Usinage 5 axes: qu'est-ce que c'est?

À l’époque de Michel-Ange et de Léonard de Vinci, les ressources en ligne n’existaient pas, et encore moins la possibilité d’obtenir un devis CNC instantané en ligne. Les meilleurs outils disponibles étaient le burin, le marteau et des tours très élémentaires. Mais si ces grands artistes pouvaient faire des chefs-d’œuvre avec des instruments similaires, imaginez ce qu’ils auraient fait avec les instruments d’aujourd’hui et surtout ce que, vous, vous pourriez faire avec votre créativité technique et les opportunités de ce moment historique.

Vous avez incroyablement beaucoup plus d’options dont vous pouvez profiter pour répondre à vos besoins d’usinage. Et si vous cherchez à développer un chef-d’œuvre en métal ou en plastique, ou si vous cherchez à élever le niveau en matière de géométries des pièces que vous pouvez fabriquer, alors tirer parti d’équipements d’usinage CNC à 5 axes de pointe est la meilleure façon de procéder.

Qu’est-ce que l’usinage CNC à 5 axes?

Lorsque nous parlons d’usinage CNC à 5 axes, nous parlons d’une technologie plus avancée que la version traditionnelle à 3 axes, ou à 3+2 axes ou à 5 axes positionnés qui a été utilisée pendant des décennies. Ce mode particulier est capable de se déplacer dans cinq directions différentes, en permettant aux opérateurs d’avoir une approche sur cinq côtés de la pièce à usiner. La plupart des fabricants de machines CNC définissent les mouvements de leur machine en utilisant les trois points de l’axe principal : X, Y et Z (Z étant parallèle à la broche de l’outil).

Usinage continu CNC à 5 axes en cours pour une pièce en acier inoxydable

À titre de référence, les 3 axes peuvent travailler la pièce dans deux directions (X et Y), tandis que les 5 axes peuvent tourner grâce aux deux axes de rotation supplémentaires (A et B) pour soutenir l’approche de la coupe dans toutes les directions. Cela signifie que le point d’excellence de l’usinage CNC à 5 axes réside dans sa capacité à créer des formes complexes à travers une seule et même configuration, réduisant par extension le temps de travail de l’opérateur, tout en augmentant les taux de production et en permettant d’obtenir des pièces plus précises et superficiellement beaucoup mieux finies.

Représentation schématique de l’usinage continu à 5 axes

À propos des axes

Allons un peu plus loin pour découvrir ce que les 5 axes impliquent réellement dans la CNC : pour commencer, les 5 axes sont des parcours le long desquels les instruments ou les pièces peuvent se déplacer simultanément. Les principaux axes sont X, Y et Y et ils font partie du système de coordonnées cartésiennes de base, qui a été proposé pour la première fois par le célèbre philosophe et mathématicien René Descartes en 1500. Les trois lignes, également appelées points de l’axe, se croisent en un point central (l’origine).

Les deux derniers axes, A et B, sont un peu plus difficiles à visualiser, car ils tournent autour des principaux axes X et Y. Ces points supplémentaires permettent à l’usinage CNC à 5 axes d’atteindre des niveaux avancés d’optimisation opérationnelle par rapport aux autres technologies d’usinage.

Curiosité : Il existe également un axe supplémentaire, appelé C, qui tourne autour de l’axe Z, mais qui n’est généralement pas utilisé pendant les processus d’usinage CNC.

Différences entre les différents types d’usinage CNC

Avantages clés des 5 axes

Il existe de nombreux avantages à fabriquer des pièces avec le procédé CNC à 5 axes. L’un des principaux est que cet usinage vous offre beaucoup plus d’opportunités et moins de contraintes de conception, vous permettant de créer des pièces ou des projets innovants que vous ne pourriez pas créer autrement. Quel que soit le prototype ou sa grandeur, vous pourrez toujours le réaliser avec les 5 axes, en économisant temps et argent. Voici quelques autres avantages importants que vous pouvez vous attendre à obtenir :

• Configurations individuelles en cours qui réduisent le risque d’erreurs humaines d’alignement. Avec un seul positionnement, vos pièces sont achevées en une seule étape, sans avoir besoin ou avec un besoin infiniment réduit, de repositionnement, réduisant ainsi la précision et la qualité globale de la pièce finale.
• L’usinage à 5 axes dispose d’outils de coupe plus courts qui vous permettent d’abaisser la tête pour orienter correctement la fraise. Cela réduit considérablement les vibrations, diminue la pression sur la fraise même et fournit un fini de surface plus lisse.
• Choisir les 5 axes signifie opter pour une grande précision de rotation. Chaque fois que la pièce est repositionnée dans une machine à 3 axes, l’alignement de précision qui est essentiel à la qualité globale de la pièce est réduit. Avec le fait que, à 5 axes, vous pouvez compléter une pièce entière avec une seule position, ce qui signifie que, non seulement, vous réduirez le risque des erreurs citées plus haut, mais vous améliorerez également la qualité en conséquence directe de la précision.

Conclusion

Chez Weerg, toutes les pièces CNC sont produites exclusivement avec des machines CNC continues à 5 axes Hermle c42u et Mazak Smooth.

Sources et lectures complémentaires :

https://www.5-axis.org/

https://www.engineering.com/AdvancedManufacturing/ArticleID/11930/The-What-Why-and-How-of-5-Axis-CNC-Machining.aspx

https://www.mazakusa.com/machines/process/5-axis/#:~:text=The%20term%20%E2%80%9C5%2Daxis%E2%80%9D,the%20workpiece%20from%20any%20direction.

https://blogs.autodesk.com/advanced-manufacturing/2018/08/02/what-are-the-axes-in-5-axis-machining-and-why-would-you-need-them/

https://blog.swantonweld.com/what-is-5-axis-cnc-machining

https://www.engineersedge.com/manufacturing/five-axis-cnc-machining.htm