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CNC 5 axes vs CNC 3 axes : gaspillez-vous 50 % de plus sur vos projets ?

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JS

Publié
May 28 2025
  • Usinage CNC 5 axes

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Depuis son apparition dans les années 1950, l' usinage CNC 5 axes a fondamentalement transformé la fabrication de composants complexes. Cette technologie permet de réaliser en une seule opération des opérations qui nécessitaient auparavant plusieurs bridages, grâce au contrôle coordonné du mouvement de l'outil de coupe dans cinq directions.

Comment est-il possible de fabriquer à la fois des pièces aérospatiales et des objets du quotidien ? Les défis et les coûts liés à cette technologie sont-ils surestimés ? Partons de zéro et redécouvrons ensemble cette technologie qui révolutionne le secteur manufacturier.

Composants d'un centre d'usinage CNC à cinq axes

Figure 1 : Rendu CAO d'un équipement d'usinage CNC, avec le bras robotisé se préparant à fraiser des pièces circulaires.

Résumé des réponses principales

Questions fondamentales Critères de comparaison et de sélection des technologies Solutions et valeur de JS Precision
Comment choisir la technologie CNC ? Machine CNC 3 axes : Adaptée aux pièces géométriques simples et économiques. Machine CNC 5 axes : Adaptée aux pièces courbes complexes et nécessitant une précision accrue. En fonction de la complexité de vos pièces et de votre budget, nous vous proposons les solutions d'usinage CNC 3 ou 5 axes les plus rentables .
L'usinage CNC 5 axes est-il un bon investissement ? L'investissement initial est élevé, mais en réduisant le nombre de temps de serrage, en améliorant la précision (jusqu'à ± 0,005 mm) et le rendement, le coût global des projets complexes peut être considérablement réduit. Nous nous appuyons sur des centres d'usinage CNC 5 axes de pointe et sur une riche expérience pour vous aider à atteindre la liberté de conception et à accélérer le lancement de vos produits , garantissant ainsi un retour sur investissement.
Comment garantir l'exactitude des informations et maîtriser les coûts ? La clé réside dans l'adéquation entre la complexité géométrique des pièces et la technologie d'usinage. Le bridage en une seule étape de la technologie 5 axes permet de réduire considérablement les erreurs et de garantir la qualité. Nous proposons des services de processus complets , de l'analyse DFM à la fabrication de précision, garantissant que les pièces répondent aux normes les plus élevées tout en optimisant les coûts globaux du projet.

Pourquoi les pièces de précision font-elles appel à l'usinage CNC 5 axes ? JS Precision partage son expérience pratique avec vous.

Au cours des 15 dernières années, JS Precision a acquis une vaste expérience dans l'usinage CNC 5 axes. Notre expertise couvre de nombreux domaines de haute précision, tels que la fabrication de composants pour dispositifs médicaux et l'usinage de composants aérospatiaux.

Par exemple, nous avons fourni des services d'usinage CNC 5 axes à plus de 50 entreprises leaders du secteur des dispositifs médicaux à travers le monde. Nous avons usiné avec succès plus de 100 000 pièces de précision, notamment des vis en alliage de titane et des composants de prothèses articulaires. Dans le domaine aérospatial, nous utilisons notre centre d'usinage CNC 5 axes pour usiner des pièces complexes de moteurs d'avion, avec un taux de réussite supérieur à 99,8 %.

Ce guide est le fruit de plusieurs années d'expérience pratique dans le domaine de l'usinage CNC 5 axes. Vous pouvez lui faire confiance car chaque point est basé sur notre expérience concrète et nos vérifications.

Comme le souligne l' American Society of Mechanical Engineers dans ses « Normes de précision d'usinage CNC », l'usinage CNC à 5 axes présente des avantages irremplaçables pour améliorer la précision et l'efficacité de l'usinage de pièces complexes, et notre expérience est parfaitement en phase avec ce point de vue important.

Vous souhaitez en savoir plus sur les études de cas d'usinage CNC 5 axes dans votre secteur ? Contactez JS Precision et indiquez votre secteur d'activité pour recevoir gratuitement un manuel d'études de cas spécifique à votre secteur, qui vous permettra de mieux comprendre les scénarios d'application concrets.

Qu’est-ce que l’usinage CNC 5 axes ? Un guide complet de ses principes et de ses avantages

Le principe de l'usinage CNC 5 axes repose sur la possibilité pour l'outil de se déplacer dans cinq directions, dont deux en rotation. Ce type d'usinage relève du processus de découpe et de formage multiaxes, comparable à l'utilisation de la machine-outil comme d'un couteau à sculpter pour transformer progressivement une matière première métallique en une surface lisse ou une structure complexe.

L'avantage principal réside dans le fait que, lors de l'usinage, il n'est plus nécessaire de démonter et de réajuster constamment les pièces, contrairement aux méthodes traditionnelles. La machine ajuste automatiquement l'angle de coupe et, plus étonnant encore, elle permet une coupe continue en une seule passe.

Par exemple, l'usinage de pièces de haute précision telles que les aubes de turbine, qui nécessitait auparavant sept ou huit opérations, peut désormais être réalisé par découpe circulaire sur une machine-outil à cinq axes, doublant ainsi la productivité.

Le principe fondamental peut être divisé en trois points clés :

(1) Mouvement coordonné à cinq voies

La machine-outil utilise une combinaison de trois axes linéaires (les axes X, Y et Z assurant les mouvements d'avant en arrière, de gauche à droite et de haut en bas) et de deux axes de rotation (généralement désignés par A et C) pour permettre à l'outil d' approcher la pièce à usiner sous n'importe quel angle . Par exemple, lors de la fabrication d'aubes de turbine, l'outil peut effectuer une coupe verticale et s'incliner à 45 degrés pour une coupe latérale.

(2)Avantages du traitement sans retournement

Les machines-outils traditionnelles à 3 axes nécessitent de nombreux démontages et ajustements de l'orientation de la pièce lors de l'usinage de pièces complexes, tandis que le système à 5 axes modifie automatiquement la surface d'usinage grâce à la rotation des axes. À l'instar d'un appareil photo panoramique, il n'est pas nécessaire de faire pivoter manuellement le sujet, l'objectif pouvant capturer tous les angles autour de lui.

(3) Précision de la synchronisation dynamique

L'usinage et la rotation de la pièce sont coordonnés en temps réel. Lors du traitement de structures complexes, comme des rainures hélicoïdales, la broche avance tandis que la pièce tourne à vitesse constante. La synchronisation millimétrique est assurée par le système CNC, permettant une précision d'usinage finale de 0,005 mm.

Vous souhaitez mieux comprendre comment la conception de vos composants bénéficie de la technologie cinq axes ? Vous pouvez télécharger vos dessins 3D dès maintenant, et l’équipe de JS Precision vous fournira un rapport d’analyse de fabricabilité professionnel pour l’usinage CNC 5 axes.

Démontage d'une machine CNC 5 axes : 6 composants clés et leurs fonctions

1. La structure principale de la machine-outil

On peut la considérer comme la « structure » de l'équipement , généralement constituée d'une charpente en fonte ou en acier servant de support à toutes les pièces. Si cette structure n'est pas suffisamment robuste, elle risque de vibrer lors de la découpe à grande vitesse, ce qui peut entraîner des défauts dimensionnels sur les pièces.

Lors du choix de l'équipement, le prestataire de services d'usinage CNC 5 axes privilégiera la rigidité du châssis, notamment pour le traitement de matériaux durs comme l'alliage de titane aéronautique, qui nécessite un châssis robuste.

2. La structure des cinq axes de mouvement

Voici le cœur du système cinq axes ! Vous trouverez ci-dessous une description structurelle du système de mouvement de la machine-outil cinq axes :

Axe de mouvement Direction du mouvement Description de la fonction
Axe X L'établi se déplace verticalement et horizontalement.Constituant la trajectoire d'usinage de base, l'axe de mouvement essentiel pour tous les équipements CNC.
Axe Y Mouvement horizontal perpendiculaire à l'axe X. Coopérer avec l'axe X pour étendre la plage de traitement plan et former une capacité de traitement bidimensionnelle.
Axe Z L'outil se déplace verticalement de haut en bas. Le contrôle précis de la profondeur d'usinage influe directement sur la profondeur de la cavité du moule.
Axe A Mouvement de rotation autour de l'axe X. Réaliser le réglage de l'angle de la pièce pour répondre aux exigences de l'usinage de surfaces inclinées .
Axe B Mouvement de rotation autour de l'axe Y. Collaborer avec l'axe A pour améliorer les capacités de traitement spatial et étendre la plage d'angles de travail de la machine-outil.

Pour usiner une pale de turbine torsadée, la table de travail tourne tandis que l'outil s'incline, et tous les arcs peuvent être traités en une seule fois sans avoir à démonter et remonter les pièces à répétition.

3. Système de broche

Le système de broche est l'élément central de la machine-outil permettant de réaliser les opérations de coupe, et sa vitesse peut varier de plusieurs milliers à plusieurs dizaines de milliers de tours par minute.

  • La haute vitesse est adaptée aux opérations de finition (comme le polissage de la coque métallique d'un téléphone portable).
  • Un couple élevé convient aux opérations d'ébauche (comme le creusement de rainures profondes dans des pièces en acier).

Le choix de ce système est directement lié aux capacités commerciales des fabricants de centres d'usinage CNC 5 axes ; la broche de 12 000 tr/min d'un équipement 3 axes ordinaire ne peut gérer que la coupe conventionnelle des métaux, tandis que la broche à grande vitesse de 40 000 tr/min configurée dans le centre d'usinage à liaison 5 axes peut prendre en charge des commandes de micro-usinage pour des instruments de précision tels que les forets osseux médicaux .

4. Système et logiciel CNC

Le système CNC est chargé de convertir les dessins de conception en instructions d'action pour la machine-outil , y compris le matériel tel que les panneaux de commande et les processeurs, ainsi que les logiciels spéciaux de marques telles que Siemens.

Le logiciel planifie automatiquement la trajectoire des 5 axes. Par exemple, lors de l'usinage d'une turbine, le système évite automatiquement les collisions entre l'outil et la pièce, simplifiant ainsi les réglages manuels. Cette commande intelligente permet même aux débutants de réaliser l'usinage de pièces complexes avec une précision optimale.

5. Magasin d'outils et changeur d'outils

Pour le stockage des outils et le changement automatique pendant l'usinage, les mini-centres d'usinage CNC 5 axes sont généralement équipés de 12 à 24 outils, tandis que les grands centres peuvent en accueillir plus de 200 pour répondre aux besoins d'usinage multi-processus de pièces complexes. Lorsqu'un service d'usinage CNC 5 axes accepte des commandes en petites séries, le changement rapide d'outils permet un gain de temps considérable. Par exemple, l'usinage d'alliages d'aluminium peut être réalisé le matin, et celui d'acier inoxydable directement l'après-midi.

6. Accessoires auxiliaires

  • Buse de refroidissement : Pulvériser de l'eau ou de l'huile pendant la découpe pour éviter la surchauffe et la déformation du matériau.
  • Convoyeur à copeaux : Nettoyer les débris métalliques comme avec un aspirateur afin d’éviter de rayer la pièce.
  • Cas réel : Une usine de dispositifs médicaux a trouvé un prestataire de services d'usinage CNC 5 axes pour traiter des prothèses articulaires, mais ce dernier n'a pas correctement réglé le liquide de refroidissement, la surface en acier inoxydable était pleine de marques de brûlure et tout le lot de pièces a été mis au rebut.

Êtes-vous en train d'évaluerVous recherchez des équipements d'usinage CNC 5 axes pour le marché britannique ? En vous informant de vos besoins en matière de traitement, JS Precision peut vous fournir un guide de sélection des composants essentiels pour vous aider à réaliser des investissements précis.

Figure 2 : Vue en perspective d'un centre d'usinage CNC complexe à 5 axes, indiquant la disposition des composants principaux tels que la broche et le magasin d'outils.

Comment configurer le système de coordonnées CNC 5 axes : un guide étape par étape

1. Déterminer la position du point zéro d'usinage

  • Touchez la surface de la pièce à usiner avec un instrument de réglage d'outil ou une sonde pour trouver la position que vous souhaitez utiliser comme point zéro (par exemple, le coin ou le centre de la pièce à usiner).
  • Lors du traitement des aubes de turbines par JS Precision, nos ingénieurs définissent généralement le centre de la surface inférieure de l'embase de l'aube comme point zéro.

2. Saisie des données dans le système de contrôle

  • Sélectionnez G54 (ou G55, G56) sur le panneau de commande de la machine-outil et remplissez les coordonnées du point zéro mesuré (valeurs X/Y/Z).
  • Remarque : S'il s'agit d'un centre d'usinage CNC 5 axes avec plateau tournant, vous devez également saisir la valeur de l'angle initial de l'axe de rotation (axe A/C).

3. Traiter l'influence de l'axe de rotation

  • Lors de l'usinage CNC 5 axes, la pièce peut être retournée par le plateau tournant , ce qui entraîne un déplacement du point zéro.
  • Solution : Liez le système de coordonnées et l'axe de rotation dans le logiciel de programmation et laissez le système compenser automatiquement la position.

4. Vérifier le système de coordonnées

  • Lancez le programme à vide pour vérifier que l'outil est bien positionné par rapport à la pièce. Ne coupez pas directement !
  • Nos conseils : Relevez l’axe Z de 50 mm avant de réessayer, et ne vous inquiétez pas en cas de plantage.

5. Passage d'un système de coordonnées à un autre

  • Si la même pièce doit être traitée dans plusieurs zones, après avoir réglé G54, répétez les étapes ci-dessus pour définir un autre point zéro pour G55.
  • Scénarios d'application : Par exemple, lors du traitement simultané de cavités et du positionnement de trous sur un moule, l'utilisation de systèmes de coordonnées différents évite d'avoir à recalibrer l'outil.

Systèmes de coordonnées couramment utilisés en usinage cinq axes

Figure 3 : Affichage du positionnement de l'axe Y de la fraiseuse CNC, de la relation du point zéro et du décalage entre la machine-outil et le système de coordonnées de la pièce.

5 axes vs. 3 axes : comment faire la différence ?

1. Différence fondamentale

Les machines-outils à 3 axes fonctionnent comme des traceurs de coordonnées précis et ne peuvent déplacer les outils que dans trois directions linéaires (avant-arrière, gauche-droite et haut-bas) selon les axes X/Y/Z. À partir de là, les machines-outils à 5 axes possèdent deux axes de rotation supplémentaires (généralement désignés axes A/B), ce qui équivaut à doter l'outil de articulations mécaniques lui permettant de s'incliner librement pendant la coupe.

Comparaison des dimensions Usinage à 3 axes Usinage 5 axes
Axe de mouvement Axe linéaire X/Y/Z. Ajouter un axe de rotation A/B.
Complexité du traitement Surface plane/simple. Structures tridimensionnelles complexes telles que les pales de turbines.
L'intervention humaine est nécessaire Chaque étape du traitement nécessite le retournement manuel de la pièce. Découpe multi-angles entièrement automatique.
Erreur de précision ±0,1 mm. ±0,02 mm.
coût typique 70 000 $ - 210 000 $. 420 000 $ et plus.

2. Sélection de scène applicable

Choisissez 3 axes : Convient aux budgets limités (prix de l'équipement 30 à 70 % moins cher), au traitement de pièces plates/à rainure peu profonde (telles que des coques de téléphone portable) ou à la production en petits lots ( pas de programmation complexe ).

Choisissez 5 axes : lorsqu’il s’agit de structures à cavité profonde (comme les blocs-cylindres de moteur), de surfaces courbes de forme spéciale (implants dentaires) ou d’exigences de très haute précision (roulements aérospatiaux), les cinq axes peuvent réaliser en une seule opération le processus qui nécessite 5 à 6 serrages pour les machines-outils traditionnelles.

3. Équilibre entre efficacité et coût

Bien que le prix d'achat des machines-outils 5 axes soit plus élevé, leur capacité de production en continu permet de gagner plus de 60 % de temps de travail lors de l'usinage de pièces complexes telles que les moules automobiles. Par exemple, la fabrication de turbines de turbocompresseur en alliage d'aluminium nécessite 7 jours et 3 réglages manuels pour une machine 3 axes, tandis qu'une machine 5 axes réalise l'opération entièrement automatiquement en seulement 2 jours.

La différence entre un système à 5 axes et un système à 3 axes

Figure 4 : Montre la structure des axes des fraiseuses CNC, des différences de configuration de base à trois axes aux différences de configuration à cinq axes de haute précision.

Quels secteurs industriels dépendent le plus de la technologie d'usinage CNC à 5 axes ?

1. Industrie médicale

  • Caractéristiques de la demande : Les implants humains (tels que les articulations et les plaques osseuses) doivent s'adapter parfaitement à la structure anatomique du patient, avec des exigences de précision comparables à l' épaisseur d'un cheveu (tolérance ±0,01 mm), et les matériaux doivent être biocompatibles et avoir une surface lisse.
  • L'avantage des services d'usinage CNC 5 axes de JS Precision : nous pouvons usiner des surfaces complexes en une seule opération et proposons une solution complète, allant des articulations en alliage de titane aux implants osseux poreux, en fonction des besoins personnalisés des patients. Un seul serrage suffit pour réaliser la gravure de surfaces de formes spéciales, évitant ainsi les multiples réglages nécessaires aux procédés traditionnels.
  • Applications typiques : structure à rotule des prothèses de hanche, surface poreuse des dispositifs de fusion vertébrale et canaux de précision des instruments chirurgicaux mini-invasifs.

2. Industrie électronique

  • Solution au problème : Les produits électroniques privilégient la finesse et la légèreté, mais les petits composants tels que les dissipateurs thermiques et les interfaces de puces nécessitent une précision extrêmement élevée (par exemple, la tolérance des emplacements de cartes SIM de téléphones portables doit être inférieure à 0,05 mm).
  • Spécifications techniques de JS Precision : Les chanfreins incurvés des coques en aluminium et les fentes internes pour cartes peuvent être usinés en parallèle par notre centre d’usinage CNC 5 axes, et même les trous de positionnement des circuits imprimés sont gravés sur la surface métallique pour éviter les erreurs de connexion multi-processus.
  • Exemples de produits : Boîtier métallique intégré pour ordinateur portable, radiateur pour station de base 5G, support pour plaquette de semi-conducteur.

3. Traitement personnalisé

  • Révolutionner les pratiques traditionnelles : autrefois, la validation manuelle prenait 2 à 3 semaines . Désormais, les machines CNC 5 axes peuvent transformer des conceptions complexes (comme des prototypes d’engrenages) en objets physiques en 48 heures, et travailler des matériaux allant du plastique à la fibre de carbone.
  • La valeur fondamentale de JS Precision : nos ingénieurs peuvent rapidement vérifier la faisabilité de structures de formes spéciales. Par exemple, les maquettes en argile d’automobiles sont directement transformées en pièces métalliques fonctionnelles testables, ce qui raccourcit le cycle de développement de 60 %.
  • Cas typiques : Moulage en une seule étape des articulations de pliage des drones et restauration précise des surfaces occlusales des prothèses dentaires personnalisées.

4. Aérospatiale

  • Exigences ultimes : réduction du poids des aubes du moteur d’avion d’un gramme, permettant une économie de carburant de deux tonnes par an. Les supports des satellites doivent être à la fois légers et résistants aux radiations, et leur structure d’optimisation topologique est aussi complexe qu’un réseau vasculaire.
  • Seuil de service d'usinage CNC 5 axes : Nous avons obtenu la certification aéronautique AS9100 et pouvons fournir un traitement au niveau du micron pour des composants clés tels que les chambres de carburant des moteurs de fusée, et même réaliser un fraisage au lieu d'un meulage, en fraisant directement un effet miroir (Ra≤0,1μm).
  • Produits transformés par notre société : injecteurs de carburant pour engins spatiaux (précision jusqu’à 1 micron), profil aérodynamique incurvé pour aileron d’aile, canal de refroidissement pour tuyère de moteur-fusée.

Comment réduire les coûts d'usinage CNC 5 axes : 4 stratégies pratiques pour optimiser votre budget

1. Faites attention au prix des machines-outils

Le prix des machines-outils à commande numérique (CNC) à cinq axes est influencé par de multiples facteurs. Les modèles standards coûtent généralement plusieurs centaines de milliers de dollars, tandis que les configurations haut de gamme peuvent dépasser les millions de dollars. Cette fluctuation de prix dépend principalement du positionnement de la marque, de la gamme d'usinage, de la configuration technique et du niveau d'automatisation.

Prenons l'exemple d'un équipement de taille moyenne : le prix du modèle de base se situe entre 100 000 et 200 000 dollars américains, mais s'il est nécessaire d'augmenter la capacité de traitement ou d'ajouter des modules de surveillance intelligents, le coût total peut doubler.

Il convient de noter que les entreprises du secteur de l'usinage CNC 5 axes au Royaume-Uni ont tendance à choisir des modèles équipés de systèmes de compensation thermique, qui peuvent corriger automatiquement les déformations causées par la température ambiante et sont particulièrement adaptés à la fabrication de moules de haute précision.

2. Composition des coûts principaux

Le bâti de la machine-outil représente environ 25 à 30 % de l'investissement total. Cette pièce est généralement réalisée par moulage en sable résine afin d'améliorer son absorption des chocs. Cependant, le coût principal est lié au composant essentiel du système de commande de mouvement. Ce rail de guidage à rouleaux de précision importé peut coûter jusqu'à trois fois plus cher que son équivalent local, mais garantit une précision de positionnement répétable stable de ±0,003 mm .

Pour ceux qui envisagent l'achat d'un centre d'usinage CNC 5 axes , veuillez noter que la prime pour les équipements d'occasion dotés d'une table rotative à entraînement direct dépasse généralement 15 %, car leur vitesse de rotation de 800°/s améliore considérablement l'efficacité de l'usinage de surface.

3. Sélection du système logiciel

Le système de commande avec fonction d'usinage adaptatif coûte environ 20 % plus cher que la version de base, mais il optimise automatiquement les paramètres de coupe et prolonge la durée de vie des outils de 30 %. L'ajout d'un système de changement d'outils automatique (par exemple, un magasin d'outils à 24 postes) augmente le coût de l'équipement de 80 000 à 120 000 dollars américains, mais cette configuration permet de réduire le temps de changement d'outils à moins de 10 secondes pour la production en série.

D'après les statistiques de la British Manufacturing Association, le coût d'ajout d'un bras robotisé à une machine 5 axes de conception modulaire est 40 % inférieur à celui de l'achat direct de la machine complète. Dans notre entreprise, la machine-outil 5 axes permet d'améliorer l'efficacité globale de plus de 45 % en réduisant le nombre de cycles de serrage.

Par exemple, pour l'usinage des aubes de moteurs d'avion, le procédé traditionnel nécessite cinq opérations , tandis que l'équipement cinq axes permet une usinage en une seule étape de serrage . Ceci permet non seulement de gagner 70 % de temps auxiliaire, mais aussi de maintenir le taux de rebut en dessous de 0,05 %. Pour des pièces de précision dont le prix unitaire dépasse 1 500 livres sterling, cela représente une perte de matière de près de 10 000 livres sterling pour 1 000 pièces produites.

4. Suggestions de maîtrise des coûts

  • Stratégie de combinaison de composants : un alliage d'aluminium léger est utilisé pour les structures non porteuses, et les principaux composants de transmission conservent des configurations importées.
  • Profitez-en pour acheter : certains fabricants britanniques d’équipements proposent des remises à durée limitée en fin de trimestre. Lors d’une récente vente de centres d’usinage CNC 5 axes, le prix du modèle standard a baissé de 12 %.
  • Intelligence par phases : configurer initialement le système de capteurs de base, puis se connecter progressivement à la plateforme Internet des objets dans une phase ultérieure.
  • Modèle de collaboration régionale : Sélectionner plusieurs entreprises d’usinage CNC 5 axes appropriées à proximité pour construire conjointement un centre technologique et partager le droit d’utiliser des équipements de haute valeur.

Augmentation de la vitesse de traitement de 70 %, réduction des coûts de 45 % : comment la commande numérique 5 axes apporte des avantages significatifs aux implants médicaux

Contexte de l'affaire

Notre client est une entreprise leader dans le domaine des dispositifs médicaux, qui développe une nouvelle génération de tiges fémorales artificielles en alliage de titane pour les articulations de la hanche. Ce composant présente des surfaces anatomiques complexes et répond à des exigences extrêmement élevées en matière de biocompatibilité et de stabilité à long terme.

Plus précisément, l'exigence principale demandée par le client était d'atteindre une précision extrême de ±0,01 mm pour assurer une correspondance parfaite avec l'os du patient, tout en exigeant une finition de surface semblable à un miroir (Ra≤0,1μm), ce qui est très important pour favoriser efficacement l'ostéointégration.

Dans les premières phases de ce projet, le client a utilisé un usinage CNC 3 axes traditionnel avec de multiples opérations de bridage. Les problèmes rencontrés étaient les suivants :

  • Les serrages répétés ont engendré une situation où les erreurs cumulatives ne permettaient pas de garantir les tolérances sur les surfaces critiques, ce qui a entraîné un taux de rebut élevé.
  • Par ailleurs, l'usinage total de chaque pièce nécessitait plus de 5 heures, dont un temps considérable consacré aux réglages manuels.
  • Compte tenu du taux de rebut élevé des matériaux en alliage de titane et des coûts de main-d'œuvre, le coût unitaire était excessivement élevé.

La solution de JS Precision

Pour répondre aux besoins du client, nous avons fourni une solution complète basée sur un centre d'usinage CNC 5 axes haut de gamme. Nous avons mis en œuvre une stratégie d'usinage « configuration unique, mise en forme complète ».

La première chose que notre équipe technique a faite a été de mener une analyse approfondie de la faisabilité de fabrication (DFM) , en apportant des modifications optimales à la trajectoire de l'outil pour garantir que celui-ci puisse couper en continu au meilleur angle à partir de surfaces anatomiques complexes.

De plus, nous avons utilisé une broche à grande vitesse et un système de refroidissement de précision pour que le fraisage direct permette d'obtenir un fini miroir (Ra ≤ 0,1 µm ). Ainsi, nos clients ont économisé les étapes de traitement ultérieures et les coûts de polissage.

Résultats obtenus

Cette solution a permis de réaliser d'énormes gains d'efficacité.

  • L'efficacité d'usinage a fait un bond en avant, le temps de traitement d'une seule pièce diminuant considérablement de 5 heures à 1,5 heure, avec une augmentation d'efficacité pouvant atteindre 70 %.
  • La qualité du produit a été fondamentalement améliorée : le taux de rendement a atteint 99,9 %, répondant parfaitement aux exigences de précision et de finition de surface de qualité médicale.
  • Le coût unitaire global a diminué d'environ 45 %, permettant ainsi à nos clients de bénéficier d'un avantage concurrentiel important sur un marché hautement concurrentiel et d'accélérer la mise sur le marché de produits innovants.

Vous souhaitez également réduire les coûts de traitement de vos pièces médicales et améliorer votre efficacité ? En soumettant vos besoins de traitement à JS Precision, vous bénéficiez gratuitement d’une solution de réduction des coûts basée sur l’usinage CNC 5 axes, vous permettant ainsi de renforcer votre compétitivité sur le marché.

Pièce usinée CNC 5 axes

Figure 5 : Tige fémorale d’une prothèse de hanche en alliage de titane

Comment choisir le bon service d'usinage CNC 5 axes ?

1. Examinez le matériel informatique.

Demandez directement au fabricant la marque des machines-outils (par exemple, DMG en Allemagne ou Mazak au Japon) utilisées pour l'équipement, ainsi que leur ancienneté. En tant que fabricant établi, nous disposons généralement de plus de 10 centres d'usinage CNC 5 axes , ce qui nous permet de traiter simultanément des commandes importantes et urgentes.

Il convient de vérifier la vitesse de broche (au moins 12 000 tr/min) et la précision de positionnement (de préférence à ±0,005 mm près). Les configurations de la machine pour l’usinage des alliages d’aluminium et de titane sont très différentes.

2. Tester la force technique

Il est nécessaire de voir des exemples de traitement de pièces similaires, comme les surfaces de jonction de dispositifs médicaux ou les hélices d'avions. Nous vous fournirons une vidéo du processus de fabrication et vous montrerons même comment notre atelier gère sur place une tolérance ultra-précise de ±0,01 mm.

3. Comparer la flexibilité du service

Testez la rapidité de réponse : envoyez un dessin simple pour savoir combien de temps il faudra pour obtenir un devis, et l’équipe professionnelle de JS Precision vous communiquera le plan de traitement sous 24 heures.

Veuillez indiquer la quantité minimale de commande . Nous proposons également des services de personnalisation pour les petites et grandes séries. Même pour les plans complexes, nous pouvons vous répondre sous 24 heures.

4. Calculer le coût global

Il est nécessaire de vérifier les détails des coûts fournis par le fournisseur et d'accorder une attention particulière au nombre de processus de contrôle qualité et à l'existence de frais supplémentaires pour la conception de l'outillage.

Vérifiez les coûts cachés avant de signer un contrat : par exemple, le montant supplémentaire requis pour des matériaux spéciaux (comme le plastique PEEK) et s’il y a des frais supplémentaires pour la modification des plans.

FAQ

1. Que signifie précisément le terme « liaison à 5 axes » ?

La liaison à cinq axes fait référence au mouvement synchrone des axes linéaires X/Y/Z et des axes rotatifs A/B, permettant ainsi à l'outil de maintenir en permanence l'angle de coupe optimal et de réaliser un serrage et un formage uniques de surfaces courbes complexes.

2. De combien cet équipement est-il plus cher que celui à 3 axes ?

Le prix d'un équipement à cinq axes est généralement 3 à 5 fois supérieur à celui d'un équipement à trois axes, soit environ 210 000 à 700 000 dollars américains, en fonction de la précision de la configuration.

3. Pourquoi est-il adapté au traitement des pales de turbines ?

La liaison à 5 axes permet d'ajuster l'angle de l'outil, de réaliser en une seule opération le traitement complexe de la surface courbe et de la paroi mince de la roue, garantissant ainsi la précision et évitant les interférences.

4. Quelles compétences les opérateurs doivent-ils posséder ?

Le fonctionnement sur 5 axes nécessite la maîtrise de la programmation CNC, du débogage système, de la gestion des outils, de la prévention des collisions et de l'analyse des dessins 3D.

5. Une machine CNC 5 axes peut-elle utiliser les mêmes outils qu'une machine CNC 3 axes ?

En principe, elle est universelle. Cependant, pour tirer pleinement parti de l'usinage 5 axes rapide et efficace, nous recommandons généralement l'utilisation d'outils plus spécialisés et robustes, tout en exigeant une rigidité et un équilibrage bien supérieurs des porte-outils.

6. Comment l'usinage 5 axes contribue-t-il à réduire les coûts globaux ?

L'usinage multifacettes à 5 axes s'effectue en un seul bridage, réduisant considérablement le nombre de bridages et la fréquence des opérations secondaires, et par conséquent les erreurs cumulées et le taux de rebut. Il permet de raccourcir significativement le temps de traitement global et le coût de main-d'œuvre.

7. Fournissez-vous une analyse DFM (Design for Manufacturability) pour les CNC 5 axes ?

Oui, nous accordons une grande importance à l'analyse DFM. JS Precision offre à ses clients des services d'analyse DFM gratuits. Forts d'une solide expérience en usinage 5 axes, nos ingénieurs vous accompagnent dans l'optimisation de la conception de vos pièces, vous permettant ainsi de réaliser des économies de temps et d'argent.

8. Comment obtenir des devis en temps réel pour l'usinage CNC 5 axes ?

Obtenir un devis instantané est très simple. Rendez-vous sur le site web de JS Precision et utilisez notre système de devis en ligne pour télécharger votre fichier de conception 3D. Notre système calculera immédiatement un devis préliminaire et une estimation du délai de livraison, aux formats STEP ou IGES.

Résumé

La technologie d'usinage CNC 5 axes présente des avantages dans la fabrication de pièces complexes, notamment en termes de contrôle précis des détails des pièces et des effets de traitement de surface.Bien que son coût d'achat initial soit supérieur à celui d'un équipement de traitement classique, il s'avère très rentable sur le long terme. Le temps de traitement est considérablement réduit, le taux de conformité des pièces produites est élevé, les retouches et les réparations ultérieures sont moins fréquentes, et le coût global est ainsi diminué.

Dans le cadre de la modernisation de leur industrie manufacturière, de nombreuses entreprises rencontrent des difficultés techniques liées à la précision d'usinage. Celles qui en ont besoin peuvent contacter JS Precision. Nos services d'usinage CNC 5 axes incluent une consultation gratuite sur les solutions d'usinage et des conseils de production personnalisés.

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Équipe de précision JS

JS Precision est une entreprise leader du secteur , spécialisée dans les solutions de fabrication sur mesure. Forte de plus de 20 ans d'expérience et de plus de 5 000 clients, elle propose des services complets de fabrication, notamment l'usinage CNC de haute précision, la fabrication de tôlerie , l'impression 3D , le moulage par injection , l'emboutissage et d'autres prestations de fabrication intégrées.

Notre usine est équipée de plus de 100 centres d'usinage 5 axes de pointe, certifiés ISO 9001:2015. Nous fournissons des solutions de fabrication rapides, efficaces et de haute qualité à des clients dans plus de 150 pays à travers le monde. Qu'il s'agisse de petites séries ou de personnalisations à grande échelle, nous répondons à vos besoins avec une livraison express sous 24 heures. Choisir JS Precision, c'est opter pour l'efficacité, la qualité et le professionnalisme.
Pour en savoir plus, consultez notre site web : www.cncprotolabs.com

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Spécialisé dans l'usinage CNC, l'impression 3D, le moulage d'uréthane, l'outillage rapide, le moulage par injection, le moulage de métaux, la tôle et l'extrusion.

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