Vidéo source : Biesse
Une fraiseuse CNC, qu'est ce que c'est ?
Une fraiseuse numérique, aussi appelée fraiseuse CNC (CNC milling machine) est une machine-outil industrielle ayant pour but la conception de pièces sur divers matériaux par enlèvement de matière à l'aide d'un outil coupant nommé fraise. En dehors de cet outil qui lui a donné son nom, une fraiseuse peut également être équipée de foret, de taraud ou d'alésoir. . Très largement utilisée pour la coupe de précision sur tout type de bois (bois brut, contreplaqué, aggloméré, MDF) ou matériaux plastiques (PMMA, PEHD, Polycarbonate, PVC...) elle permet également de réaliser grâce à divers forets et fraises des évidages, perçages et taraudages.
Toutes ces opérations s'effectuent automatiquement via un programme informatique rentré sur la machine-outil comprenant les diverses taches d'usinages à appliquer sur un tracé donné.
La fraiseuse numérique s'avère être la meilleure solution d'usinage pour la réalisation de pièces complexes en série raisonnable grâce à sa polyvalence d'usinage. Que ce soit des pièces techniques de hautes précisions ou décoratives la fraiseuse numérique peut réaliser : perçage, fraisage, découpe, gravure, chanfrein...
Quels avantages et quels matériaux au fraisage numérique ?
Un des principaux avantages de la fraiseuse CNC est sa polyvalence, une centaine d'outils différents peuvent être monté sur la machine selon les besoins d'usinage et permettent de travailler sur des épaisseurs de matière pouvant aller de 1mm jusqu'à 80mm, sur une pluralité de support.
Les matériaux tendres issus ou dérivés du bois (l'aggloméré, le MDF, le contreplaqué), les matériaux composites comme le TRESPA ou la résine ainsi que les plastiques (Acryliques, Plexiglas, PMMA, Polycarbonate, Polyéthylène, POM, PEHD) sont les principaux à être usiné sur les fraiseuses numériques, certaines machines-outils permettent même d'usiner les tôles de métaux.
L'usinage par fraiseuse numérique offre donc de nombreuses possibilités techniques et esthétiques grâce aux multiples options de finitions. Contrairement à la découpe jet d'eau ou la découpe au laser dont les options sont généralement limitées à des coupes verticales sur la matière, la multitude de forêts, outils de perçages et fraises inclus dans cette unité d'usinage numérique offrent une pluralité d'options et de finitions sur les pièces à réaliser. On peut parler notamment des variations d'angles de coupes ou de reprise d'angles avec une finesse d'usinage sur les pièces produites qui permettent par exemple de réaliser des moulure.
Certaines fraiseuses CNC permettent même la réalisation d'alésage (usiner avec précision l’intérieur d'un cylindre ou d'une pièce creuse), une étape qui intervient après un perçage d'ébauche et permettant d'avoir une surface homogène sans bavures via un alésoir ou un foret.
La fraiseuse numérique est la solution de découpe idéale pour la réalisation de pièces plastiques de précision ou des découpes de bois avec des formes esthétiques spécifiques. Que ce soit dans le domaine de la décoration d'intérieur sur mesure, avec la réalisation de meubles sur mesure ou de panneau de décorations, ou dans divers domaines d'industrie (comme l'aéronautique ou la mécanique de précision) elle permet la production de pièces finies ne nécessitant pas ou peu de finition manuelle (évitant ainsi d'avoir besoin de sous-traitance).
L'usinage par fraisage permet la réalisation de supports mécaniques, de caissons, de mobilier... Nous pouvons usiner la plupart des matériaux à la fraiseuse à l’exclusion des métaux.
Comment fonctionne une fraiseuse CNC ?
Il existe de nombreux modèles de fraiseuses numériques, de taille et de fonctionnalités significativement différentes en trois, quatre ou cinq axes en fonction de leur utilisation. Ainsi, nous parlerons plus spécifiquement sur la catégorie correspondant à la Biesse Rover A FT que nous utilisons à Mp Jet d'eau, à savoir une fraiseuse CNC industrielle trois axes (X, Y et Z ) grand format.
Cette machine multi-outils doit son nom aux fraises, ces embouts de découpes dotées d'arêtes tranchantes servant à enlever de la matière une fois mis en haute vitesse de rotation.
La fraiseuse numérique se constitue d'un grand support fixe, généralement une grande table à aspiration amplement dimensionnée permanentant le maintient ferme des plaques de matières a usiner. Au-dessus de cette zone de découpe se déplace, via un système de guidage linéaire sur rails, le gros de la machine-outil qui comprend :
- Une électrobroche (broche motorisée), un outil d’acier rotatif qui vient s'équiper d'embouts spécifiques, très majoritairement des fraises, mais aussi des tarauds ou des alésoirs, pour ensuite usiner la matière avec une précision optimale.
- Un magasin à outils, ou viennent se ranger toutes les fraises, agrégats et pointes de gravure qui seront utilisés lors de l'usinage.
- Une hotte d'aspiration permettant le nettoyage de la table et l'aspiration des copeaux ou poussières de matières générés par les taches d'usinages de la fraiseuse.
- Généralement un bloc de perçage, situé près de l' électrobroche, un sous-ensemble complémentaire à cette dernière avec des forêts et tarauds de différents diamètres pour l'usinage.
Parfois, en complément du bloc machine de la fraiseuse, un bac de déchargement et/ou de chargement est installée afin de faciliter la manipulation des plaques de matières usinées, notamment dans le cas de réalisation de pièces en grande série. Un panneau de contrôle informatique permettant de rentrer les programmes de commande d'usinage et de régler les paramètres de la machine CNC nécessaires à la réalisation d’une pièce ou d'une série de pièces.
Chaque unité d'usinage de la machine est contrôlée par le logiciel machine et le programme numérique. Le premier gère automatiquement les divers mouvements et taches de la machine-outil, comme l’optimisation des trajectoires de sa découpe, et le deuxième vient définir l’ordre des taches à exécuter et défini les vitesses d'usinage et de déplacement en fonction de la matière.
Divers paramètres sur la fraiseuse numérique permettent d'automatiser les taches et d'optimiser la réalisation de pièces afin d'avoir une meilleure rapidité de découpe sans perdre la haute qualité de la pièce finie.
L’industrie
L'usinage par fraisage permet la réalisation de supports mécaniques, de caissons, de mobilier...
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