Effets de l'usinage CNC sur la rugosité de surface des produits de modélisation par dépôt de fil fondu

May 16, 2023

15 juillet 2022 par Mai Tao Laisser un commentaire

La modélisation par dépôt de fil fondu (FDM) est une technologie d'impression 3D qui utilise un filament de plastique fondu pour construire des objets couche par couche. Les pièces FDM sont généralement fabriquées à partir de matériaux thermoplastiques tels que l'ABS, le PLA ou le PC.

Une fois l'objet imprimé, il peut être fini en utilisant diverses méthodes, telles que le ponçage, la peinture ou l'usinage. L'usinage CNC est l'un des moyens les plus courants de finir une pièce FDM.

Il s'agit d'utiliser des outils de coupe contrôlés par ordinateur pour enlever le matériau de la surface de l'objet jusqu'à ce qu'il atteigne la forme et la taille souhaitées.

Dans la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM), une couche de plastique fondu est déposée sur une plaque de construction selon un motif prédéterminé.

Une fois la couche refroidie et solidifiée, la plaque de construction est abaissée et une autre couche est déposée sur le dessus. Ce processus est répété jusqu'à ce que l'élément souhaité soit terminé.

L'un des défis du FDM est que le processus de dépôt peut provoquer des irrégularités de surface, appelées rugosité de surface. L'usinage CNC peut être utilisé pour lisser ces irrégularités et améliorer la finition de surface d'une pièce FDM.

Dans la plupart des cas, l'usinage CNC impliquera des opérations de fraisage ou de tournage. Le processus de fraisage implique l'utilisation d'un outil de coupe rotatif pour enlever la matière de la pièce.

Le processus de tournage utilise également un outil de coupe rotatif, mais dans ce cas, la pièce est tournée tandis que l'outil reste immobile.

Ces deux processus peuvent donner d'excellents résultats en termes de rugosité de surface. En général, l'usinage CNC est une méthode efficace pour améliorer la finition de surface d'une pièce FDM.

Cependant, il convient de noter que l'usinage CNC peut également introduire de nouvelles irrégularités de surface s'il n'est pas effectué correctement.

En effet, les trajectoires d'outils générées par la machine CNC peuvent créer de petites "vallées" à la surface de la pièce. Ces vallées ne mesurent généralement que quelques microns de profondeur, mais elles peuvent être visibles à l'œil nu.

Dans certains cas, ils peuvent également affecter la fonction de la pièce. Par exemple, si un siège de soupape a une surface rugueuse, il peut ne pas sceller correctement.

De plus, la chaleur générée par le processus d'usinage CNC peut entraîner le gauchissement et la déformation du plastique, ce qui affecte davantage la rugosité de la surface.

Par conséquent, il est important d'examiner attentivement les effets de l'usinage CNC sur la rugosité de surface avant d'utiliser cette méthode pour produire des pièces.

Dans la plupart des cas, les méthodes d'usinage traditionnelles produiront une finition de surface plus lisse. Ou il est important de travailler avec un machiniste expérimenté pour s'assurer que les résultats souhaités sont atteints.

Le FDM fonctionne en chauffant le filament et en l'extrudant à travers une buse pour créer des couches. Ce processus est répété jusqu'à ce que l'objet souhaité soit créé. Il existe plusieurs façons de minimiser les effets de l'usinage CNC sur la rugosité de surface.

Une méthode consiste à utiliser une vitesse de coupe inférieure lors de l'usinage de l'objet. Cela aidera à prévenir la formation d'imperfections sur la surface.

Lors de l'usinage CNC, la vitesse de l'outil de coupe a un impact direct sur la qualité du produit fini.

Si la vitesse de coupe est trop élevée ou si la fraise se déplace trop rapidement, l'outil peut rebondir ou vibrer, créer de minuscules irrégularités à la surface du matériau.

Ces irrégularités peuvent être amplifiées lorsque l'objet est fabriqué à partir d'un matériau souple, tel que le plastique, ce qui créera une finition de surface plus rugueuse.

En réduisant la vitesse de coupe, les effets de ces technologies sur la rugosité de surface peuvent être minimisés. Cela se traduira par une finition plus lisse pour l'objet. De plus, l'utilisation d'une vitesse de coupe plus faible contribuera également à prolonger la durée de vie de la fraise.

Par conséquent, il est souvent conseillé d'utiliser une vitesse de coupe inférieure lors de l'usinage d'un objet avec une machine à commande numérique.

Une autre méthode consiste à utiliser un outil de coupe de qualité supérieure spécialement conçu pour l'usinage des plastiques.

Lorsqu'il s'agit d'usiner des plastiques, différents facteurs peuvent affecter la rugosité de surface. L'un des plus importants est le type d'outil de coupe utilisé.

Un outil de coupe de haute qualité spécialement conçu pour l'usinage des plastiques produira généralement une finition beaucoup plus lisse qu'un outil à usage général.

De plus, la vitesse et les taux d'alimentation doivent être soigneusement contrôlés pour éviter de creuser ou de déchirer le matériau. Avec un soin et une attention aux détails appropriés, il est possible de produire des surfaces très lisses avec l'usinage CNC, même sur des plastiques relativement mous.

Enfin, il est également important de s'assurer que l'objet est correctement refroidi une fois le processus d'usinage terminé. Cela aidera à prévenir le gauchissement et la déformation du plastique. En suivant ces conseils, il est possible d'obtenir une finition lisse sur une pièce FDM qui a été usinée CNC.

Bien que le FDM soit souvent utilisé pour le prototypage et la production à faible volume, il peut également être utilisé pour produire des pièces finales avec une finition de surface élevée. Voici quelques conseils pour améliorer la finition de surface avec FDM :

L'épaisseur de la couche est l'un des facteurs les plus importants pour obtenir une finition de surface élevée avec FDM. Plus les couches sont fines, plus la surface sera lisse. Cependant, les couches minces nécessitent également plus de temps et d'efforts pour imprimer, il est donc important de trouver un équilibre qui répond à vos besoins.

Un autre facteur qui affecte la finition de surface est le pourcentage de remplissage. Un pourcentage de remplissage inférieur se traduira par une surface plus lisse, mais cela affaiblira également la pièce. Encore une fois, il est important de trouver un équilibre qui réponde à vos besoins.

Enfin, le type de filament plastique que vous utilisez peut également affecter la finition de surface. Certains plastiques sont plus sujets au gauchissement que d'autres, ce qui peut provoquer des imperfections à la surface de la pièce finie. Expérimentez avec différents filaments pour trouver celui qui vous donne les résultats que vous souhaitez.

En suivant ces conseils, vous pouvez produire des pièces avec une finition de surface élevée en utilisant la fusion.

L'étude conclut que l'usinage CNC peut améliorer efficacement la rugosité de surface des produits FDM. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour optimiser les paramètres d'usinage et les conditions de traitement afin d'obtenir les meilleurs résultats.

En outre, il est important de prendre en compte les compromis entre la rugosité de surface et les autres propriétés des matériaux lors du choix d'une méthode de fabrication.

Avec la popularité croissante de la fabrication additive, le besoin de recherche sur la rugosité de surface des produits FDM continuera de croître.

Classé sous :Fabrication Marqué avec :cnc, coupe, fdm, finition, usinage, rugosité, surface