La mécanique de précision, appelée aussi usinage CNC, est une technique de fabrication soustractive par la commande numérique par calculateur (CNC). Le principe est simple : partir d’un bloc de matière et le travailler à l’aide d’une fraiseuse numériquement contrôlée afin d’obtenir la forme finale souhaitée. C’est un procédé complètement différent de la fabrication additive. Cette dernière consiste à ajouter de la matière couche par couche afin d’avoir le résultat escompté, par l’impression 3D ou l’injection plastique principalement.

L’histoire de la mécanique de précision

C’est en 1751 que la première machine d’usinage de précision fut créée. Ce qu’on appelle un « tour de précision métallique sur chariot ». Ce dernier permettait à l’ouvrier de ne plus porter l’outil de coupe. C’est à partir de ce modèle que de nombreuses améliorations ont été réalisé.

C’est durant la Guerre Froide et par besoin d’améliorer la production de pâles d’hélicoptère que la Navy fit appel à John T. Parsons. Ce dernier a donc eu l’idée de motoriser les axes de la machine. Il a travaillé par la suite avec IBM sur la possibilité d’automatiser le procédé grâce à une assistance numérique. C’est le début de la mécanique de précision. C’est en 1952 que Richard Kegg, avec le MIT, développa la première fraiseuse CNC. En 1958, le brevet est déposé, c’est le début de la commercialisation de la première machine à usinage CNC. Et les premières entreprises de mécanique de précision font leur apparition.

Fraise pour mécanique de pécision

La technique d’usinage de précision

La machine d’usinage utilise une fraise pour modeler le bloc de matière et ainsi former le produit désiré. L’usinage de précision permet de produire des modèles à l’unité voire même en série. La fraiseuse est commandée par assistance numérique, généralement par ordinateur. C’est ce qu’on appelle l’usinage CNC (computer numeric control). Les logiciels de conception dits CAO (conception assistée par ordinateur) permettent à l’ordinateur de commander la machine et d’ainsi automatiser le procédé.

Le procédé d’usinage CNC

Tout d’abord, nous venons fixer le bloc de matière sur la table de l’imprimante. La fraise peut avoir plusieurs formes de dents, de taille et de sens. Cette dernière vient travailler le bloc par l’intermédiaire de deux mouvements : l’avance et la coupe par mouvement de rotation. Elle est fixée par une broche à plusieurs axes. La mécanique de précision peut se réaliser avec 3,4 ou 5 axes. Le nombre d’axes est déterminé en fonction de la complexité du produit. De plus, les axes permettent des mouvements verticaux, horizontaux, en hauteur et des rotations. Une fois les mouvements terminés, on extrait la pièce de la machine d’usinage. Il ne reste plus qu’à procéder aux finitions manuelles : l’ébavurage et le polissage pour finaliser la pièce.

 

Les avantages de l’usinage CNC sont qu’il est possible de réaliser des pièces détaillées et mécaniques à l’unité et en série. Il est également possible d’utiliser de nombreuses matières différentes. La mécanique de précision est donc un bon moyen de produire en série des pièces plus ou moins détaillées en métal ou en plastique par exemple. En revanche, du fait que l’on enlève de la matière pour parvenir à un résultat, elle amasse plus de déchets que l’impression 3D. Cette dernière va ajouter de la matière sur un espace vide afin de créer elle-même la pièce.

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