Guide de sélection des matériaux d'usinage CNC : comment choisir

L'usinage CNC peut produire des pièces à partir de presque n'importe quel métal ou plastique. En tant que tel, la gamme de matériaux à partir desquels les pièces peuvent être produites via le fraisage et le tournage CNC est vaste, et l'usinage CNC offre une grande variété de matériaux. Que vous pensiez au métal, au plastique, au bois ou à la mousse, il est important de comprendre les avantages et les meilleures utilisations de chaque matériau disponible. Un faux mouvement, et boum : perte de temps et d’argent. Mais ne vous inquiétez pas, nous avons ce qu'il vous faut. Ce guide vous expliquera tout ce que vous devez savoir pour choisir le matériau parfait, à chaque fois.

Facteurs à prendre en compte lors du choix des matériaux d'usinage CNC

Choisir le bon matériau pour votre projet d'usinage CNC est essentiel à sa réussite. Il s'agit d'une évaluation minutieuse où plusieurs facteurs doivent être équilibrés pour atteindre le résultat souhaité. Chaque matériau possède des propriétés uniques qui le rendent adapté à des applications spécifiques. Pour garantir des résultats optimaux, tenez compte des facteurs clés suivants :

Utilisation du produit

Tout en obtenant les exigences du produit auprès des clients, demandez-leur où le produit sera utilisé. Renseignez-vous sur l'environnement dans lequel la pièce fonctionnera ou fonctionnera. Chaque matériau possède des propriétés différentes et est utilisé pour des applications dédiées. Ainsi, en fonction de l'application de la pièce, les matériaux présentant les propriétés physiques et chimiques les plus adaptées sont choisis.

Tolérances dimensionnelles

Sélectionnez un matériau offrant une excellente formabilité et une fabrication facile. Étant donné qu'un matériau offre une plus grande usinabilité, il est plus facile d'atteindre des exigences de tolérances strictes.

Les exigences de tolérance dépendent de l'industrie particulière, car chaque secteur exige des tolérances différentes. Par exemple, les secteurs de l’aérospatiale et du médical exigent une fabrication de pièces de très haute précision. Ils nécessitent donc de plus grandes tolérances dimensionnelles.Le choix de matériaux avec des tolérances dimensionnelles précises est primordial pour une haute précision, une rentabilité et une réalisation parfaite et dans les délais du projet.

Charge de contrainte

La charge de contrainte signifie la robustesse de la pièce. Elle est estimée en fonction de l'application du produit. Une fois que vous avez évalué la contrainte de charge, sélectionnez un matériau dont la capacité portante correspond le mieux. La charge de contrainte doit être calculée avec soin. Cela pourrait être critique dans certaines industries.

Coût du matériel

Le coût est le principal facteur affectant l’ensemble du processus de sélection des matériaux d’usinage CNC. Considérez le matériau dont les attributs correspondent le mieux aux exigences. Mais d’un autre côté, il devrait s’agir d’une solution rentable ou moins chère.

Disponibilité du matériel

La disponibilité du matériel est un gros problème lorsque l'on arrive à le savoir au milieu d'un projet de production en série, surtout lorsque le matériel est épuisé et n'est plus en stock. Le service des achats doit garantir la disponibilité avant de finaliser tous les détails du projet.

Matériaux d'usinage CNC populaires et leurs propriétés

Maintenant que vous savez quoi prendre en compte, explorons quelques matériaux d'usinage CNC populaires et leurs caractéristiques uniques. Considérez ceci comme votre aide-mémoire pour trouver la solution idéale pour votre projet :

Métaux ：

1.Aluminium

 Léger, résistant à la corrosion et facile à usiner, l’aluminium est un choix polyvalent pour diverses applications. Il est souvent utilisé dans l’aérospatiale, l’automobile et les biens de consommation. Pensez aux cadres de vélo légers ou aux boîtiers électroniques élégants.

Il existe plusieurs qualités d'aluminium, mais toutes ne sont pas idéales pour une utilisation dans l'usinage de pièces et de produits CNC. Malgré cela, les nuances d'aluminium comme l'aluminium 6061 et 7075 sont hautement usinables et souvent utilisées dans la production de pièces où le poids est un facteur à prendre en compte, comme les pièces de moteurs automobiles et les cadres aérospatiaux. Ces catégories d'aluminium trouvent également des applications dans l'électronique grand public, la construction et l'industrie médicale. Décomposons les différents types d'alliages d'aluminium :

● Aluminium 6061 est l’alliage d’aluminium d’usage général le plus courant, avec un bon rapport résistance/poids et une excellente usinabilité.

● Aluminium 6082 a une composition et des propriétés matérielles similaires à celles du 6061. Il est plus couramment utilisé en Europe (car il est conforme aux normes britanniques).

● Aluminium 7075 est l'alliage le plus couramment utilisé dans les applications aérospatiales où la réduction de poids est essentielle. Il possède d'excellentes propriétés de fatigue et peut être traité thermiquement pour obtenir une résistance et une dureté élevées, ce qui le rend comparable aux aciers.

● Aluminium 5083 a une résistance supérieure à celle de la plupart des autres alliages d'aluminium et une résistance exceptionnelle à l'eau de mer. Cela le rend optimal pour les applications de construction et marines. C’est également un excellent choix pour le soudage.

2. Acier inoxydable

Avec une excellente résistance à la corrosion, l’acier inoxydable est parfait pour les environnements difficiles et les applications nécessitant de l’hygiène. C'est un choix populaire pour les dispositifs médicaux, les équipements de transformation des aliments et les composants marins. Imaginez des instruments chirurgicaux ou des ustensiles de cuisine durables.

● Acier inoxydable 304 est l’alliage d’acier inoxydable le plus courant. Il possède d'excellentes propriétés mécaniques et une bonne usinabilité. C'est  résistant à la plupart des conditions environnementales et aux milieux corrosifs.

● Acier inoxydable 316 est un autre alliage d'acier inoxydable courant avec des propriétés mécaniques similaires à celles du 304. Il présente cependant une résistance à la corrosion et aux produits chimiques plus élevée, en particulier aux solutions salines (par exemple l'eau de mer), il est donc souvent meilleur pour faire face à des environnements plus difficiles.

● Acier inoxydable 2205 Le duplex possède la résistance la plus élevée (deux fois celle des alliages d’acier inoxydable courants) et une excellente résistance à la corrosion. Il est utilisé dans des environnements extrêmes, avec de nombreuses applications dans le secteur pétrolier. & Gaz.

● Acier inoxydable 303 a une excellente ténacité, mais une résistance à la corrosion inférieure à celle du 304. En raison de son excellente usinabilité, il est souvent utilisé dans des applications à grand volume, telles que la production d'écrous et de boulons pour l'aérospatiale.

● Acier inoxydable 17-4 (grade SAE 630) possède des propriétés mécaniques comparables à 304. Il peut être durci par précipitation à un degré très élevé (comparable aux aciers à outils) et possède une excellente résistance chimique, ce qui le rend adapté aux applications à très hautes performances, telles que la fabrication de pales pour l'énergie éolienne. turbines.

3. Laiton

Le laiton est un alliage de cuivre et de zinc connu pour sa résistance à la corrosion, son excellente conductivité électrique et son usinabilité. Il apparaît fréquemment dans les biens de consommation, les fixations à faible résistance, la plomberie et les équipements électriques. Offrant un équilibre entre résistance, usinabilité et attrait esthétique, le laiton est souvent utilisé pour les composants décoratifs, les raccords et les instruments de musique. Pensez à des poignées de porte complexes ou à des valves trompettes brillantes.

Le laiton C36000 est un matériau à haute résistance à la traction et à la corrosion naturelle. C'est l'un des matériaux les plus facilement usinables, c'est pourquoi il est souvent utilisé pour des applications à grand volume.

Caractéristiques du matériau :

Densité typique : 8,4-8,7 g/cm3

Non magnétique

4. Titane

Léger mais incroyablement résistant, le titane est souvent utilisé dans l’aérospatiale, les implants médicaux et les applications hautes performances. Pensez aux composants d’avion ou aux arthroplasties durables de la hanche. 

Le titane a un rapport résistance/poids élevé. En d’autres termes, en plus d’être extrêmement solide, il est également léger. En plus d’avoir une forte conductivité thermique, ils sont également résistants à la corrosion. De plus, le titane étant biocompatible, il est utilisé dans l’industrie biomédicale.

De plus, le titane trouve des applications dans la production de pièces usinées hautes performances pour plusieurs industries, notamment l'armée, l'aérospatiale et le médical. Le titane est également utilisé comme matériau pour les machines-outils CNC.

Plastiques :

1. ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène)

Plastique polyvalent offrant une bonne résistance aux chocs et une bonne stabilité dimensionnelle, l’ABS est utilisé dans tous les domaines, des jouets et des appareils électroniques aux pièces automobiles. Pensez aux briques LEGO durables ou aux coques de protection pour téléphone. En raison de son usinabilité exceptionnelle, de sa résistance à la traction, de sa résistance aux chocs et de sa résistance chimique, le matériau ABS est un matériau plastique très abordable qui convient à l'usinage CNC. De plus, il est simple à colorer, ce qui le rend parfait pour les utilisations où l’esthétique est cruciale.

2. Polycarbonate

Le polycarbonate est un excellent choix pour l'usinage CNC en raison de sa combinaison de résistance, de transparence et de facilité d'usinage. Connu pour sa solidité, sa transparence et sa résistance à la chaleur, le polycarbonate est utilisé dans les lunettes, les casques de sécurité et même les fenêtres pare-balles. Le polycarbonate est plus mou que certains autres plastiques, ce qui le rend sujet aux rayures. Des revêtements peuvent être appliqués pour améliorer la résistance aux rayures.

3. Polyétheréthercétone (PEEK)

Le matériau PEEK est un plastique haute performance présentant une excellente résistance chimique. Ce matériau présente également une stabilité dimensionnelle et une résistance mécanique élevées. L’un de ses principaux avantages est sa capacité à maintenir sa rigidité à des températures élevées, ce qui le rend idéal pour une utilisation dans des environnements extrêmes.

Le PEEK trouve des applications dans plusieurs secteurs, notamment l'aérospatiale, la transformation des aliments et des boissons, ainsi que le pétrole et le gaz. Il est largement utilisé dans la production de composants semi-conducteurs, de bagues, de joints, de roulements, de composants de pompes et de vannes, etc.

Conseils pour choisir la sélection des matériaux pour votre  Besoins CNC

Certains facteurs cruciaux doivent être pris en compte avant de finaliser votre matériel CNC. Considérez-les par la suite et vous obtiendrez le matériau le plus adapté à vos projets.

●Donner la priorité à l'utilisation du produit : Tout en obtenant les exigences du produit auprès des clients, demandez-leur où le produit sera utilisé. Renseignez-vous sur l'environnement dans lequel la pièce fonctionnera ou fonctionnera. Chaque matériau possède des propriétés différentes et est utilisé pour des applications dédiées. Ainsi, en fonction de l'application de la pièce, les matériaux présentant les propriétés physiques et chimiques les plus adaptées sont choisis.

●Considérez le processus de fabrication : Certains matériaux sont plus compatibles avec des processus d'usinage CNC spécifiques. Par exemple, certains plastiques conviennent mieux au fraisage, tandis que d’autres excellent au tournage.

●Pensez à long terme : Ne vous concentrez pas uniquement sur le coût initial du matériau. Tenez compte d’éléments tels que l’entretien, la durabilité et la durée de vie. Parfois, dépenser un peu plus d’avance peut vous épargner des maux de tête (et de l’argent !) plus tard.

●N'ayez pas peur d'expérimenter : Si vous ne savez pas quel matériau est le meilleur, au lieu de vous soucier de choisir parmi la myriade de matériaux disponibles, vous pouvez sélectionner des matériaux d'usinage courants identifiés par les meilleurs ingénieurs et conclure qu'ils fonctionnent bien pour l'usinage et qu'ils sont largement acceptés pour de telles applications. Les métaux courants comprennent le laiton, le cuivre, l'acier inoxydable et l'aluminium. Les plastiques courants comprennent le PEEK, l'acétal, le nylon, l'ABS et le polycarbonate.

●Exploitez les connaissances d’experts : En cas de doute, consultez des machinistes expérimentés ou des fournisseurs de matériaux. Ils peuvent offrir des informations et des recommandations précieuses en fonction des besoins spécifiques de votre projet.

Erreurs courantes à éviter lors du choix des matériaux d'usinage CNC

Même avec les meilleures intentions, il est facile de trébucher lors du choix des matériaux d'usinage CNC. Mais ne vous inquiétez pas, nous sommes là pour vous aider à éviter ces pièges courants :

●Surplombant les propriétés des matériaux : Il est facile de se laisser prendre par le coût ou l'esthétique, mais n'oubliez pas les fondamentaux. Assurez-vous que les propriétés du matériau correspondent aux besoins de votre projet. La solidité, la durabilité et la résistance à la température ne sont que quelques éléments à prendre en compte.

●Ignorer les tolérances : L'usinage CNC est une question de précision. Ne pas tenir compte des tolérances peut conduire à des pièces qui ne s'ajustent pas ou ne fonctionnent pas correctement. Aie!

●Sous-estimer l'importance de l'usinabilité : Certains matériaux sont plus faciles à usiner que d’autres. Choisir un matériau difficile à travailler peut augmenter le temps et les coûts de production.

●Négliger les exigences de finition de surface : Besoin d'une finition miroir ? Ou une surface plus texturée ? Tenez compte de la finition de surface souhaitée lors de la sélection de votre matériau. Certains matériaux se polissent mieux que d’autres.

●Sans tenir compte de l'environnement : Votre pièce sera-t-elle exposée à des produits chimiques agressifs ou à des températures extrêmes ? Assurez-vous que le matériau choisi peut résister aux éléments.

Obtenez le bon matériel d'usinage CNC pour vos projets

La bonne sélection de matériaux CNC est essentielle pour créer une pièce de qualité et désirable. Il est préférable de considérer attentivement tous les facteurs mentionnés ci-dessus. Si vous réfléchissez bien, vous pourrez alors choisir un matériau réussi pour votre prochain projet. Mais le moyen le plus efficace et le plus efficient de fabriquer une pièce présentant les propriétés matérielles souhaitées est de contacter les meilleurs dans ce domaine. Oui, vous pouvez contacter BERGEK CNC en toute confiance.

BERGEK CNC est un fournisseur de classe mondiale de services d'usinage CNC et de prototypage rapide. Nous servons un large éventail d’industries dans différentes régions du monde. Bergek CNC est là pour vous aider. Nous pouvons fournir plus de 60 métaux et plastiques techniques et disposer de machinistes et d'ingénieurs expérimentés qui vous aident à recommander des matériaux pour votre projet dans les limites de votre budget.

Si vous avez des questions spécifiques sur l'usinage des matériaux, n'hésitez pas à nous contacter !

FAQ sur le matériel d'usinage CNC

1. Quel est le matériau le plus rentable pour l’usinage CNC ?

Cela dépend beaucoup de l'application en question, mais dans l'ensemble, l'aluminium 6061 est le métal le plus courant et le moins coûteux pour l'usinage CNC.

2. Quel est le meilleur plastique pour l’usinage CNC ?

Le POM (Delrin) est le plastique le plus économique pour l'usinage CNC. Cela est dû en partie à l’excellente usinabilité des thermoplastiques.

3. Quels sont les avantages de l’usinage CNC des métaux ?

Les métaux sont idéaux pour les applications de fabrication qui nécessitent une résistance élevée, une dureté et/ou des résistances fiables aux températures extrêmes.

4. Quels sont les avantages de l’usinage CNC des plastiques ?

Bien que plus courants dans l'impression 3D, les plastiques sont idéaux pour l'usinage CNC lorsque vous cherchez à produire des pièces légères avec des exigences particulières en matière de matériaux. Les plastiques sont également viables pour produire des prototypes (surtout avant de commencer à fabriquer de plus grandes quantités avec le moulage par injection).

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