Usinage par enlèvement de matière : quels sont les plus courants ?

Comme nous l’avons vu edans les articles précédents, l’usinage peut être classé en fonction de son action sur le matériau qu’il transforme. Nous avons parlé avant d’usinage sans enlèvement de copeaux,, et nous devons encore parler d’usinage par abrasion et d’usinage par enlèvement de matière. Dans cet article, nous approfondirons ce dernier.

Les pièces usinées prêtes à l’emploi passent généralement par les trois types d’usinage, comprenant parfois plus d’un procédé de chaque type.

L’enlèvement de matière

Rappelons que l’enlèvement de copeaux est l’élimination de l’excès de matière dans une pièce brute pour obtenir une pièce prête à être utilisée dans un procédé de fabrication. Bien qu’il existe des types d’usinage qui n’impliquent pas l’élimination de cette matière, le plus courant est qu’il y en a, et en fait il est plus approprié de parler de fabrication ou de formage dans le cas de procédés sans enlèvement de copeaux ni abrasion, puisque l’usinage, par définition, il implique un enlèvement de matière.

L’usinage par enlèvement de matière est donc celui qui enlève ou coupe le matériau d’une pièce avec un outil donnant lieu à cet excédent de matière, qui est séparé de la pièce avec le même outil.

Usinage par enlèvement de matière traditionnel et non traditionnel

Comme nous l’avons vu dans un autre article, l’usinage est généralement traditionnel (conventionnel) ou non traditionnel (non conventionnel) selon qu’ils ont été utilisés pendant des siècles jusqu’à aujourd’hui ou non. Parmi ces usinages t traditionnels nous pouvons retrouver une bonne partie de l’usinage par enlèvement de matière (en plus de l’usinage par abrasion, dont nous avons parlé dans d’autres articles), car l’élimination des excès fait depuis longtemps partie des processus industriels de ce type. .Cependant, il existe également de très nouveaux procédés (non conventionnels ou non traditionnels) qui impliquent toujours l’enlèvement de matière, même en très petites quantités, que nous appelons mécanisés par enlèvement de matière non conventionnelles ou non traditionnelles.

Usinage par enlèvement de matière non traditionnel

Certains de ces nouveaux procédés d’usinage ou usinage non traditionnel par enlèvement de matière sont :

Usinage électrochimique : une dissolution anodique du matériau a lieu dans un courant d’électrolyte rapide pour éliminer l’excédent de matière de la pièce, dans un processus dégalvanoplastique, l’outil faisant office de cathode et la pièce d’anode, les deux devant donc être les conducteurs. Dans un autre article, nous parlons plus en détail de ce type d’usinage, en spécifiant le fonctionnement, les applications et les avantages.

Usinage par décharge électrique ou EDM: génère un arc électrique entre la pièce et une électrode dans un milieu diélectrique (c’est-à-dire dans un matériau à faible conductivité électrique qui peut former des dipôles électriques à l’intérieur sous l’action d’un champ électrique) pour enlever la partie restante de la pièce jusqu’à arriver à reproduire en elle les formes de l’électrode. Nous parlons également de ce type d’usinage dans un autre article.

Usinage laser:utilise un faisceau laser pour chauffer, fondre et vaporiser le matériau ; Bien que certaines personnes l’incluent même en tant qu’usinage sans enlèvement de matière, la vérité est que bien qu’il soit minime, il produit un excès de matière en minuscules particules.Pour plus d’informations, nous publions ce post sur le thème.

Usinage par enlèvement de matière traditionnel ou conventionnel

Comme nous l’avons vu, l’usinage par enlèvement de matière peut être non traditionnel ou traditionnel. Les procédés d’usinage par enlèvement de matière traditionnels remontent à plusieurs siècles, étant une évolution des procédés manuels. Ce sont, entre autres :

Tournage: utilise un tour (outil de coupe à un seul bord) pour faire tourner la pièce afin d’éliminer les excès et ainsi générer une forme cylindrique. Le mouvement de coupe (principal) est produit en faisant tourner la pièce et le mouvement vers l’avant en déplaçant le tour de façon lente parallèlement à l’axe de rotation de la pièce.

Fraisage: il utilise une fraise à un ou plusieurs bords, un tour ou une perceuse pour couper le matériau générant une surface droite. Le mouvement principal est perpendiculaire à l’axe de rotation de la fraise et le mouvement vers l’avant est assuré par la fraise rotative.

Perçage: il utilise une perceuse (outil rotatif qui a généralement deux ou quatre bords de coupe d’hélice) pour faire des trous circulaires dans une pièce, qui effectue le mouvement de coupe dans une direction parallèle à son axe de rotation pour former le trou.

Sciage: il utilise une lame de scie (outil avec une série de dents étroitement espacées) pour générer une rainure étroite à l’intérieur de la pièce qui peut ou non la séparer en deux parties, générant l’excès dans l’ébauche. Il s’agit d’un procédé de fabrication fondamental, car de nombreuses industries l’exigent à certains moments de sa séquence.

Avantages de l’usinage par enlèvement de matière

L’usinage par enlèvement de matière présente de nombreux avantages, notamment :

• Atteint de très faibles tolérances (précision dimensionnelle élevée).
• Des coins très aiguisés peuvent être obtenus sur la pièce résultante.
• Préserve les propriétés mécaniques du matériau (contrairement au formage par exemple).
• Fonctionnement très polyvalent.
• Il n’est pas plus cher que d’autres procédés tels que le formage.

Limitations de l’usinage par enlèvement de matière

Bien que les avantages de l’usinage par enlèvement de matière aient tendance à dépasser ses limites (d’où qu’il s’agit des procédés industriels les plus utilisés), certaines limites doivent être prises en compte telles que :

• Génère un excédent de matière parfois difficile à recycler.
• La taille de la pièce est normalement limitée.
• Comme il n’est pas moins cher que d’autres procédés, il n’est utilisé que comme un procédé complémentaire.
• Certains types d’usinage nécessitent des procédés d’ébavurage pour polir la pièce.
• Il prend généralement beaucoup de temps.

Applications les plus courantes de l’usinage par enlèvement de matière

L’usinage par enlèvement de matière est présent dans certaines des phases de fabrication de la plupart des opérations industrielles, incluant parfois même deux types d’usinage de ce type dans le même processus. Ses applications sont donc presque infinies, par exemple :

L’industrie automobile, l’un des secteurs industriels les plus importants au monde (5 entreprises automobiles figurent parmi les 20 premières au monde en termes de revenus).

L’industrie militaire, qui constitue également l’un des principaux secteurs industriels mondiaux en termes de revenus.

L’industrie aéronautique, qui, outre ses applications militaires, se distingue également par ses applications civiles.

Design urbain et mobilier

Industrie de l’énergie, avec la fabrication de machines d’extraction et de transformation, entre autres.

Choix du type d’usinage

Nous avons vu qu’il existe différents procédés d’usinage par enlèvement de matière, selon les finalités du procédé de fabrication, et qu’il y en a rarement un qui n’implique pas l’élimination des excès de matière par au moins un type d’usinage. Voilà pourquoi les fabricants sous-traitent souvent des processus d’usinage à des sociétés telles que Ferros Planes, car investir dans la maintenance d’une usine spécifique à cet effet serait beaucoup plus coûteux, et avoir un partenaire pour cette partie de leur processus, qui est chargé de l’investissement dans des technologies de pointe et d’un personnel adéquat, leur garantissent les meilleurs résultats.

BBibliographie et ouvrages d’intérêt:

• Material Removal Process, Types, Advantages, Limitations, Applications
• Machining