Au cours des dernières années, l'avancement de l'usinage multiaxis est devenu en quelque sorte une norme dans la plupart des opérations industrielles. À mesure que la fabrication se développe de plus en plus, répondant à des fonctionnalités plus larges des machines et à des demandes plus complexes, elle mise sur la nécessité d'améliorer la qualité des services de fabrication, la performance des équipements ainsi que la capacité globale à produire des pièces et composants complexes, à un prix et une efficacité rentables.
Ce cycle constant de développement a essentiellement augmenté la production attendue des processus de fabrication et de l'industrie en général. Ainsi, le développement de l'usinage multiaxis a suivi un schéma quelque peu similaire. Permettre à une fraiseuse CNC de fonctionner sur des axes supplémentaires est rapidement devenu le défi principal. Alors que la transition des machines CNC 3 axes à 5 axes a révolutionné plusieurs aspects de la fabrication avec une seule configuration et permettant un usinage indépendant de la surface, les machines 6 axes sont plus distinctes. Ce procédé d'usinage est largement connu pour sa capacité à produire des formes plus complexes de manière efficace en temps. Pourtant, il y a plus aux machines CNC 6 axes, et ce qui en a fait un changement significatif dans l'industrie.
Qu'est-ce qu'une machine à 6 axes
Pour comprendre ce qui distingue les machines CNC à 6 axes, il est important de voir comment elles se rapportent à un éventail plus large de machines CNC multiaxis. Le nombre d'axes fait référence au total combiné des axes de translation et de rotation. Les machines CNC 3 axes permettaient de couper ou de fraiser en se déplaçant le long de trois axes de translation (x, y, z) sans rotation. Les machines CNC 5 axes, quant à elles, fonctionnent sur deux axes de rotation supplémentaires pour la pièce (rotation le long des axes x et y). Les machines à 6 axes se distinguent par l'axe de rotation supplémentaire que l'outil de coupe peut faire tourner.
L'axe de rotation supplémentaire améliore certainement la production et la précision des machines CNC à 6 axes. Bien que la plupart des machines CNC multiaxis puissent faire fonctionner différents paramètres de tête d'outil (tour, outil de coupe, fraiseuse), les machines à 6 axes ont l'avantage de faire fonctionner ces paramètres de tête d'outil de manière fluide avec des vitesses accrues, notamment pour les routeurs CNC.
Le processus de ces machines est considérablement amélioré par rapport à la méthode d'usinage CNC à 5 axes, et est très efficace, optimal pour les opérations en grande série, et peut réduire considérablement le temps de coupe et augmenter la productivité.
Différence avec d'autres machines multiaxis
Avec un axe supplémentaire, les fraiseuses CNC à 6 axes diffèrent des autres machines multiaxis par une capacité accrue pour des designs détaillés et des formes complexes. Cela renforce principalement les principales forces des machines multiaxis. La capacité de faire pivoter et de déplacer plusieurs composants le long de tous les axes possibles permet à une machine CNC ou de fraisage de produire apparemment tout type de géométries complexes et de passer sans effort d'un mode ou paramètre d'outil à un autre.
En effet, l'axe supplémentaire d'une machine CNC détermine ses capacités d'usinage de formes complexes, mais l'avantage principal des machines à 6 axes par rapport à d'autres configurations n'est pas seulement la facilité de production de géométries complexes, mais aussi la rapidité et la capacité de la machine à réduire significativement les temps de production. Plusieurs cas d'utilisation industrielle ont rapporté une réduction de 75 % du temps de production lors de l'utilisation d'une machine à 6 axes. Elles sont conçues pour atteindre une précision maximale, tout en maintenant le même alignement, la prise en main et une utilisation fluide. Cela est particulièrement vrai dans les opérations en grande série, où c'est le choix optimal, et presque une norme, car elles peuvent produire des pièces plus grandes en moins de temps.
Il existe de nombreuses pièces et géométries qui auraient été impossibles à réaliser avec une machine CNC à 5 axes, ou du moins très longues à réaliser. Cela signifie que les machines à 6 axes sont équipées pour faire beaucoup plus d'applications permises par l'usinage multiaxis en général.
Routeurs d'usinage à 6 axes
La plupart des machines CNC multiaxis peuvent faire fonctionner un routeur comme paramètre de tête d'outil. Cet équipement se compose d'une base plate avec une lame extensible, et peut creuser une zone dans un matériau dur. Les routeurs CNC peuvent fonctionner dans une large gamme de matériaux durs comme le métal, la fonte, l'aluminium et d'autres. De plus, les routeurs CNC peuvent réaliser une grande partie des tâches effectuées par plusieurs outils d'atelier comme les machines à percer et les moulins à broche.
Les routeurs CNC peuvent fonctionner à des vitesses beaucoup plus élevées sur des machines à 6 axes. Cela permet à 6 routeurs CNC de produire des pièces beaucoup plus grandes sans dispositifs de surface sur les côtés de la pièce. C'est pourquoi cette configuration est largement utilisée pour produire des moules pour la fabrication de pièces et composants industriels. Une machine CNC à 6 axes et de fraisage, avec des performances accrues sur de nombreux paramètres de tête d'outil, peut apparemment produire tout type de composant, quelle que soit la complexité de sa forme, sa taille ou ses contraintes de volume.
Applications des machines CNC à 6 axes
Les machines à 6 axes sont utilisées pour produire des pièces et composants pour plusieurs industries. Notamment, de grandes pièces et des composants très complexes et sensibles qui sont difficiles à produire, voire impossibles, avec l'aide d'autres fraiseuses CNC multiaxes. Cela exclut généralement ou des pièces de taille moyenne ou des géométries modérément complexes ou non cylindriques. Néanmoins, l'avantage évident en termes de précision des machines à 6 axes, associé à leur rapidité et à la réduction des temps de production, en font un choix optimal pour de nombreux usages, avec des projets plus complexes qui sont exclusivement la spécialité des machines CNC à 6 axes.
Aérospatiale
En tant qu'industrie connue pour la forte demande en pièces hautement complexes et coûteuses, généralement fabriquées à partir de matériaux très solides, l'aérospatiale dépend des machines CNC à 6 axes. Outre la complexité et les tolérances strictes requises pour les composants de moteurs, les machines à 6 axes sont également utilisées pour produire des pales d'hélicoptère. Les ailes d'avion, en particulier, peuvent parfois atteindre jusqu'à 24 mètres (80 pieds), nécessitant l'utilisation de machines spécialisées à 6 axes. Les avions militaires contiennent également des composants nécessitant la précision des machines CNC à 6 axes.
Automobile
Cette industrie s'est longtemps appuyée sur les machines CNC à 6 axes pour réaliser des modèles qui seraient utilisés pour fabriquer des pièces et composants pour automobiles. En raison de sa capacité à produire des pièces complexes avec précision en peu de temps, les machines CNC à 6 axes sont devenues largement indispensables dans l'industrie automobile, où des composants de qualité exceptionnelle, ainsi que de grandes pièces, sont constamment produits en masse.
Médical
Dans ce secteur, l'avènement des machines CNC à 6 axes a permis une production à plus grande échelle de nombreuses pièces et composants qui étaient auparavant rarement fabriqués, soit en raison de leur complexité, de leur taille ou du temps nécessaire pour les produire en excellente qualité. Les os artificiels, par exemple, sont souvent inspectés avec un degré de contrôle qualité plus élevé. Le niveau de détail et la quantité de travail nécessaires pour produire des os artificiels, bien que réalisables avec d'autres configurations, mais les machines CNC à 6 axes sont nettement plus efficaces et rentables. Les pièces personnalisées avec des spécifications très détaillées sont assez courantes dans l'industrie médicale, et elles nécessitent en grande partie les mouvements rapides et précis des machines CNC à 6 axes.
Avantages et Limitations
Les machines CNC à 6 axes ont un avantage évident sur les configurations avec moins d'axes. La précision et la haute vitesse des machines CNC à 6 axes permettent d'obtenir des formes complexes et des pièces hautement personnalisées en excellent état. L'ajout d'une machine CNC à 6 axes peut considérablement augmenter sa productivité. L'ensemble du processus d'usinage multiaxes est plus rationalisé ; un avantage accentué par les fraiseuses CNC à 6 axes. Il existe de nombreux aspects dans lesquels une machine CNC à 6 axes est intrinsèquement supérieure à d'autres configurations. Pour ces types d'usages, une machine CNC à 6 axes améliorera la qualité et la productivité, sinon cela nécessiterait un processus compliqué impliquant plusieurs machines. D'autres projets ne peuvent toutefois être réalisés ou être rentables que dans un contexte industriel, avec l'utilisation de machines CNC à 6 axes.
Malgré leur avantage évident, il existe certaines limitations au potentiel des machines CNC à 6 axes. Par conception, elles sont souvent principalement utilisées pour des opérations à grande échelle ou en volume. Cela est dû au coût élevé des machines CNC à 6 axes. Les avancées actuelles dans l'industrie et la technologie permettent d'élargir encore les capacités des machines CNC à 6 axes, rendant cette technologie plus accessible. Cependant, pour l'instant, il s'agit encore d'un équipement coûteux, avec des capacités très élevées.
Conclusion
De nos jours, la machine CNC à 6 axes reste une merveille de l'ingénierie moderne. En effet, cet équipement permet encore davantage le potentiel de l'usinage multiaxes et a le potentiel de transformer la fabrication. Le coût élevé et la demande de travailleurs qualifiés pour l'utiliser restent quelques-unes de ses principales limitations. Cela étant dit, cela est compensé par la demande croissante pour une fabrication de haute qualité de pièces complexes, permettant la production de pièces technologiques innovantes.
