En savoir plus sur les pièces prototypes d'usinage CNC

3 août 2023

Lorsqu’il s’agit de réaliser des prototypes, les deux technologies de fabrication les plus susceptibles d’être utilisées sont l’usinage CNC et l’impression 3D. Chacun a sa propre compréhension de ce qu’est un prototype, et celle-ci peut varier considérablement d’une personne à l’autre. Pour un mot couramment utilisé par les ingénieurs et les designers, il est étonnamment ambigu ! Dans cet article, nous explorons ce que l'on entend par « prototype » et comment l'usinage CNC peut être utilisé dans le cycle de développement de produits.

Chacun a sa propre compréhension de ce qu’est un prototype, et celle-ci peut varier considérablement d’une personne à l’autre. Pour un mot couramment utilisé par les ingénieurs et les designers, il est étonnamment ambigu !

Nous constatons que les clients utilisent le « prototype » de différentes manières. Pour résumer, nous travaillons avec chacune de ces interprétations courantes et d’autres :

L'usinage CNC peut être idéal pour produire n'importe lequel des types de pièces ci-dessus. Sans avoir besoin d'outillage spécialisé et avec un large choix de matériaux et de finitions, la polyvalence du fraisage et du tournage CNC prend tout son sens pour le prototypage.

Vous pourriez vous attendre à ce qu'une pièce prototype soit unique, mais ce n'est pas toujours le cas, selon votre interprétation du terme « prototype ». Peut-être qu'un prototype d'un produit est nécessaire pour des essais d'utilisabilité par un certain nombre de personnes ou sur un certain nombre de marchés géographiques. Si tel est le cas, plusieurs prototypes de produits pourraient être nécessaires.

En plus d'être polyvalent pour les pièces uniques, l'usinage CNC se prête également très bien à la production de petites séries. En particulier, la précision inhérente à la technologie signifie que la répétabilité pièce à pièce est excellente, ce qui peut s'avérer inestimable lors du prototypage.

Nos deux machines CNC les plus récentes sont des centres d'usinage verticaux (VMC) Haas à cinq axes, équipés de changeurs d'outils automatiques, d'étaux programmables et de robots. Par conséquent, ils peuvent usiner des pièces sans qu'un opérateur ait à repositionner la pièce dans l'étau, et les robots peuvent charger automatiquement les ébauches et décharger les pièces finies afin que les machines puissent produire des lots de pièces sans surveillance.

L’un des principaux avantages de l’usinage CNC réside dans la vaste gamme de matériaux disponibles. Nous détenons des stocks d'alliage d'aluminium 6082, d'acier inoxydable 304 et 316, d'acétal (naturel et noir) et d'acrylique. Cependant, nous pouvons également acheter et usiner presque tous les métaux, alliages ou plastiques techniques, ainsi que des composites tels que le Tufnol. Si les pièces sont trop volumineuses pour nos centres d'usinage, ou si les clients ont besoin de pièces usinées à partir d'alliages exotiques nécessitant un outillage spécialisé, nous sous-traitons ce travail.

Ce choix de matériaux permet aux clients de disposer de pièces prototypes dans le matériau de leur choix. Si le prototype est une pièce qui sera finalement moulée par injection, nous pouvons l'usiner à partir du même type de plastique. Cependant, les clients doivent être conscients que les pièces moulées par injection peuvent présenter des contraintes résiduelles qui ne seront pas présentes dans les pièces usinées à partir de solides.

En général, l’usinage CNC est bien plus précis que l’impression 3D. L'exception est la PµSL (micro-stéréolithographie par projection), qui permet d'obtenir des tolérances serrées, des détails fins et des surfaces exceptionnellement lisses, mais qui ne convient qu'aux petites pièces.

Nous citons une tolérance générale de ±0,1 mm sur les pièces usinées CNC, contre ±0,5 mm pour les pièces imprimées en 3D. Cependant, la précision inhérente à l'usinage CNC signifie que nous obtenons normalement des tolérances beaucoup plus strictes que ±0,1 mm. Les clients sont invités à nous contacter s'ils ont besoin de tolérances plus fines sur des caractéristiques critiques, car nous pouvons généralement répondre à ces exigences si nous les connaissons à l'avance.

Si nous recevons uniquement un modèle 3D (fichier étape) à partir duquel faire un devis alors une tolérance générale de ±0,1 mm est prise en compte, si un dessin est alors fourni, nous réviserons notre devis si des tolérances plus fines sont requises et si un rapport d'inspection est requis.

Non seulement cette précision est obtenue lors de l’usinage de pièces individuelles, mais la variabilité d’une pièce à l’autre est minime pour les petits lots.

Lors de la conception d'une pièce à l'aide d'un logiciel de CAO 3D, il est simple de modifier la conception ou de créer plusieurs variantes de la même pièce. L'usinage CNC peut facilement produire ces mêmes variantes de conception en métal ou en plastique.