Boîte à outils pour l'usinage
Bénéficiez de conseils de conception très détaillés pour optimiser vos pièces en plastique pour l'usinage CNC. Concevoir en tenant compte de ces éléments sur l'usinage peut accélérer le temps de production et réduire les coûts associés
Optimiser la conception des pièces pour l'usinage
De nombreux facteurs de conception interviennent dans la création de pièces en plastique et en métal destinées à l'usinage CNC : le coût, la qualité, l'assemblage, la fabricabilité. Ainsi, il peut s'avérer parfois difficile de s'y retrouver. Chez Protolabs, nous fournissons une analyse de fabricabilité automatisée sur les fichiers CAO qui met en évidence les aspects de la conception de votre pièce qui peuvent être ajustés ou doivent être modifiés pour la fabrication. Un outil d'aide à la conception, optimisé et à portée de main. Pour réduire au minimum ces alertes de fabricabilité et optimiser la conception de votre pièce, nous avons créé cette boite à outils contenant plusieurs ressources d'usinage CNC qui peuvent s'avérer très utiles.
Concevoir pour les pièces usinées
→ Tolérances
→ Trous
→ Géométries profondes
→ Filetages et inserts
→ Texte
→ Rayons
Gérer les alertes critiques pour l'usinage
→ Matière non utilisée
→ Parois fines
→ Trous pouvant être filetés
→Pièce tropp large
Concevoir pour l'usinabilité
L'usinage CNC est pratiqué depuis bien longtemps et pour de nombreuses raisons. C'est l'une des technologies de fabrication les plus rapides pour les prototypes et les pièces de production finales. Vous souhaitez savoir comment optimiser vos cycles de développement de produit grâce à l'usinage CNC ? Ce livre blanc vous explique comment concevoir pour le processus de fabrication soustractive, sélectionner les matières les mieux adaptées à votre application, et simplifier le développement de nouveaux produits.
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Tolérances
Les tolérances représentent la précision dimensionnelle d'une pièce. C'est le taux de déviation acceptable des dimensions d'une pièce. Généralement, Protolabs maintient une tolérance d'usinage moyenne de ±0,1 mm ou mieux. Via notre réseau partenaire Hubs, il est possible d'atteindre une précision de ±0,010 mm. Le point fort d'une tolérance moyenne standardisée de ±0,10 mm, c'est qu'elle nous permet de lancer directement la fabrication dès que nous recevons le modèle 3D, sans avoir besoin de recourir à un schéma 2D.
Trous
En général, chez Protolabs, les trous sont fraisés plutôt que percés avec un foret. Ceci permet une plus grande flexibilité quant à la taille des trous, tout en offrant un meilleur état de surface qu'avec des trous percés. Le même outil est également utilisé pour les fentes et les logements, ce qui se traduit par une réduction du temps du cycle et du coût de la pièce. Le principal inconvénient de ce procédé est que les trous de plus de 6 mm de profondeur peuvent poser un défi, car ils ont normalement besoin d'un perçage spécifique. Il se peut dans ce cas que la pièce doive être usinée des deux côtés.
Filetage
Nous adoptons une approche plus moderne pour créer des filetages plutôt que le taraudage manuel traditionnellement utilisé. Nous utilisons une fraiseuse monopoint pour percer le profil hélicoïdal du filetage : ce procédé génère un filetage précis et un outil unique peut être utilisé pour produire de nombreux filetages partageant le même pas (nombre de filetages par centimètre). Les tailles de filetages UNC et UNF de #2 à 1/2 pouce, et les filetages métriques de M2 à M12 peuvent être réalisées avec un jeu d'outil unique. Voici la liste complète.
Texte
Protolabs est capable d'usiner du texte, à condition que l'espace entre les caractères et la largeur de tracé soient d'au moins 0,5 mm
À noter que le texte doit :
- être en creux et non en relief, une profondeur de 0,2 à 0,5 mm étant en général suffisante, parce qu'il est plus rapide de retirer de la matière.
- utiliser une police à rayons, telle qu'arial, verdana, sans-serif ou similaire, parce qu'elles sont compatibles avec les outils circulaires.
- avoir une taille de 20 points ou plus, pour garantir que l'espacement du texte est supérieur à 0,5 mm.
Parois
Les outils Protolabs contiennent des matières telles que le carbure de tungstène, un matériau extrêmement rigide qui garantit une durée de vie maximale à l'outil et une productivité avec une déformation minimale. Mais même les outils les plus solides se déforment, de même que les plastiques et les métaux usinés.
L'épaisseur minimale d'un élément chez Protolabs est de 0,5 à 1 mm et la profondeur de coupe unique maximale est de 50 mm de hauteur et 1 mm de largeur, avec un taux de finesse de 50:1. Ceci est bien adapté pour certaines matières, mais en règle générale, un ratio de 20:1 est une bonne moyenne.*
Rayons
Dans le cadre du processus d'usinage CNC, les arêtes vives d'une pièce sont rayonnées. Celles-ci sont identifiées avant le fraisage de la pièce. Pour les matières souples, les fraises sont plates et seul leur diamètre doit être pris en compte. Pour les matières plus rigides, les fraises ont en général un rayon de courbure en plus, ce qui laisse un petit rayon au fond des logements. **
Notes:
* Essayez d'ajouter des marches à vos lamages pour rigidifier votre conception.
Évitez les logements étroits et profonds, ou les géométries de pièce situées le long de hautes parois. Les vibrations de l'outil de coupe peuvent provoquer une déformation et une perte de précision ou une dégradation de l'état de surface.
**En général, le rayon est bénéfique : les congés répartissent bien les charges, les arêtes vives peuvent causer des tensions et provoquer des fissures dues à la fatigue.
Nous ébavurons chaque pièce, mais si vous envisagez d'ajouter des rayons externes pour améliorer l'aspect esthétique et la manipulation, un chanfrein de 45° est plus rapide à usiner et beaucoup plus économique.
Aide-mémoire pour l'usinage CNC :
- Angles internes : congé/rayon
- Angles externes : chanfrein
Toute pièce comportant des coins à arêtes carrées vous coûtera très cher, car le seul moyen de les créer consiste à les usiner par électro-érosion (EDM) ou à les usiner lentement avec des outils microscopiques.
Gérer les alertes critiques pour l'usinage
Matière non utilisée
Nous vous indiquons quel pourcentage sera fraisé et quel pourcentage ne le sera pas, par rapport à votre conception initiale. Les zones bleu foncé indiquent celles où la matière ne sera pas atteinte ou celles où les géométries ne seront pas formées. Vous pouvez décider soit de reprendre votre conception soit de la laisser telle qu'elle avec les modifications apportées.
Les raisons pour lesquelles l'outil ne peut pas atteindre certaines zones sont de deux ordres :
- Problème de conception générale pour l'usinage CNC, comme par exemple des trous profonds, des galeries ou des géométries internes, des filetages profonds, des contredépouilles inaccessibles, ou accessibilité à l'outil. De telles pièces risquent de dépasser les limites de n'importe quel processus CNC mais peuvent être éligibles à l'impression 3D.
- Compromis pour une fabrication rapide : trous plus profonds que 6x leur diamètre, filetages plus profonds que 3x leur diamètre, contredépouilles nécessitant un outillage spécial (t-cutters, outils de coupe woodruff ou lollipop), grandes pièces sur 5 axes ou accès limité à l'outil. Ceci tient au fait que nous ne stockons qu'un outillage standardisé. Nous sommes toujours ravis de vous prodiguer des conseils, et disposons d'un large éventail de possibilités d'usinage CNC grâce à notre réseau HUBS.
Trous pouvant être filetés
Dans le cadre de votre analyse de fabricabilité, vous pouvez facilement identifier et désigner les trous qui ont besoin de filetage, d'un simple clic sur votre modèle 3D.
Nous proposons des filetages UNF, UNC et métriques, ainsi que des inserts helicoïl et filetés. Toutefois, nous ne fournissons et n'installons pas les inserts.
Pour qu'un trou soit éligible au filetage, il doit être modelé au diamètre du perçage pilote. Le logiciel détecte les filetages éligibles, vous permettant de les choisir un par un ou tous ensemble en quelques secondes.
Parois trop fines
La tolérance de pièce standard chez Protolabs est de +/- 0,1 mm (ou ISO-2768 medium)). Les géométries de moins de 1 mm sont automatiquement signalées comme des géométries à paroi fine par le système de devis. Souvenez-vous que nous leur permettons quand même d'être usinées, de sorte que la pièce usinée peut être légèrement différente de votre conception originale. Toute paroi d'une épaisseur inférieure à 0,5 mm risque de se casser en cours d'usinage, et de se déformer ou de se plier par la suite. Dans la mesure du possible, il est recommandé de l'épaissir.
Pièce trop grande
Les dimensions maximales se rapportent à la matière première et à l'enveloppe d'usinage. En fonction de sa géométrie et des besoins de fixation, la taille maximale de la pièce peut être légèrement plus petite. Nous analysons chaque téléchargement et renvoyons des commentaires.
Découvrez les dimensions maximales de chaque matière individuelle que nous avons en stock chez Protolabs.
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Capacités d'usinage étendues grâce à notre réseau numérique
Bénéficiez de l'anodisation, de tolérances plus strictes et de tarifs dégressifs en fonction du volume grâce à notre réseau de partenaires de fabrication optimisé par Hubs. Vous y trouverez des revêtements (brunissage, nickel), l'anodisation (Type II, Type III) et le chromage à grande échelle ; des tolérances jusqu'à ± 0,020 mm ; et des pièces usinées économiques en plus grandes séries.
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