Matériaux d'usinage CNC - Guide simple

S'interroger sur Usinage CNC matériaux pour votre prochain projet ? Les machines CNC de Yijin Hardware coupent à peu près tout, y compris les principaux métaux et plastiques. Nous avons testé la plupart des matériaux utilisés dans les machines CNC dans notre atelier.

Ce guide est très simple. Il s'agit simplement de conseils pratiques sur ce qui fonctionne le mieux pour la fabrication de pièces. Vous découvrirez quels sont les matériaux faciles à usiner, ceux qui durent éternellement et ceux qui vous permettent d'en tirer le meilleur parti. Vous êtes au bon endroit.

Principaux enseignements

• L'aluminium est un matériau très populaire : il se découpe facilement, coûte moins cher et est très performant.
• Les matériaux durs ralentissent la coupe et usent les outils plus rapidement.
• Les plastiques techniques résistent aux produits chimiques et pèsent beaucoup moins que les métaux
• Les matériaux spéciaux comme le titane donnent des résultats étonnants lorsque les matériaux ordinaires ne suffisent pas.
• Le choix du bon matériau peut réduire considérablement vos coûts

Que peut-on réellement découper sur une machine à commande numérique ?

Une machine à commande numérique peut traiter une large gamme de matériaux. Le métal, le plastique, les composites et même certaines céramiques sont tous réalisables avec la commande numérique par ordinateur. La variété des matériaux de fabrication que vous pouvez utiliser est énorme. Chaque matériau apporte des atouts et des défis différents à votre projet d'usinage.

Des matériaux métalliques qui s'usinent comme dans un rêve

Aluminium est la superstar absolue des métaux CNC. Il est facile à usiner, ne coûte pas cher et offre une grande résistance pour son poids. Nous utilisons des qualités telles que 6061-T6 et 7075-T6 pour la plupart des travaux de précision. Les machines 6061 sont plus rapides, tandis que les 7075 sont plus résistantes. Ces matériaux courants conviennent parfaitement aux pièces uniques et aux séries de production.

L'aluminium en bref

• Aluminium 6061-T6 : Solide à 310 MPa de résistance à la traction, combat la corrosion, dureté Brinell 95-120
• Aluminium 7075-T6 : Mode bestial à 572 MPa, supporte le stress comme un champion, dureté Brinell de 150
• Aluminium 2024-T3 : Résistant à 470 MPa, super durable, plus difficile à souder

Acier inoxydable Les qualités 303, 304 et 316L résistent à la corrosion tout en restant solides. La nuance 303 contient du soufre ajouté pour faciliter la coupe, tandis que la nuance 316L, qui contient du chrome, résiste mieux aux produits chimiques agressifs. Ces métaux nécessitent des vitesses de coupe plus lentes que l'aluminium (environ 1/3 de la vitesse) et des outils plus robustes, mais ils sont incroyablement résistants à la corrosion.

Acier Les options telles que l'acier à faible teneur en carbone et l'acier allié offrent une grande résistance à l'usure et une grande solidité. De l'acier doux (1018) aux alliages plus résistants comme le 4140, ces métaux supportent les mauvais traitements comme rien d'autre. Les aciers au carbone et les aciers alliés nécessitent des machines plus puissantes et une coupe plus lente que l'aluminium, mais ils en valent la peine lorsque la durabilité est la plus importante. Les ateliers les recommandent souvent pour les pièces structurelles.

Les matières plastiques peuvent-elles être utilisées pour l'usinage CNC ?

Les matières plastiques se coupent comme du beurre et résistent mieux aux produits chimiques que les métaux, tout en pesant beaucoup moins. Le plastique ABS offre une bonne stabilité et une bonne résistance aux chocs sans nécessiter d'outils sophistiqués. Il est parfait pour les prototypes, les montages et les pièces en plastique pour lesquels vous avez besoin d'une bonne résistance sans le poids du métal.

Options plastiques disponibles pour la CNC

• Acétal (POM/Delrin): Très glissant avec un faible coefficient de frottement, résistance de 70 MPa, maintient sa forme de façon étonnante.
• PEEK: Résiste à des températures élevées jusqu'à 250 °C, résiste chimiquement à pratiquement tout.
• Nylon (PA66): Résiste à l'abrasion, absorbe un peu d'humidité, naturellement glissant
• Polycarbonate: Transparent, résistance de 65 MPa, excellente résistance à l'impact en cas de choc

L'acétal (souvent appelé Delrin) conserve parfaitement ses dimensions, présente une faible friction et résiste à l'usure comme aucun autre matériau. Sa glissance naturelle en fait un excellent choix pour les pièces de machines à commande numérique telles que les engrenages, les roulements et les composants mobiles. Lorsque nous découpons du Delrin, nous pouvons maintenir des tolérances très serrées avec un gauchissement minimal, bien qu'il faille veiller à ce que les copeaux ne retombent pas sur la pièce.

Pour petites et moyennes séries, Pour les pièces plastiques complexes, la CNC l'emporte souvent sur le moulage par injection. Alors que l'injection nécessite des moules coûteux, la CNC permet de fabriquer des composants détaillés à moindre coût et en moins grand nombre. De nombreuses entreprises utilisent les deux procédés en fonction du volume.

Quels sont les matériaux spéciaux qui permettent de réaliser les travaux les plus difficiles ?

Les alliages de titane (en particulier le Ti-6Al-4V) offrent un rapport poids/résistance exceptionnel et fonctionnent parfaitement dans le corps humain, ce qui les rend particulièrement intéressants pour les applications aérospatiales et médicales. Ils sont beaucoup plus difficiles à usiner que l'aluminium - ils nécessitent des outils de coupe spéciaux, des vitesses plus lentes (60-100 SFM) et des installations rigides. Malgré ces difficultés, les performances du titane à haute température justifient les efforts supplémentaires pour les pièces critiques.

Matériaux dotés de superpouvoirs

• Ti-6Al-4V : Très résistant (950 MPa), dureté Brinell de 334, beaucoup plus léger que l'acier.
• Inconel 718 : Mode bestial à 1375 MPa, supporte la chaleur élevée jusqu'à 700 °C, combat la corrosion comme rien d'autre
• Macor (céramique usinable) : Résistance à la flexion de 94 MPa, fonctionne à des températures allant jusqu'à 1000 °C, porosité nulle

Les composites à base de fibres de carbone pèsent beaucoup moins que les métaux tout en offrant une meilleure résistance. Utilisés dans une grande variété d'applications, de l'automobile aux équipements sportifs, ces matériaux nécessitent une manipulation particulière en raison de leur structure en couches. Des outils de coupe spéciaux et un usinage minutieux empêchent les fibres de s'arracher et garantissent des bords nets.

Les céramiques usinables comme Macor supportent la chaleur extrême, isolent l'électricité et conservent leur forme avec précision. Ces matériaux usinables fonctionnent avec des outils en carbure standard, mais nécessitent des réglages minutieux pour éviter les copeaux et les fissures. Les applications courantes comprennent les isolateurs électriques, les pièces semi-conductrices et les appareils fonctionnant à une chaleur extrême.

Comment le type de matériau modifie-t-il les exigences en matière d'usinage CNC ?

Les propriétés de votre matériau influencent directement la manière dont nous devons le couper. Les matériaux durs contenant du chrome (comme l'acier inoxydable) et du titane nécessitent des vitesses de coupe plus lentes, des outils plus résistants et des configurations plus rigides que les matériaux plus tendres et plus ductiles comme les alliages d'aluminium et les matières plastiques. Cela influe à la fois sur la durée de l'usinage et sur la vitesse d'usure des outils.

L'usinage de différents matériaux | Les bases

La conductivité thermique détermine la façon dont la chaleur se déplace pendant la coupe, ce qui affecte considérablement la durée de vie de l'outil. Les matériaux à conductivité élevée, comme l'aluminium (167 W/mK), éloignent rapidement la chaleur de l'arête de coupe, ce qui permet de couper plus rapidement. Les matériaux à faible conductivité comme le titane (6,7 W/mK) et les plastiques conservent la chaleur au point de coupe, ce qui nécessite des vitesses plus lentes et souvent un liquide de refroidissement pour éviter les dommages.

La structure d'un matériau influe sur la formation des copeaux, l'usure des outils et la régularité de la finition. Les matériaux uniformes s'usinent généralement de manière plus prévisible. Par exemple, le laiton produit de petits copeaux cassants qui se détachent facilement, tandis que les matériaux ductiles comme l'aluminium mou produisent de longs copeaux filandreux qui peuvent s'enrouler autour de l'outil et endommager la pièce.

Quels sont les matériaux utilisés par les différentes industries ?

Les pièces aérospatiales nécessitent des matériaux présentant un rapport poids/résistance exceptionnel, une résistance à la fatigue et une stabilité à haute température. L'aluminium 7075-T6, le titane Ti-6Al-4V et les alliages spéciaux comme l'Inconel sont les choix les plus courants. Ces matériaux doivent répondre à des exigences de certification strictes, y compris les spécifications AMS et une traçabilité complète des matériaux.

Normes matérielles de l'industrie - L'aide-mémoire

• Aérospatiale: AMS 4911 (Ti-6Al-4V), AMS 4928 (Ti-6Al-4V), AMS-QQ-A-250/11 (7075-T6)
• Médical: ASTM F136 (Ti-6Al-4V ELI), ASTM F1472 (Ti-6Al-4V), ASTM F138 (316L SS)
• Automobile: SAE J403 (aciers au carbone), SAE J404 (aciers alliés)
• Électronique : UL 94 V-0 (plastiques ignifuges), MIL-I-24768/27 (FR-4)

La fabrication de dispositifs médicaux nécessite des matériaux qui fonctionnent bien dans le corps humain, qui résistent à la corrosion et qui conservent leur structure. L'acier inoxydable 316L, les alliages de titane et le PEEK de qualité médicale sont souvent utilisés pour produire des implants et des outils chirurgicaux. Ces matériaux doivent être conformes aux normes ISO 13485 et nécessitent souvent des traitements de surface spéciaux.

La fabrication de tôles pour les composants automobiles nécessite des matériaux qui peuvent être soudés, qui se forment facilement et qui durent longtemps. L'acier à faible teneur en carbone offre d'excellentes propriétés de fabrication à un prix avantageux, tandis que les alliages métalliques comme l'aluminium permettent de réaliser des économies de poids. Le choix des matériaux a un impact significatif sur les processus de fabrication, de la découpe au formage.

Comment Yijin Hardware vous aide à choisir le matériau parfait

Chez Yijin Hardware, la sélection des matériaux est très simple. Nous commençons par déterminer ce que votre pièce doit faire avant même de penser aux options de matériaux. Nos ingénieurs examinent l'endroit où elle sera utilisée, les forces auxquelles elle sera soumise, les conditions de température, l'exposition aux produits chimiques et les réglementations auxquelles elle doit se conformer. Ce processus permet de s'assurer que vous obtenez le bon matériau, et pas seulement celui que tout le monde utilise.

Notre processus de sélection des matériaux

1. Définissez ce dont vous avez besoin : Déterminer ce que la pièce doit réellement faire
2. Examinez les types de matériaux : Déterminer s'il est plus judicieux d'opter pour le métal ou le plastique
3. Comparer des grades spécifiques : Adapter les propriétés des matériaux à vos besoins
4. Vérifier la fabricabilité : S'assurer que nous pouvons l'usiner efficacement
5. Tenez compte de votre budget : Trouver un équilibre entre les performances et les dépenses

Nous disposons d'une vaste base de données qui va au-delà des spécifications de base et inclut les taux d'usinabilité, les coûts et la disponibilité. Cela nous permet de trouver rapidement des matériaux qui répondent à vos besoins techniques tout en rendant la production efficace. Nous maîtrisons à la fois l'usinage CNC traditionnel et les technologies complémentaires telles que l'impression 3D pour des solutions de fabrication complètes.

Comment le choix des matériaux affecte votre portefeuille et votre calendrier

Le choix du matériau influe directement sur le coût de vos pièces. Les alliages spécialisés comme le titane peuvent coûter 5 à 10 fois plus cher que l'aluminium standard. Mais le choix du matériau n'a pas seulement un impact sur le coût total : il influe également sur le temps d'usinage, l'usure des outils et les taux de rebut. Parfois, un matériau plus cher qui s'usine plus rapidement peut en fait vous faire économiser de l'argent en réduisant le temps de production.

Ventilation des coûts des matériaux - La réalité

• Aluminium : Coupe comme du beurre, coûte moins cher, machine ultra-rapide
• Acier inoxydable : Moyennement usinable, coût moyen, usure des outils plus rapide
• Titane: Difficile à usiner, coûteux, les outils s'usent à vue d'œil.
• Plastiques techniques : Machines faciles, coût variable, usure minimale des outils

Pour les matériaux d'usinage CNC suisses, où la précision et la finition de surface sont critiques, la sélection des matériaux devient encore plus importante. Ce processus spécialisé, souvent utilisé pour de petits composants de haute précision, nécessite des matériaux qui conservent leur stabilité dimensionnelle lorsqu'ils sont usinés à partir d'une barre. Le choix des matériaux a un impact direct sur le temps de préparation, les coûts d'exploitation et l'efficacité globale de la production. Les professionnels affirment que la taille du marché des machines CNC atteindra probablement $133,8 milliards d'euros d'ici 2033. Cela signifie que les plastiques et les métaux destinés à l'usinage CNC constituent également un marché important.

Yijin Hardware | Usinage CNC professionnel

Le choix du bon matériau pour votre projet d'usinage CNC fait toute la différence entre une pièce correcte et une pièce exceptionnelle. Le matériau que vous choisissez influe sur la qualité de votre pièce, la rapidité avec laquelle nous pouvons la fabriquer, son coût et sa durée de vie. Comprendre ce que chaque matériau apporte est essentiel pour obtenir exactement ce dont vous avez besoin.

Chez Yijin Hardware, nous connaissons les matériaux de fond en comble. Notre expertise garantit que vos composants usinés par CNC atteignent le point idéal entre la performance, la fabricabilité et la valeur. Nous vous aiderons à naviguer parmi les options et à trouver la solution idéale pour votre projet, quelle que soit sa complexité. Vous êtes prêt à commencer ? Prenez contact avec nous dès aujourd'hui!

Foire aux questions - Principes de base de la sélection des matériaux

Quels sont les matériaux les plus faciles à usiner sur une CNC ?

L'aluminium 6061-T6 est de loin le matériau le plus populaire, car il est très facile à usiner, offre une bonne résistance pour son poids et ne coûte pas cher. Parmi les autres matériaux faciles à usiner, citons le laiton (qui se coupe encore plus rapidement que l'aluminium), l'acétal (Delrin) et le plastique ABS. Ces matériaux permettent des coupes nettes, conservent bien leurs dimensions et n'usent pas rapidement les outils par rapport à des options plus dures comme l'acier inoxydable ou le titane.

Dois-je choisir le métal ou le plastique pour mon projet ?

Choisissez le métal lorsque vous avez besoin d'une grande solidité, d'une résistance à la chaleur, d'une conductivité ou d'une durabilité dans des environnements difficiles. Choisissez le plastique lorsque le poids, la résistance chimique, l'isolation électrique ou les économies sont les plus importants. Pour les applications complexes, essayez d'utiliser à la fois le métal et le plastique - le métal pour les pièces structurelles et le plastique pour les interfaces ou les boîtiers - afin d'obtenir le meilleur des deux mondes tout en minimisant leurs inconvénients.

Quels sont les matériaux qui conviennent le mieux aux différentes méthodes de fabrication ?

Les alliages d'aluminium conviennent parfaitement à de nombreux processus de fabrication, notamment l'usinage CNC, la fabrication de tôles et l'extrusion. En ce qui concerne les options plastiques disponibles, l'ABS et le polycarbonate conviennent aussi bien à l'usinage CNC qu'au moulage par injection, bien qu'il faille parfois modifier la conception lors du passage d'un processus à l'autre. Le cuivre est un excellent conducteur qui fonctionne bien dans de nombreuses méthodes de fabrication, tandis que les élastomères adaptés à la fois au prototypage et à la production offrent une grande souplesse d'un processus à l'autre.

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