC

Le choix des matériaux est essentiel pour la réussite d'un prototype. Voici les principaux matériaux qui sont généralement choisis pour l'usinage de prototypes CNC :

Principaux métaux et plastiques utilisés dans le processus d'usinage CNC

• Aluminium : Léger et très facile à usiner.
• Acier : Parfait pour les pièces structurelles, car il est solide et résistant à la chaleur.
• Laiton et Usinage CNC du bronze: Excellent pour la conductivité électrique et la protection contre la corrosion.
• ABS : Idéal pour les prototypes de produits de consommation.
• Delrin (POM) : Grande rigidité et faible frottement.
• Nylon : Idéal pour les pièces soumises à des contraintes.

Saviez-vous que

Le prototypage CNC L'usinage présente un bon équilibre entre la résistance et l'usinabilité, ce qui le rend idéal pour les prototypes qui doivent être durables.

Types d'usinage CNC dans l'usinage de prototypes.

1. Fraisage CNC

Les machines multi-axes découpent la pièce dans un bloc solide à l'aide d'outils de coupe rotatifs.

2. Tournage CNC

Un matériau malléable permet à l'outil de coupe d'en façonner l'extérieur, ce qui le rend adapté à la création de pièces cylindriques.

3. Conception de la découpe CNC

Avancé Conception de la découpe CNC sont impliqués dans les aspects fonctionnels et esthétiques, particulièrement applicables aux pièces légères et à certaines caractéristiques de surface.

4. Finition de surface

Les processus de finition - polissage, anodisation et microbillage - permettent de s'assurer que la finition du prototype est proche de celle du produit fini.

Conseils pour un prototype CNC réussi

Voici quelques conseils très utiles et fructueux pour obtenir le meilleur résultat possible lors de l'usinage d'un prototype CNC. Il s'agit notamment de : 

Optimisez votre conception CAO

Ajoutez des pièces en filets, réduisez les poches profondes, respectez la taille normale des trous et essayez d'éviter de trop dépenser.

Choisir judicieusement le matériau

Pour les essais fonctionnels, choisissez des métaux qui sont couramment utilisés dans les produits finis, comme l'aluminium ou le bronze. Il est possible que vous découvriez que les plastiques suffisent lorsque la forme et l'ajustement sont les objectifs.

Communiquer les tolérances

Définir des tolérances fortement limitées pour les zones fonctionnellement vitales et introduire des normes flexibles pour les autres pièces afin de minimiser les coûts et de réduire le temps d'usinage.

Pour une conception conviviale de l'usinage CNC.

Veillez à ce que la conception aide l voie souhaitée de l'outil pour la production. Évitez les fonctions complexes et inaccessibles qui nécessiteraient des configurations supplémentaires.

Diverses industries et utilisation des pièces d'usinage CNC 

Pièces d'usinage CNC n'est pas seulement utilisé pour les prototypes complets, mais aussi pour les pièces vitales qui font l'objet d'essais et d'une validation avant la production.

• Prototypes aérospatiaux : Pièces légères en aluminium de haute précision.
• Dispositifs médicaux : Les prototypes fonctionnels et stérilisables sont fabriqués en acier inoxydable.
• Électronique grand public : La fabrication CNC permet d'obtenir des boîtiers, des supports et des systèmes internes avec des conceptions de coupe très raffinées.

Problèmes courants et comment les résoudre

• Augmentation du temps de retard : Établir des partenariats avec des ateliers CNC locaux offrant des solutions de prototypage rapide.
• Coûts de dépassement : Réduire les coûts en optimisant les conceptions et en utilisant des matériaux de taille standard.
• Modèles mal alignés : Éviter les mauvaises pratiques grâce à une coopération étroite avec les ingénieurs de la CNC pour la fixation des tolérances.
• Défauts de surface : Traiter les surfaces à l'aide de procédés tels que le microbillage après l'usinage.

Conclusion

Nous pouvons donc affirmer que l'usinage de prototypes CNC présente d'incroyables avantages, allant de processus de développement rapides à des tests d'ingénierie très précis. Cela permet d'établir un lien direct entre les modèles numériques et les résultats tangibles, ce qui accélère le processus d'apprentissage, du concept au lancement du produit.

Qu'il s'agisse d'aérospatiale, de biens de consommation ou d'utilisation industrielle, l'introduction de l'usinage CNC de précision dans votre processus garantit la fiabilité et l'efficacité de votre processus à chaque étape de la très importante phase de prototypage.

FAQ

1. Quel est le délai de livraison de base du processus d'usinage de prototypes CNC ?

Le délai de réalisation peut varier en fonction de la partie laborieuse, généralement dans un délai de 2 à 5 jours ouvrables pour les choses faciles.

2. Peut-on produire des pièces en plastique par prototypage CNC ?

Indubitablement, les matériaux ABS, Nylon et Delrin sont couramment usinés dans le cadre de la procédure de prototypage.

3. Combien de tolérances l'usinage CNC a-t-il ?

Les tolérances standard pour les pièces usinées par CNC sont de ± 0,005 pouce, mais de nombreuses applications exigent une capacité d'usinage encore plus précise.

4. Les coûts des machines de prototypage CNC sont-ils supérieurs à ceux de l'impression 3D ?

Bien qu'un prix plus élevé soit un jeu où l'on donne un peu pour obtenir beaucoup pour des formes simples, le prototypage CNC offre une précision exquise et un grand nombre d'options de matériaux, ce qui est essentiel pour les produits qui doivent être produits à l'échelle industrielle.

5. Peut-on usiner du bronze pour des pièces prototypes ?

Absolument. Le bronze est le matériau idéal pour une machine CNC si l'on veut que les pièces soient durables, résistantes à la corrosion et d'un aspect agréable.