Procédé de perçage CNC : fonctionnement, types et applications

Les processus de fabrication modernes exigent de la précision, des pièces complexes aux petits trous. Un seul trou mal placé peut ruiner le produit entier. Pourtant, les fabricants réalisent des trous précis et sans erreur. Vous êtes-vous déjà demandé comment cela est possible ? En fait, le secret réside dans le perçage CNC.

 

Ce procédé est devenu indispensable pour les petites et grandes industries. Il est donc crucial de connaître cette technique de perçage CNC avant de démarrer votre prochain projet de fabrication. La mise en œuvre de ce procédé peut s’avérer complexe, surtout pour les débutants. Mais rassurez-vous ! Dans cet article, j’explorerai le procédé de perçage CNC complet, ses types et ses applications. Alors, commençons !

 

Qu’est-ce que le perçage CNC ?

 

CNC signifie Commande Numérique par Ordinateur. Le perçage CNC est donc un procédé contrôlé par ordinateur qui crée des trous dans différents matériaux. Ces trous sont d’une grande précision, car les perceuses suivent des instructions informatiques. Comme vous le savez, les opérateurs pilotent les machines manuellement, ce qui compromet la précision.

 

En revanche, avec le perçage CNC, les machines suivent des instructions préprogrammées. Ce procédé permet ainsi d’atteindre un haut niveau de précision. J’apprécie particulièrement sa capacité à traiter n’importe quelle conception complexe. Il permet de créer simultanément des milliers de trous aux motifs complexes. Ce procédé est donc précis et rapide, ce qui augmente les niveaux de production.

 

Ce procédé utilise plusieurs machines pour percer des trous de tailles et de formes différentes. Cependant, toutes ces machines utilisent des forets et suivent la même règle CNC. Les éléments essentiels d’une perceuse CNC comprennent une broche, des forets, une table de travail et un moteur. La broche permet de déplacer les forets pour percer les trous.

 

La table de travail maintient la pièce stable, ce qui réduit les vibrations indésirables pendant le perçage. De plus, des moteurs ou des entraînements contrôlent le mouvement des forets selon différents axes. Globalement, le processus de perçage et le réglage de l’usinage CNC sont extrêmement précis et efficaces.

 

Comment fonctionne le perçage CNC ? Processus complet

 

J’espère que vous avez une idée générale du processus de perçage et des perceuses. Mais comment fonctionne ce processus et comment percer des trous ? Expliquons-le brièvement dans cette section.

 

Étape 1 : Conception du programme

 

Il s’agit de la première étape, et la plus critique, du perçage CNC. Les perceuses étant commandées par ordinateur, elles nécessitent un modèle numérique. Ce modèle est créé à l’aide d’un logiciel de CAO. COMMENT ? Un logiciel de CAO crée un dessin numérique détaillé de la pièce à percer. Il inclut les dimensions, la profondeur, le diamètre et le motif des trous.

 

Ce modèle n’est cependant pas lisible par les machines CNC. Il est donc converti en code G à l’aide d’un logiciel de FAO. Ce dernier traduit toutes ces instructions et commande le perçage des trous. Enfin, ces instructions et modèles sont revérifiés avant le téléchargement afin d’éviter les erreurs.

 

Étape 2 : Configuration du matériau

 

Après la conception du programme, le matériau est configuré avec précision. Les perceuses CNC peuvent travailler avec de nombreux matériaux, tels que le plastique, les métaux, le bois et les composites. Il est donc essentiel de sélectionner le matériau adapté à vos besoins. La pièce est ensuite serrée fermement à l’aide de serre-joints, d’étaux et de gabarits.

 

Assurez-vous que la pièce est bien maintenue et ne vibre pas. Après le serrage, définissez un point zéro sur la pièce. Ce point indique à la machine le point de départ du perçage. La dernière étape consiste à sélectionner le foret adapté au matériau. Par exemple, un matériau tendre nécessite un foret tranchant, et inversement.

 

Étape 3 : Exécution et perçage sur la machine CNC

 

Après la conception et le réglage du matériau, le perçage commence. Le programme de perçage CNC est chargé dans le panneau de commande de la perceuse CNC. La machine positionne le foret à l’emplacement exact. La broche déplace le foret à une vitesse définie sur les axes X, Y et Z.

 

Le foret est enfin inséré dans la pièce, créant un trou de taille et de forme définies. Les machines CNC changent automatiquement d’outil si plusieurs formes et trous sont nécessaires. Le foret est retiré en douceur lorsque la profondeur et la forme des trous sont atteintes. Il passe à la pièce suivante et le cycle continue.

 

Étape 4 : Contrôle qualité et finition

 

Dernière étape après le perçage, les ingénieurs inspectent visuellement le trou et détectent tout défaut d’alignement. À l’aide de micromètres, ils s’assurent que tous les trous ont la profondeur et la taille requises. Dans l’industrie aérospatiale, les machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) sont utilisées pour vérifier l’alignement exact des trous.

 

Pendant le perçage, de petits débris s’accumulent sur les bords des trous. Ils peuvent altérer leur régularité et parfois les endommager. Il est donc important de les éliminer pour obtenir une finition professionnelle. Pour ce faire, les ingénieurs utilisent des tampons abrasifs ou des limes pour lisser la surface.

 

Différents types d’opérations de perçage CNC

 

Le perçage peut sembler simple, mais il implique plusieurs opérations. Chaque matériau et chaque conception nécessitent une approche de perçage unique. C’est pourquoi je vais aborder quelques types d’opérations de perçage courants dans la section suivante.

 

1- Perçage par points

 

Le perçage par points consiste à créer des trous peu profonds. Ces trous servent de guide pour la réalisation de trous profonds. Mais pourquoi le perçage par points est-il si crucial ? Imaginez que vous perciez un trou profond sur une surface glissante. Le foret glissera inévitablement et se retrouvera mal positionné. C’est là que le perçage par points est effectué. Ce procédé utilise des machines spécialisées appelées forets par points. Cet outil est équipé d’un foret rigide à pointe acérée. La machine CNC positionne ce foret à l’endroit précis, et le foret descend lentement pour créer des trous peu profonds.

 

2- Alésage

 

L’alésage est un procédé de finition qui ne crée pas de trous, mais lisse les trous existants. Comme vous le savez, les trous réalisés par perçage peuvent présenter des arêtes vives, de légères imprécisions et des imperfections. Le procédé d’alésage résout ce problème en éliminant les irrégularités. Il utilise des outils appelés alésoirs. Ces alésoirs possèdent des arêtes tranchantes et vrillées qui pénètrent dans le trou percé et le lissent. Un alésoir enlève de la matière par couches, le rendant ainsi parfaitement rond.

 

3- Fraisage

 

Le fraisage crée un petit trou sur la tête ou l’extrémité d’un trou existant. Il permet de maintenir les vis sur une surface plane. Par exemple, lorsqu’une vis est insérée dans un trou plat standard, elle peut dépasser de la surface et provoquer un desserrage. De plus, cette vis peut également endommager le matériau et créer des surfaces irrégulières.

 

Le fraisage est donc utilisé pour résoudre ce problème. COMMENT ? Il utilise un foret à fraiser conique. Il enlève de la matière et crée un trou conique à l’angle exact de la tête de la vis. Ainsi, lorsqu’une vis est insérée dans un trou standard, elle reste à plat et ne ressort pas.

 

4- Taraudage

 

Le taraudage est un procédé de filetage qui crée des filets à l’intérieur d’un trou percé. Ce procédé permet de maintenir boulons, vis et autres éléments de fixation à l’intérieur d’un trou. Par exemple, lorsqu’un boulon est inséré dans un trou plat, il n’est pas serré. Le taraudage crée ainsi de minuscules filets qui maintiennent fermement les boulons et les vis. Ce procédé est réalisé à l’aide d’un taraud. Cet outil possède des tranchants hélicoïdaux. En tournant le taraud dans le trou, il enlève de la matière et crée des filets hélicoïdaux. Les éléments de fixation s’insèrent ainsi parfaitement dans le trou et ne se desserrent pas avec le temps.

 

5- Perçage à pas de vis

 

Le perçage à pas de vis permet de créer des trous plus profonds. Cette technique unique fonctionne par étapes. Généralement, lors d’un perçage plus profond, les forets chauffent et ne fonctionnent pas efficacement. Cependant, ce procédé fonctionne par petites étapes, appelées « pas de vis », pour créer un trou plus profond.

 

Dans un premier temps, la machine CNC fait tourner les forets à des emplacements précis afin de créer des trous peu profonds pour le guide. Ensuite, les forets pénètrent lentement à l’intérieur et enlèvent une quantité importante de matière. Après chaque passe ou perçage, le foret repose et refroidit. Ce processus se poursuit jusqu’à l’obtention de la profondeur de trou souhaitée.

 

6- Perçage au canon

 

Il s’agit d’une opération permettant de créer des trous plus profonds, plus étroits et plus précis sans risque de surchauffe. Initialement conçu pour la fabrication de canons d’armes, ce procédé tire son nom de ce procédé. Comme vous le savez, la création de trous plus profonds produit une chaleur importante qui peut endommager l’outil.

 

Ce procédé utilise un foret spécial doté de canaux de refroidissement en son centre. Au début du processus, ces canaux alimentent en liquide de refroidissement haute pression qui réduit la chaleur et poursuit le perçage. Ainsi, vous pouvez créer des trous 100 fois plus profonds sans reposer le foret, ce qui permet de gagner du temps et d’améliorer la précision.

 

Applications du perçage CNC

 

Le perçage CNC est la force motrice des produits que nous utilisons au quotidien. De l’automobile aux petites pièces électroniques, le perçage CNC est adapté à tous les secteurs. Ce tableau présente brièvement les applications du perçage CNC dans différents secteurs.

 

Industrie	Utilisation du perçage CNC
Automobile	Blocs moteurs, injecteurs de carburant et arbres
Aéronautique	Trous dans les pales de turbine, cadres d’avion et systèmes de carburant
Médicale	Fabrication d’implants orthopédiques et de composants dentaires
Électronique	Perçage de circuits imprimés (PCB) pour connexions électriques
Construction	Poutres métalliques et fixations pour bâtiments et ponts
Armement	Création de canons et de composants de précision
Marine	Fabrication de pièces de moteur, d’arbres d’hélice et de composants de construction navale

 

Conclusion

 

La technologie de perçage CNC a révolutionné la fabrication moderne. Comprendre ce procédé permet de saisir son importance. J’ai détaillé le procédé, les types et les applications de perçage dans cet article. Par exemple, le perçage est un processus contrôlé par ordinateur qui crée des trous précis. Les machines CNC suivent les instructions de l’ordinateur et créent des trous aux motifs complexes.

 

Cette opération se décline en plusieurs types, chacun ayant un objectif spécifique. Par exemple, le perçage par taraudage permet de créer des trous peu profonds pour guider des trous plus profonds. De plus, le perçage par canon est le type moderne de perçage qui crée des trous plus profonds sans produire de chaleur. Ainsi, le perçage CNC est un procédé vaste et polyvalent qui a remplacé le perçage manuel. Il est utilisé dans les secteurs de l’automobile, de l’aérospatiale, de la marine, du pétrole et du gaz.