Alors que l’automatisation et l’Industrie 4.0 prennent d’assaut le monde de l’usinage, l’usinage Multiaxes devient un sujet de discussion courant dans les ateliers du monde entier. La raison ? L’usinage Multiaxes permet un usinage plus rapide et plus complexe avec moins de travail humain.
Qu’est-ce que l’usinage Multiaxes ?
Le fraisage traditionnel existe depuis plus de 200 ans, mais le fraisage 3 axes n’a été inventé qu’en 1861, lorsque Brown & Sharpe a créé la fraiseuse universelle. Cette machine, comme toutes les fraiseuses 3 axes traditionnelles, pouvait se déplacer dans trois directions linéaires. L’usinage a été rendu encore plus efficace dans les années 1950 avec les débuts de l’usinage à commande numérique.
La dernière innovation technologique, l’usinage Multiaxes, élargit les capacités de mouvement de la machine traditionnelle à 3 axes. Au lieu de se déplacer le long de trois axes linéaires simples, les machines multiaxes peuvent se déplacer dans quatre directions ou plus en ajoutant des axes de rotation et des axes linéaires parallèles. Certains centres multiaxes modernes peuvent utiliser neuf axes, mais la plupart n’en utilisent que quatre ou cinq.
Comment fonctionnent les machines Multiaxes ?
Les trois axes d’une machine verticale traditionnelle à 3 axes sont X, Y et Z : gauche-droite, vers-l’extérieur et haut-bas. La plupart des centres de fraisage 3 axes disposent d’une table fixe et d’une fraise mobile qui se déplace le long de ces trois axes ; parfois, la fraise ne se déplace que le long de l’axe Z tandis que la table se déplace le long des axes X et Y. Ce type d’usinage est idéal pour les opérations simples telles que le perçage de trous et la découpe d’arêtes.
Les machines à 4 axes fonctionnent sur les trois axes traditionnels – X, Y et Z – ainsi que sur un axe supplémentaire : l’axe A (rotation autour de l’axe X) ou l’axe B (rotation autour de l’axe Y). Les machines à 5 axes opèrent sur les axes X, Y, Z, A et B. Les machines Multiaxes peuvent évoluer vers l’utilisation de neuf axes : les axes linéaires (X, Y et Z), les axes de rotation (A, B et C – qui tourne autour de l’axe Z) et les axes linéaires parallèles (U, V et W). Les axes linéaires parallèles se déplacent dans les directions X, Y et Z. Prenons l’exemple d’un arbre creux sur une machine verticale : la tête se déplace de haut en bas dans la direction Z, mais le mouvement de haut en bas de l’arbre creux est contrôlé par l’axe W. Dans les opérations Multiaxes, les quatre à neuf axes de la machine outil interviennent tous simultanément. Imaginez que vous tenez une pièce dans votre main. Avec une machine à 3 axes, vous ne pourriez que déplacer la pièce vers le haut, le bas, la gauche, la droite, vers vous et loin de vous. Avec une machine à 4 axes, vous pouvez déplacer la pièce dans toutes ces directions tout en la faisant basculer de gauche à droite. Si vous disposiez d’une machine à 5 axes, vous pourriez ajouter à votre répertoire le basculement de la pièce vers l’avant et vers l’arrière, et ainsi de suite.
Applications d’usinage Multiaxes
Tout atelier peut bénéficier des techniques Multiaxes. Étant donné que la fraise peut se déplacer sur de nombreux axes, l’usinage Multiaxes peut permettre un usinage complet avec un seul réglage et des outils plus courts. Il n’est pas nécessaire qu’un opérateur se tienne prêt à démonter et à régler la pièce à plusieurs reprises. Cette capacité s’accompagne d’une pléthore de résultats permettant d’économiser du temps et de l’argent : moins de risques d’erreur de la part de l’utilisateur lors de la configuration, moins d’heures nécessaires, diminution du délai d’exécution, haute répétabilité et meilleure interface avec l’Industrie 4.0. L’usinage Multiaxes améliore également les états de surface car l’outil se déplace tangentiellement sur la surface de la pièce.
L’usinage Multiaxes est intrinsèquement plus puissant que l’usinage 3 axes, mais chaque type a ses propres avantages. Pour les pièces qui ont seulement besoin d’être percées sur les côtés ou autour de leur périmètre, l’usinage 4 axes peut suffire pour un usinage à un seul réglage. Pour les pièces plus complexes, comme les pièces médicales avec des surfaces inclinées et les pièces aérospatiales avec des géométries complexes et des tolérances serrées, un usinage à cinq axes ou plus peut être nécessaire.
Voici les industries qui utilisent couramment l’usinage Multiaxes :
- Aérospatiale
- Défense
- Médical
- L’énergie
- Automobile
Avantages de l’utilisation de Mastercam Multiaxes
Multiaxes de Mastercam est une puissante solution 4 et 5 axes qui peut fonctionner en conjonction avec Mastercam Mill 3D, Mastercam Router 3D, Mastercam Fraisage-Tournage, et Mastercam pour SOLIDWORKS. Ce produit maintient la connaissance du modèle de stock, une zone de sécurité 5 axes autour de la pièce usinée, et des limites d’axe d’inclinaison sur l’angle de l’outil pour éviter d’enfreindre les limites de la machine pour un usinage le plus sûr possible. Il est également doté de la technologie Dynamic Motion pour une ébauche et une finition multisurfaces exceptionnelles. Les capacités de Multiaxes, qui vont du standard à l’avancé, donnent aux utilisateurs un contrôle complet sur le modèle d’usinage, l’axe d’outil et la prévention des collisions.
Les modèles d’accès, allant de simples filaires 2D à des grilles multisurfaces complexes, guident la découpe le long de chemins prédéterminés. Ces parcours d’outils optimisés sont variés et garantissent la sécurité.
Le contrôle de l’axe de l’outil permet aux utilisateurs de spécifier l’axe de l’outil, l’avance/le retard, l’entrée/la sortie et l’inclinaison. Cette technologie oriente l’axe central de l’outil lorsqu’il suit le modèle de coupe et utilise un contrôle avancé des goujures et une zone sûre sur 5 axes pendant l’usinage pour protéger la pièce.
Le système de contrôle des collisions offre un champ de « tolérance de proximité » qui permet aux utilisateurs de choisir exactement à quelle distance ils souhaitent laisser l’outil s’approcher de n’importe quelle pièce de maintien de la pièce ou d’usinage.
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