L'usinage CNC 5 axes est un processus de fabrication polyvalent dans lequel l'outil se déplace dans cinq directions différentes pour façonner le matériau. Cette technique multi-axes utilise des mouvements le long des axes X, Y et Z, ainsi que la rotation autour des axes A et B.
Avec l'usinage 5 axes, les pièces peuvent être usinées sous tous les angles en une seule opération, ce qui réduit la nécessité de repositionner la pièce. Cela permet non seulement de gagner du temps, mais aussi de garantir une grande précision, ce qui en fait un outil idéal pour la production de pièces complexes aux détails délicats.
Le "5" dans 5 axes fait référence à l'ajout de deux axes supplémentaires aux trois axes traditionnels (X, Y et Z) utilisés dans l'usinage CNC standard. Le quatrième axe, appelé axe A, permet la rotation autour de l'axe X, tandis que le cinquième axe, appelé axe B, permet la rotation autour de l'axe Y.
Ce mouvement supplémentaire améliore les capacités de la machine, permettant des coupes plus complexes et des géométries plus complexes.
L'usinage 5 axes sur une machine CNC combine trois axes linéaires (X, Y et Z) et deux axes de rotation (A et B), ce qui permet de créer des pièces aux détails et aux géométries complexes. L'ajout d'un cinquième axe permet aux ingénieurs et aux machinistes de travailler sur plusieurs faces d'une pièce en une seule fois, ce qui rationalise le processus de production.
Cette méthode est rentable et permet de gagner du temps, de réduire les délais de fabrication et d'accélérer la mise sur le marché des produits. La vitesse et la précision globales dépendent du type et de la configuration de la machine CNC.
Une machine CNC à 5 axes fonctionne en grande partie automatiquement, avec une intervention manuelle minimale. Elle utilise des outils de coupe rotatifs pour façonner le matériau placé sur la plate-forme de la machine, ce qui permet une coupe précise, à angles multiples et avec une grande exactitude.
Cependant, le positionnement du matériau sur la plate-forme de la machine est la dernière étape du processus d'usinage CNC à 5 axes. Le processus commence par la création d'un modèle CAO de la pièce, qui est ensuite converti en CAM. La FAO, ou fabrication assistée par ordinateur, est un logiciel qui génère le langage de programmation CNC connu sous le nom de code G.
L'étape suivante consiste à télécharger le code G dans la machine CNC à 5 axes. Ce code est crucial car il fournit des instructions précises sur le parcours de l'outil et sélectionne les outils appropriés pour l'usinage de la pièce.
Obtenir un devisLes machines CNC à 5 axes peuvent réduire considérablement le temps de production et améliorer votre processus de fabrication. Ces machines existent en différents types pour répondre aux exigences de l'industrie manufacturière, qui évolue rapidement. L'une des principales caractéristiques des machines CNC à 5 axes est la configuration de leurs axes rotatifs.
Dans ce type de machine CNC à 5 axes, les axes rotatifs sont situés dans la tête de la machine. Comme la tête de la broche se déplace alors que la pièce reste immobile sur une table fixe, le risque d'interférence avec l'outil est minime. Cette conception permet à l'outil de coupe de se déplacer librement autour de la pièce, ce qui la rend idéale pour l'usinage de grands composants. Cependant, le mouvement le long des axes rotatifs est quelque peu limité par rapport à d'autres conceptions.
Dans cette configuration de machine CNC à 5 axes, les deux axes rotatifs sont répartis entre la tête et la table rotative. La tête contient un axe rotatif avec une amplitude de mouvement limitée, tandis que la table rotative offre un mouvement illimité.
L'un des principaux avantages de cette configuration est la rotation continue de la pièce à usiner, qui permet une plus grande flexibilité sans craindre d'atteindre les limites de mouvement. Cependant, comme la pièce est fixée sur la table rotative, la conception de la machine limite la taille et la quantité de pièces pouvant être usinées en même temps.
Dans cette conception de machine CNC à 5 axes, les deux axes rotatifs sont positionnés sur la table. Alors que l'axe rotatif a une amplitude de mouvement limitée, l'axe rotatif peut se déplacer librement. Cette configuration est particulièrement efficace pour l'usinage des contre-dépouilles et des caractéristiques complexes.
Cependant, la configuration Table/Table a une enveloppe de travail plus petite que les autres configurations. Elle fonctionne à une vitesse plus lente en raison de l'absence de moteurs puissants que l'on trouve dans d'autres types de machines. En outre, elle n'est pas adaptée à l'usinage de pièces lourdes ou de grande taille, car la capacité de charge de la table est limitée.
Grâce aux deux axes supplémentaires, les machines CNC à 5 axes peuvent facilement produire des formes et des conceptions complexes. Elles permettent d'usiner des angles et des courbes difficiles qui nécessitaient auparavant plusieurs dispositifs de fixation spécialisés. De plus, la capacité de la machine à faire tourner la pièce en une seule opération élimine le besoin de montages supplémentaires ou de configurations complexes, ce qui la rend plus efficace et plus précise.
Obtenir un devisL'usinage traditionnel nécessite souvent de multiples réglages, ce qui augmente le risque de désalignement et d'erreurs. En revanche, l'usinage CNC à 5 axes minimise le besoin de repositionnement, ce qui garantit une plus grande précision et de meilleures tolérances. En outre, des outils de coupe plus courts peuvent être utilisés dans certaines configurations, ce qui améliore la longévité de l'outil et maintient une qualité constante.
Le réglage d'une machine CNC à 5 axes est beaucoup plus simple que celui d'une machine à 3 axes. En effet, la machine à 5 axes peut usiner cinq surfaces en une seule opération, ce qui élimine la nécessité de procéder à plusieurs réglages. Elle permet également d'usiner efficacement des pièces complexes et profilées sans avoir à repositionner la pièce.
Avec l'usinage CNC à 5 axes, l'outil de coupe peut s'approcher de la pièce sous des angles optimaux, ce qui permet d'obtenir une finition de surface plus lisse. La possibilité d'utiliser des outils de coupe plus courts réduit les vibrations, évite les marques d'outils et améliore l'aspect général de la pièce finie. En outre, elle permet une meilleure utilisation de la broche lors de l'usinage de surfaces angulaires.
L'usinage CNC à 5 axes réduit considérablement le temps d'usinage et le temps de traitement auxiliaire. Grâce à sa large gamme de vitesses de broche et à ses vitesses d'avance flexibles, il permet une coupe puissante et efficace. Alors que l'usinage 5 axes entre dans l'ère de la fabrication à grande vitesse, les mouvements rapides, le positionnement précis et les capacités de coupe rapide raccourcissent considérablement le cycle de production des pièces semi-finies.
Le prix d'une machine CNC à 5 axes est nettement plus élevé que celui d'une machine standard à 3 axes. En outre, le logiciel spécialisé nécessaire à l'utilisation de la machine vient s'ajouter à la dépense globale. En outre, les coûts de maintenance et de réparation sont également plus élevés, ce qui fait de l'investissement initial un défi majeur pour de nombreux fabricants.
Contrairement aux machines traditionnelles à 3 axes, la programmation de l'usinage CNC à 5 axes est plus compliquée en raison de l'ajout de deux axes de rotation. Les programmeurs doivent soigneusement tenir compte du mouvement de chaque axe pour éviter les collisions et obtenir un usinage précis. L'obtention d'une finition de surface de haute qualité et de tolérances serrées nécessite des compétences de programmation avancées et de l'expérience.
L'utilisation d'une machine CNC à 5 axes fait appel à une technologie avancée et à des opérations complexes. Par conséquent, un machiniste hautement qualifié et expérimenté est nécessaire pour utiliser pleinement les capacités de la machine. Cependant, l'embauche d'opérateurs qualifiés s'accompagne de coûts de main-d'œuvre plus élevés, ce qui peut encore accroître les dépenses de production.
L'usinage CNC 5 axes est capable de produire une large gamme de pièces, présentant généralement des géométries complexes et des formes détaillées. Vous trouverez ci-dessous des exemples de pièces pouvant être fabriquées à l'aide de l'usinage à 5 axes.
Obtenir un devisLes pièces à surface complexe sont couramment utilisées dans des secteurs tels que l'aviation, l'aérospatiale et l'électronique. La production de ces surfaces complexes avec des machines CNC standard peut s'avérer difficile. L'usinage 5 axes est capable de produire des géométries complexes telles que des surfaces sphériques, des pales de moteurs à turbine, des hélices marines et des roues à aubes.
L'usinage CNC à 5 axes est particulièrement efficace pour la fabrication de composants de drones et de pièces en forme de disque. Il excelle dans l'usinage de composants plats avec des trous de distribution ou radiaux, tels que les couvercles de moteurs de machines. Le choix d'un centre d'usinage horizontal ou vertical dépend de la direction spécifique des trous à réaliser.
Les pièces en forme de boîte sont difficiles à produire avec les méthodes d'usinage traditionnelles en raison de la nécessité de multiples réglages et alignements. Les machines à 5 axes simplifient le processus en travaillant sur plusieurs surfaces à la fois, ce qui permet d'obtenir une plus grande précision et une meilleure efficacité lors de l'usinage de pièces en forme de boîte.
Les pièces de forme spéciale, caractérisées par des formes irrégulières, peuvent être difficiles à usiner avec les méthodes conventionnelles. Ces pièces, qui peuvent présenter des surfaces et des lignes mixtes, sont difficiles à serrer et à contrôler pendant l'usinage. Cependant, les machines CNC à 5 axes
De nombreuses personnes ignorent les distinctions entre l'usinage 5 axes et l'usinage 3+2 axes, ainsi que les différences entre les commandes numériques 3 axes, 4 axes et 5 axes. Dans l'usinage 5 axes, l'outil de coupe tourne continuellement le long des cinq axes.
En revanche, l'usinage 3+2 axes suit un programme à 3 axes tandis que l'outil de coupe est fixé à un angle spécifique, déterminé par les deux axes rotatifs.
Le principal avantage de l'usinage 5 axes par rapport à l'usinage CNC 3+2 axes est sa rapidité. En effet, l'usinage 3+2 axes nécessite des arrêts et des démarrages constants pour ajuster l'orientation de l'outil, alors que l'usinage CNC 5 axes peut accomplir la tâche en une seule opération continue.
De nombreux opérateurs ignorent tout le potentiel d'une machine CNC à 5 axes. Voici quelques stratégies pour vous aider à maximiser ses capacités :
Avant d'utiliser une fraiseuse CNC à 5 axes, il est essentiel de recueillir des données de conception précises et correctes. Il est essentiel de vérifier le processus de conception avant de convertir le modèle CAO en logiciel de FAO. Une fois les informations confirmées, le choix du logiciel CAO/FAO et des commandes appropriés permettra d'obtenir les résultats souhaités. Les logiciels de simulation peuvent contrôler des aspects tels que la taille de la pièce, la longueur de l'outil et les interférences, garantissant ainsi des résultats optimaux. En outre, l'utilisation de ces informations vous permet d'effectuer une analyse des coûts afin de choisir l'approche la plus rentable pour le projet.
L'utilisation d'un mauvais outil peut entraîner une augmentation des erreurs, une usure rapide de l'outil, voire une rupture en cours d'usinage, ce qui affecte les coûts de production et la qualité du produit. Un système de détection d'outils peut aider en analysant l'outil sélectionné pour s'assurer qu'il est le bon pour le travail, réduisant ainsi le risque d'erreurs et améliorant la précision de l'usinage.
Les collisions peuvent endommager des pièces ou des machines. Heureusement, les logiciels de détection des collisions peuvent aider à éviter cela. En simulant le processus d'usinage, le logiciel identifie les collisions potentielles avant qu'elles ne se produisent, ce qui vous permet d'ajuster la conception en conséquence. Parmi les outils les plus utilisés pour la détection des collisions, citons Predator et ModuleWorks, qui permettent de garantir des opérations plus fluides et sans erreur.
L'usinage CNC à 5 axes offre de nombreux avantages aux industries, notamment la réduction des erreurs humaines, l'amélioration de la qualité des produits et l'obtention de résultats cohérents. Différents secteurs utilisent ce processus d'usinage pour fabriquer leurs produits et leurs composants, les principales industries étant les suivantes :
Obtenir un devisLa précision et l'exactitude sont essentielles dans le domaine médical, où toute défaillance d'une pièce peut avoir des conséquences graves lors d'opérations chirurgicales, de tests ou de diagnostics. L'usinage CNC à 5 axes est largement utilisé dans la production d'équipements de recherche médicale, de machines IRM, d'implants chirurgicaux, d'instruments médicaux et d'orthèses.
L'électronique fait partie intégrante de la vie quotidienne et se retrouve dans les produits commerciaux et de consommation. L'usinage CNC à 5 axes permet de créer les plus petits composants essentiels à la fonctionnalité des appareils électroniques. Il est utilisé pour la fabrication de boîtiers électroniques, de semi-conducteurs, de matériel, de lamelles métalliques, de dissipateurs thermiques et de cartes de circuits imprimés.
Dans le secteur de l'énergie, les pièces doivent répondre à des normes extrêmement précises pour éviter les défaillances catastrophiques. Des pièces mal adaptées peuvent provoquer des pannes de système, entraînant d'importantes pertes de revenus. L'usinage 5 axes est utilisé pour produire des composants critiques tels que des forets, des pistons, des tiges, des cylindres et des soupapes, afin de garantir le bon déroulement des opérations de l'industrie.
L'industrie aérospatiale exige des pièces aux formes complexes et aux arêtes profilées. Les géométries complexes et les tolérances exigeantes de ce secteur font de l'usinage 5 axes le choix privilégié. Cette technologie est essentielle pour produire des composants de haute qualité qui répondent aux normes strictes de l'industrie aérospatiale.
L'usinage CNC à 5 axes simplifie le processus de fabrication, le rendant plus rapide et plus rentable, tout en améliorant la précision et l'exactitude. Toutefois, pour maximiser les avantages de ce processus, il est essentiel de disposer d'une expertise.
WayKen est un leader mondial des services d'usinage CNC. Grâce à nos machines CNC 5 axes de pointe, nous fournissons des pièces de haute qualité à des prix compétitifs et dans des délais rapides.
Au-delà de l'usinage 5 axes, nous offrons une large gamme de solutions d'usinage. WayKen a toujours été à la pointe des avancées technologiques. Si vous avez des questions ou si vous avez besoin d'un service d'usinage 5 axes de précision, n'hésitez pas à nous contacter ou à demander un devis.
L'usinage CNC à 5 axes permet de créer des pièces complexes avec d'excellents états de surface. Si l'investissement initial peut être élevé, ce procédé permet en fin de compte de gagner du temps et de réduire les coûts au fil du temps. Sa précision et sa capacité à produire des composants détaillés en font une solution précieuse pour diverses industries, notamment l'aérospatiale, l'électronique et le secteur médical.
Les machines CNC à 5 axes utilisent principalement le code G, qui est un langage de programmation standardisé fournissant des instructions pour contrôler le mouvement de l'outil de coupe de la machine.
L'usinage CNC à 5 axes peut s'adapter à une large gamme de matériaux. Les matériaux courants sont les métaux tels que l'aluminium, le laiton, le cuivre, le titane et l'acier, ainsi que les plastiques tels que le polypropylène, l'ABS, le polycarbonate (PC), le nylon et le POM.
