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Fraiseuses

Les fraiseuses font partie des machines-outils les plus utilisées dans la fabrication moderne. Vous les trouverez dans tous les secteurs, des grandes chaînes de montage aux petits ateliers d’outillage et de matriçage, et à peu près partout ailleurs. Presque toutes les industries utilisent des fraiseuses, des mini-fraises dans les laboratoires scientifiques haut de gamme à l’industrie automobile.  Découvrez la fraiseuse Supra.

Les fraiseuses sont populaires auprès de nombreux fabricants et ingénieurs, car elles permettent de produire des pièces plus complexes que celles que l’imprimante 3D moyenne peut traiter. Dans ce guide, nous vous donnerons quelques informations sur les fraiseuses, notamment leur utilisation, leur fonctionnement et les caractéristiques à rechercher lors de leur achat. Vous aurez tout ce qu’il faut savoir pour acheter votre propre fraiseuse en toute confiance.

À quoi sert une fraiseuse ?

Les fraiseuses sont des machines-outils motorisées conçues pour fraiser ou sculpter des matériaux. Les fraises utilisent une variété d’outils de coupe, y compris des lames rotatives, des forets et même des abrasifs. Les meilleures fraiseuses se caractérisent par une construction en fonte de haute qualité, des moteurs à vitesse variable, une alimentation en puissance et des outils de coupe qui se déplacent sur les axes x et y. Les fraiseuses sont utilisées dans une variété de rôles, du travail du bois au travail du métal.

Une fraiseuse est conçue pour maintenir le matériau en toute sécurité dans un étau ou autrement fixé au banc de la fraiseuse. L’outil de coupe lui-même a généralement un mouvement horizontal ou vertical, ce qui donne son nom aux deux types de fraiseuses de base : les fraiseuses horizontales et verticales.

Les fraiseuses verticales utilisent un outil de coupe rotatif qui ressemble le plus à une perceuse ou à une perceuse à colonne. Le mandrin de la perceuse est monté sur un portique au-dessus du banc de la fraiseuse et est abaissé dans la pièce à usiner.  L’outil de coupe est souvent une fraise à pointe unique. Selon les spécifications de la fraiseuse, la vitesse de rotation de la tête de l’outil varie de 500 à 50 000 tr/min.

Une fraiseuse horizontale fonctionne de manière similaire à une fraiseuse verticale, à l’exception du fait qu’elle utilise une table rotative au lieu d’un portique et que sa fraise principale est habituellement à trois ou quatre pointes. La vitesse de coupe de ces fraiseuses varie également en fonction des spécifications, mais peut atteindre 20 000 tr/min.

Les opérations exactes qu’une fraiseuse peut effectuer dépendent à la fois de la structure de la fraiseuse (horizontale ou verticale) et de l’outillage dont elle est équipée. Le fraisage en bout nécessite un outil qui ressemble beaucoup à une mèche de perceuse, le fraisage en bout en utilise un dont l’extrémité coupante est plus large, ce qui convient mieux à la finition des surfaces. Les fraises en bout et les fraises en bout ne sont pas des types de fraiseuses entièrement distincts, mais plutôt des machines équipées pour effectuer certaines opérations.

Les fraiseuses se distinguent des tours à métaux par la rotation de l’outil plutôt que de la pièce. Et contrairement aux tours, où la pièce est montée entre la poupée fixe et la poupée mobile mais au-dessus du banc, la plupart des fraiseuses fixent la pièce directement sur le banc. Plutôt que les tours, les fraises verticales, en particulier, ressemblent beaucoup aux défonceuses à bois dans leur fonction, mais les fraiseuses à usage intensif sont plus susceptibles d’être trouvées dans l’atelier d’un machiniste métallique plutôt que dans celui d’un menuisier. De quel type de fraiseuse avez-vous besoin ?

Il existe un certain nombre de machines-outils combinées qui associent des éléments d’une fraiseuse à d’autres outils courants. Les mini-fraises ne sont certainement pas la seule variation sur le thème de la fraiseuse. Les fraiseuses ressemblent beaucoup aux perceuses à colonne ou aux fraiseuses verticales simplifiées. Les rectifieuses spécialisées ou meuleuses reprennent certains éléments de la fraiseuse horizontale et les combinent avec un processus par étapes pour enlever lentement la matière d’une pièce, créant ainsi une surface plane. En ce qui concerne les “vraies” fraiseuses, il existe encore un certain nombre de choix. Les fraiseuses à genou sont des fraiseuses plus petites, souvent conçues comme des fraiseuses d’établi, qui conviennent aussi bien à l’atelier domestique qu’à l’atelier d’usinage industriel. Les fraiseuses CNC constituent l’option haut de gamme, offrant une solution de haute précision aux fabricants de pièces.

Ce qu’il faut prendre en compte lors de l’achat d’une fraiseuse

Alors, quand vient le moment d’acheter une fraiseuse, que devez-vous prendre en considération ? Il n’existe pas de fraiseuse universelle ; chaque machine sera probablement meilleure pour certaines opérations que pour d’autres. Mais avant de faire votre choix, tenez compte de ces trois considérations principales :

Taille

La taille est importante. Si vous avez besoin d’une machine capable de traiter des pièces de taille industrielle, il vous faut une fraiseuse de taille industrielle. Vous pouvez vouloir une tête de fraisage renforcée sur une fraiseuse verticale ou décider de passer directement à une fraiseuse horizontale. Les mini-fraiseuses sont plus petites que leurs homologues de taille normale, mais jusqu’où faut-il aller ?

Certaines mini-fraiseuses sont des fraiseuses d’établi typiques, capables de traiter des pièces de taille importante, mais suffisamment petites pour être placées sur une table de travail dans votre atelier. D’un autre côté, certaines fraises entrent dans la catégorie des “micro-fraiseuses” ; il s’agit de fraises vraiment petites destinées à des travaux complexes ou détaillés, par exemple sur des bijoux. N’oubliez pas non plus qu’il y a un compromis à faire en matière de stabilité avec les petites fraises. En général, plus la fraise est grande, plus elle est stable.

Les fraises peuvent être fixées au sommet d’un établi ou boulonnées directement au sol ; cette dernière solution est préférable si vous devez effectuer des découpes précises et difficiles. Les ateliers de fabrication de métaux qui manipulent de grandes pièces de métal auront besoin de fraises de taille normale ou de modèles d’établi plus grands. Si le fait de fixer votre mini-fraiseuse sur un établi offre une accessibilité et une facilité d’utilisation accrues, cela se fait au détriment de la stabilité.

Caractéristiques

Il n’est pas surprenant que la plupart des publicités pour les fraiseuses commencent par une liste de caractéristiques. Les fraiseuses doivent être utilisables, et plus votre fraiseuse possède de fonctionnalités, plus elle sera utilisable. Quelles sont les caractéristiques que vous devez rechercher ? Une liste restreinte devrait inclure :

  • Des affichages numériques, bien qu’ils ne soient pas entièrement nécessaires, les affichages numériques rendent une fraiseuse beaucoup plus conviviale.  Ils aideront également l’opérateur à maintenir des coupes exactes et précises.
  • Mouvement à 3 ou 4 axes, plus il y a d’axes de mouvement, plus la gamme d’opérations possibles sur cette fraiseuse est étendue. Les mouvements sur les axes X, Y et Z sont la norme. Les outils avec plus d’axes seront probablement capables de faire pivoter l’outil de coupe autour de la pièce, en l’engageant sous différents angles. Ou, dans le cas des fraiseuses équipées d’un plateau rotatif, la pièce elle-même peut pivoter, ce qui permet d’accéder à la pièce sans avoir à la remonter.
  • Construction en fonte, la fonte n’est pas seulement robuste, elle est aussi lourde. Le poids, sur une mini-fraise, est une bonne chose.  Il ajoute de la stabilité et améliore la précision.
  • Vitesse de la broche et spécifications de puissance – les broches à grande vitesse et les moteurs de forte puissance augmentent la capacité de perçage.
  • Inclinaison de la tête, de nombreuses fraises sont équipées de têtes à engrenages capables de couper à un angle, ce qui ajoute de la flexibilité.

Précision

Pour obtenir le nec plus ultra en matière de découpe de précision, il vous faut une fraiseuse à commande numérique. La programmation numérique par ordinateur permet à un opérateur de programmer la série exacte d’opérations que la fraiseuse doit effectuer, ce qui permet des coupes extrêmement précises et exactes. Cependant, l’ajout de fonctionnalités CNC rendra votre nouvelle fraiseuse considérablement plus chère. Cela augmentera également la courbe d’apprentissage de votre nouvelle fraiseuse.

D’autre part, vous serez en mesure de créer des coupes plus précises et des finitions lisses à l’aide de la programmation CNC, et le fonctionnement réel de la fraiseuse est simplifié. Les fraiseuses à commande numérique peuvent également être intégrées plus facilement dans les flux de travail de conception. Un amateur peut concevoir une pièce personnalisée sur un programme de CAO, exporter le fichier vectoriel vers sa mini-fraiseuse CNC et créer un programme personnalisé pour fabriquer sa pièce. Cependant, dans de nombreuses applications, la tâche à accomplir ne nécessite pas de capacités CNC. Pour ces tâches, une mini-fraiseuse manuelle suffira et sera peut-être moins chère à l’achat qu’une machine CNC.

Les fraises manuelles sont conçues pour être utilisées par une seule personne et ne comportent aucun mouvement contrôlé par ordinateur. Elles sont donc plus abordables que leurs homologues à commande numérique, mais elles sont également moins précises.

Prix

S’il est vrai que de nombreuses fraiseuses coûtent plus de 10 000 dollars, il existe de nombreuses options abordables pour tous les budgets. Alors, combien coûte une bonne fraiseuse ?

  • Pour un routeur amateur, le prix est d’environ 2 500 à 3 500 dollars pour une machine solide.
  • Les toupies CNC commencent à partir de 5 000 $ et atteignent plus de 75 000 $.
  • Les fraiseuses 3 axes coûtent généralement 45 000 $ et peuvent atteindre 100 000 $.
  • Les fraiseuses et les tours pour produits professionnels coûtent plus de 250 000 $ selon la taille et les caractéristiques. On trouve ces machines dans les ateliers d’entreprise et pour l’usinage de pièces complexes et de grande taille.