La toupie CNC expliquée : Définition et fonctionnement

Dans les années 1980, le routeur CNC a été introduit par des entreprises pionnières comme Shopbot. Il est principalement utilisé pour découper des matériaux non métalliques comme le bois et le plastique. Aujourd'hui, elle est utilisée pour traiter des pièces dans de nombreuses industries. Cet article traite de ce qu'est une défonceuse CNC, de son fonctionnement, des matériaux qui peuvent être découpés et des perspectives.

Qu'est-ce qu'une défonceuse CNC ?

Une défonceuse CNC, dirigée par des programmes et des codes informatiques, est une machine utilisée pour le fraisage, le perçage, la gravure et le routage. Une défonceuse CNC était principalement utilisée pour couper du bois, mais elle s'est maintenant étendue à la sculpture et à la coupe de plastiques, de mousse, de verre, de métaux tendres, et bien plus encore.

Fraisage CNC vs. usinage CNC

Les principales différences entre Usinage CNC et le fraisage CNC sont la capacité du matériau et la force de coupe. L'usinage CNC fait généralement référence à des machines plus robustes telles que les fraises et les tours CNC. Une fraise CNC est conçue pour couper des métaux plus durs et a une vitesse plus lente et des forces de coupe élevées. En revanche, un routeur CNC est principalement utilisé pour découper des matériaux tendres comme le bois, les plastiques et certains métaux tendres comme l'aluminium et le cuivre. Sa vitesse est élevée et ses forces de coupe sont faibles. Le tableau ci-dessous montre la différence entre les deux :

Routeur CNC de bureau

La défonceuse CNC de bureau est une version plus petite et plus compacte d'une défonceuse CNC conventionnelle. Elle offre les mêmes fonctions de base qu'une toupie CNC plus grande, mais à plus petite échelle, principalement pour les matériaux plus légers comme les plastiques, le bois ou les métaux tendres. Elle est idéale pour le prototypage, les amateurs ou la production à petite échelle lorsque le budget et l'espace sont limités.

Comment fonctionne une défonceuse à commande numérique ?

Pour utiliser une défonceuse CNC afin d'usiner un matériau, suivez les étapes suivantes :

Tout d'abord, utilisez le logiciel de CAO (conception assistée par ordinateur) pour créer le dessin que vous souhaitez découper. Une fois le dessin prêt, passez au programme de parcours d'outils, également fourni avec la machine, pour générer les instructions de découpe. Ces instructions guideront la machine pendant le processus de découpe. Ensuite, fixez le matériau sur le banc de coupe, en veillant à ce qu'il reste fermement en place pendant l'opération. Installez ensuite la mèche appropriée. Il existe différents types de mèches de toupie CNC. Enfin, lancez le processus de défonçage. La broche se déplacera selon les instructions programmées, coupant le long des trois axes (X, Y et Z) pour exécuter le dessin. Veillez à surveiller le processus afin d'effectuer les ajustements nécessaires pour garantir la précision.

Principaux composants de la défonceuse CNC

La défonceuse CNC se compose de quatre éléments clés : le banc de coupe, la broche, le système d'entraînement et le contrôleur.

Lit est la surface plane et lisse qui accueille le matériau à traiter. Placez le matériau que vous vous apprêtez à découper sur le plateau et fixez-le en place à l'aide de pinces, de vis et d'adhésifs.

Broche est la lame qui tourne et dépasse les surfaces planes de la machine. C'est le composant de la machine qui effectue la coupe. Il effectue des coupes en faisant tourner son outil de coupe à différentes vitesses.

Système d'entraînement Le système d'entraînement est constitué des composants de la défonceuse CNC qui lui permettent de se déplacer sur trois axes (x, trois axes, à savoir y, x et Z) pendant la coupe. Un système d'entraînement qui est une unité unique comprend généralement un roulement de moteur et un mécanisme de déplacement (comme une crémaillère et un pignon).

Contrôleur contrôle le système d'entraînement. Si vous avez un plan de découpe du matériau, vous le chargez dans le contrôleur en utilisant un post-processeur pour convertir le fichier sous la forme d'un code géométrique (code G). Le contrôleur utilise ensuite le code G pour commander le système d'entraînement et effectuer la découpe du matériau.

Les matériaux peuvent être coupés

Une défonceuse CNC est capable de traiter différents matériaux. Voici quelques-uns des matériaux courants qui peuvent être découpés sur une défonceuse CNC :

Le bois : Une défonceuse CNC permet de découper différents types de bois. Les bois tendres comme le pin, le cèdre et l'épicéa, les bois durs comme le chêne, l'érable, le noyer et le cerisier, et d'autres comme le polywood et les panneaux de fibres à densité moyenne.

Plastiques : Les défonceuses CNC sont efficaces pour découper de nombreux types de plastiques. Comme l'acrylique, disponible sous forme claire, colorée et dépolie, le PC, le PVC et le PEHD ABSM.

Mousses : Les mousses sont un autre matériau qui peut être découpé, comme le polystyrène ou la mousse EVA.

Métaux doux : Bien que les défonceuses CNC ne soient généralement pas utilisées pour découper des métaux, elles peuvent traiter certains métaux plus tendres avec l'outillage approprié, comme l'aluminium ou le laiton.

L'avenir des toupies à commande numérique

À l'avenir, les fraiseuses CNC sont appelées à évoluer vers la haute performance, la multifonctionnalité, la personnalisation, l'intelligence et l'écologie.

Haute performance : Au fur et à mesure que nous avons développé les défonceuses CNC, nous nous sommes efforcés d'obtenir une plus grande précision dans le traitement de la vitesse de coupe, de l'efficacité de la productivité et de la fiabilité. Bientôt, les défonceuses CNC atteindront une grande vitesse, une haute précision et une interpolation directe à grande vitesse de surfaces et de courbes complexes, ainsi qu'une servocommande avec une réponse dynamique élevée grâce à une optimisation plus poussée de la structure de la machine, à des systèmes de contrôle avancés et à des algorithmes mathématiques efficaces en utilisant la simulation numérique et l'optimisation. La rigidité avancée et la conception statique, le contrôle de la stabilité thermique, la compensation dynamique en ligne et d'autres techniques augmentent considérablement la précision et la fiabilité.

Multi-fonctions : La combinaison de divers processus de coupe, l'utilisation de techniques multiples pour le formage, l'intégration "machine-machine" et la collaboration entre les défonceuses CNC et la robotique progressent et évoluent. De la séquence traditionnelle de processus "CAD-CAM-CNC" à celle qui est basée sur des modèles solides en 3D, la direction de traitement en une étape "CAD+CAM+CNC integration" évolue et étend le réseau constitué par l'interconnexion "machine-machine" à la direction de l'interconnexion "homme-machine-chose" et au traitement des données de grande taille qui est soutenu par l'informatique en nuage et l'informatique de pointe.

Intelligent : En utilisant des capteurs et des interfaces de communication standard, l'état de la machine-outil et les signaux et informations du processus d'usinage sont détectés et collectés. Le processus d'usinage est enseigné par les processus de transformation, d'analyse de modèles et d'exploration de données. Des informations et des lignes directrices sont créées pour aider à prendre les meilleures décisions, ce qui permet de contrôler les machines-outils et les processus. La surveillance, la prévision, le contrôle et le suivi du processus sont conformes aux exigences d'un traitement de haute qualité, efficace, flexible et adaptable. "La perception, l'interconnexion, l'apprentissage, la prise de décision et l'auto-adaptation seront les principales capacités qui composent l'intelligence des machines CNC. Le traitement de données massives dans les jumeaux numériques de l'IdO industriel, l'informatique en nuage/le traitement de pointe, l'apprentissage profond, etc. contribueront au développement futur des programmes de machines automatisées. Avancement et développement de la technologie.

Verdissement : La technologie est orientée vers les exigences du futur développement durable. Elle comprendra une conception écologique, une structure légère, une fabrication économe en énergie et respectueuse de l'environnement, une efficacité énergétique accrue, une technologie de coupe simple, une interface homme-machine confortable, ainsi que des services écologiques tout au long du cycle de vie du produit.