En tant que fabricant de produits ou développeur de composants, l’une des décisions les plus importantes que vous prendrez concerne le type d’opération d’usinage à utiliser.
Cette décision est cruciale pour plusieurs raisons, notamment pour trouver le juste équilibre entre rentabilité et fiabilité opérationnelle. Et bien souvent, le choix se porte entre l'usinage CNC et l'usinage manuel.
Alors, quelle option choisissez-vous ? Découvrons les nuances dans cet article :
Comprendre l'usinage CNC
Abréviation de Computer Numerical Control usinage, l’usinage CNC est un processus de fabrication d’outils et de produits qui utilise à la fois des machines et des commandes informatisées pour extraire un matériau d’une pièce spécifique.
L'usinage CNC repose sur un processus automatisé de précision qui garantit une efficacité et une exactitude optimales. Plusieurs types d'usinage CNC existent, mais leur principe de fonctionnement et leur objectif restent les mêmes : utiliser des outils spéciaux et des conceptions informatiques pour enlever de la matière d'une pièce avec la plus grande précision possible.
Le rôle des programmes informatiques et de l'automatisation
Avec l’usinage CNC, l’un des aspects les plus importants de toute l’équation est l’ordinateur. Qu'il s'agisse d'une fraiseuse CNC ou d'un tour, les ordinateurs jouent un rôle dans tout, garantissant que vous pouvez facilement fournir à la machine un ensemble d'instructions sur lesquelles elle agira.
En général, les ordinateurs jouent un rôle important dans le fonctionnement de ces machines. Certaines de leurs fonctions incluent :
- Générer des programmes CNC, qui contiendront les instructions que toute la machine devra suivre
- Exécuter ledit programme, en veillant à ce que la machine agisse comme indiqué le plus précisément possible.
- Examiner l'ensemble du programme pour s'assurer qu'il n'y a aucune erreur en vue – et si elles surviennent, recommander des correctifs
- Fournir des commentaires pour aider à améliorer le processus lors de la prochaine remise des gaz.
- Stockage de toutes les données et informations sur l’opération d’usinage pour garantir qu’elles puissent toujours être rappelées.
Avec cette fonction ronde, les ordinateurs jouent un rôle majeur en garantissant que les opérations d'usinage CNC se déroulent le mieux possible. Et même lorsque vous consultez le manuel de votre CNC, vous constaterez qu'il est particulièrement critique.
Composants et fonctionnement de la machine CNC
Lorsque vous voyez un système d'usinage CNC classique, vous constaterez qu'il ne fonctionne pas seul. Différents composants sont réunis pour faire fonctionner ces machines, les principaux étant les suivants :
Un contrôleur : Il s'agit de l'unité centrale qui prend un programme CNC et l'interprète en un format compréhensible par l'ordinateur.
La machine elle-même : Vient ensuite la machine-outil, l’équipement principal utilisé pour réaliser l’ensemble de l’opération CNC. Elle se compose de différents éléments qui se déplacent simultanément pour assurer le fonctionnement de l’outil.
Moteurs et variateurs : Ces éléments servent à déplacer les axes de la machine, tout en contrôlant leur vitesse et leur position. Leur rôle principal est de convertir les signaux électriques provenant de la commande numérique en mouvements de la machine.
Composants de retour d'information : comme leur nom l'indique, il s'agit d'éléments tels que des capteurs et des encodeurs qui fournissent des informations en temps réel sur les performances générales des composants.
Liaison homme-machine : Une interface homme-machine permet aux opérateurs d’utiliser le système CNC. Grâce à cette interface, ils peuvent envoyer des commandes, superviser l’ensemble du processus et effectuer des opérations de dépannage en cas de problème.
Porte-outils et outils de travail : Selon l’opération d’usinage effectuée, certains outils permettent de la réaliser. Parallèlement, les porte-outils maintiennent ces outils en place et facilitent leur fonctionnement.
Une introduction à l'usinage manuel
Examinons ensuite l'usinage manuel et son fonctionnement.
Avec l'usinage manuel, vous coupez et façonnez des matériaux à l'aide d'outils fonctionnant selon une technologie manuelle. Aucune technologie CNC n'est disponible ici et les opérateurs utilisent des outils manuels pour effectuer différentes opérations sur les pièces.
Fait intéressant, un machiniste manuel sera capable d’effectuer les mêmes opérations qu’un opérateur de machine CNC. Certains d'entre eux incluent :
- Le tournage, où vous faites pivoter une pièce comme un outil de coupe en C, supprime lentement les matériaux pour créer la pièce souhaitée.
- Fraisage, où vous utilisez un outil de coupe multipoint en rotation pour gérer l'enlèvement de matière sur la surface de la pièce à souder.
- Le perçage, où vous faites des trous dans une pièce à travailler avec un outil de coupe – ce que nous appelons un foret.
- Affûtage; un processus dans lequel vous utilisez des abrasifs pour éliminer directement tout excès de matériau de la pièce à usiner
- Le sciage, où vous coupez des pièces dans des formes et des longueurs spécifiques avec une scie manuelle – cela peut être une scie à métaux, une scie à ruban, une scie circulaire, etc.
- Façonnage et planification, qui consistent à retirer des matériaux pour créer des formes plates ou profilées
- Brochage – un processus spécialisé dans lequel vous créez des profils internes ou externes à l'aide d'un outil de brochage
Étant donné que ces processus sont manuels, il est important d’avoir des personnes qualifiées pour les gérer. Les opérateurs doivent comprendre les principes d'usinage, comment choisir les outils et bien plus encore pour garantir qu'ils obtiennent globalement les meilleurs résultats.
Quelles sont les différences entre l'usinage CNC et l'usinage traditionnel ?
Passons maintenant au débat sur la CNC manuelle pour comprendre en quoi les deux processus diffèrent et quelles sont les limites entre eux.
La facilité de contrôle et d'automatisation
L'usinage CNC utilise des machines à commande numérique qui reçoivent des programmes et les exécutent selon les instructions qu'ils contiennent. Des logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO) permettent de créer des modèles de pièces et de les convertir en codes lisibles par ordinateur.
Cette automatisation constitue la différence majeure entre l'usinage CNC et le fraisage manuel ou toute autre forme d'usinage. Ici, vous devez utiliser des outils à commande manuelle et contrôlés par des humains. Un machiniste manuel devra utiliser des outils manuels pour effectuer n'importe quelle tâche.
Quelle option est la plus précise ?
Dans cette comparaison, l'usinage CNC remporte facilement la palme. Les machines CNC sont capables de fabriquer des pièces avec des tolérances serrées, et elles le font avec une précision optimale. Grâce au contrôle informatique, vous pouvez garantir que les processus sont cohérents et peuvent même être répétés autant de fois que vous le souhaitez.
Pour l’usinage manuel, les processus ont tendance à s’appuyer sur le contrôle humain, ce qui, comme nous le savons tous, peut s’avérer quelque peu peu fiable.
Comprendre les classements de complexité
Lorsque vous devez créer des pièces complexes aux formes compliquées, l’usinage CNC est la meilleure solution. Et le fait que vous puissiez gérer différentes opérations signifie que les machines sont également très polyvalentes.
Pour l’usinage manuel, vous devrez probablement vous occuper davantage de pièces simples et de géométries de base.
Configuration des machines et commutation de celles-ci
Pour chaque opération d’usinage CNC, vous devrez gérer une étape initiale de configuration et de programmation. C'est ici que vous créez le programme pour l'ordinateur et que vous l'interprétez avant que l'ordinateur ne commence à fonctionner.
Dans le même temps, une machine CNC sera capable de parcourir différents programmes si le besoin s’en fait sentir – à condition que l’étape de configuration soit correctement effectuée.
Vous pouvez également configurer des machines manuelles, mais le processus implique généralement de nombreuses étapes manuelles : changements d'outils, configurations de fixations, etc. En conséquence, vous vous retrouvez généralement avec un processus long qui nécessite également beaucoup de travail.
Dans l’ensemble, il est assez évident que l’usinage CNC excelle particulièrement lorsque vous avez des pièces complexes et que vous devez les fabriquer avec une précision optimale. D'un autre côté, l'usinage manuel vous permet d'être plus flexible et créatif, surtout si vous travaillez sur une opération à petite échelle.
Usinage CNC vs usinage manuel : lequel est le plus cher ?
Compte tenu des nombreux outils et composants dont vous aurez besoin pour l’usinage CNC, vous pouvez comprendre que les coûts initiaux à eux seuls seront incroyablement élevés. Outre les outils, vous devez également payer pour le logiciel et vous devez vous assurer que toute personne manipulant la machine est suffisamment compétente, ce qui nécessitera également un investissement.
Cela dit, vous devez également considérer ce que vous obtiendrez de ces machines CNC : une meilleure précision, moins de déchets, une efficacité améliorée et une plus grande chance d'être productif avec votre usinage.
En fin de compte, il s’agit de prioriser ce que vous voulez en fonction du coût.
Avantages de l'usinage CNC par rapport à l'usinage manuel
Avec tout ce qui a été dit, quels sont les avantages de l'usinage CNC par rapport aux opérations d'usinage manuel ?
Les machines CNC sont plus précises : leur principal avantage réside sans conteste dans leur précision nettement supérieure. De plus, vous pouvez répéter les mêmes opérations plusieurs fois en ayant la certitude d'obtenir des pièces parfaitement identiques.
Les pièces complexes ne posent aucun problème : quelle que soit la complexité de la pièce que vous souhaitez créer, l’usinage CNC saura la réaliser. Il vous suffit de charger les instructions dans la machine, et c’est parti !
Augmentez facilement votre capacité de production : pour les productions à grande échelle, les machines CNC sont également très utiles. La répétabilité et la précision optimale qu'elles offrent permettent aux fabricants de tirer pleinement parti de leur utilisation.
Avantages de l'usinage manuel par rapport à l'usinage CNC
Le coût initial est moindre : dans la plupart des cas, le coût initial de l’usinage manuel est généralement inférieur à celui de l’usinage CNC manuel. Pour les utilisateurs et les fabricants soucieux des coûts, il s’agit d’un point essentiel à ne pas négliger. Comme toujours, il est important d’analyser les coûts avec soin et dans une perspective à long terme.
Ils sont généralement plus faciles à utiliser : en matière d’usinage manuel, il n’est généralement pas nécessaire de consacrer autant de ressources à leur utilisation, ni de programmation ou de conception CAO ; la facilité d’utilisation est donc un avantage majeur.
Délais de production réduits : L’utilisation d’une fraiseuse manuelle, par exemple, permet généralement de réduire considérablement les délais de production. Cependant, cette rapidité peut se faire au détriment de la précision recherchée.
Usinage CNC vs usinage manuel : applications et industries
Dans la plupart des cas, cela peut aider à comprendre les espaces dans lesquels l'usinage CNC et une fraiseuse manuelle, par exemple, fonctionneront mieux.
Industries où l'usinage CNC excelle :
Si vous travaillez dans l'un des domaines suivants, vous souhaiterez peut-être plutôt utiliser l'usinage CNC :
Secteurs aérospatial, automobile et médical
Nous constatons que l’usinage CNC est utilisé dans des secteurs comme le médical, l’automobile et l’aérospatiale. Pour tous ces espaces, il est extrêmement important de disposer de pièces créées avec des niveaux optimaux de précision et d’efficacité. Et avec l’usinage CNC, vous pouvez vous assurer que vous disposez des processus et opérations appropriés pour créer ces pièces très complexes.
Production de masse et fabrication en grand volume
L'usinage CNC est également parfait dans les cas où vous devez créer des produits en grand nombre. Ces machines fonctionnent de manière automatisée et leurs processus sont incroyablement reproductibles. Ainsi, vous pouvez créer autant de produits que possible tout en étant incroyablement précis à tous les niveaux.
Situations où l'usinage manuel est préféré
D’un autre côté, envisagez d’utiliser l’usinage manuel si vous vous trouvez dans l’une de ces situations :
Prototypage et production en petites séries
Si vous démarrez votre processus de production en développant des prototypes simples qui ne sont pas si complexes, alors l'usinage manuel est probablement ce que vous souhaitez utiliser à la place. Ce ne sont que des prototypes
Fabrication artisanale et sur mesure
De nos jours, les artistes se tournent également vers l’usinage manuel s’ils souhaitent travailler. Parce que vous bénéficiez toujours d'un contrôle optimal sur le fonctionnement du processus, vous êtes considérablement plus libre d'exprimer votre créativité à tous les niveaux. Les outils d’usinage contribuent simplement à améliorer globalement le flux de votre processus.
Tâches de réparation et d'entretien
Étant donné que la maintenance a tendance à être assez fluide, vous avez également besoin d’un peu d’action humaine pour les gérer. Il n’est donc pas surprenant que l’usinage manuel soit généralement ce qui fonctionne ici aussi.
Conclusion
En fin de compte, l'usinage CNC et l'usinage manuel varient principalement dans leur fonctionnement, ce qui se répercute également sur les avantages qu'ils offrent. Cela dit, savoir quoi utiliser – et quand l’utiliser – sera extrêmement vital à l’avenir.
Si vous souhaitez en savoir plus sur ces processus, n'hésitez pas à nous contacter chez HM.