Qu'est-ce que le fraisage de forme et comment fonctionne-t-il ?

En tant que fabricant professionnel, il peut être frustrant de comprendre tous les processus de travail des métaux et de les intégrer à votre flux de travail. En effet, le travail des métaux comporte de nombreux aspects, qui sont également décomposés en tâches spécifiques.

Chaque tâche vise à fournir les résultats requis de manière efficace. Vous ne pouvez même pas exempter le fraisage car opérations de fraisage Il existe différents types d'usinage. L'usinage de pièces complexes est généralement une expérience délicate, d'où la nécessité du fraisage de forme.

Dans cet article, nous aborderons tout ce que vous devez savoir sur les fraiseuses à forme. Cela comprend ses utilisations, ses applications, son fonctionnement, ses avantages et ses inconvénients, et sa comparaison avec d'autres types de fraisage. Lisez la suite pendant que nous vous guidons tout au long du processus.

Qu'est-ce que le fraisage de forme ?

Le fraisage de forme est un procédé de fabrication qui consiste à usiner des formes complexes dans une pièce spécifique à l'aide d'une fraise de forme. Contrairement au fraisage conventionnel, il consiste à reproduire de manière répétée et précise un contour ou un profil.

Vous pouvez utiliser ce procédé dans les industries qui nécessitent une qualité et une précision élevées, comme dans la fabrication d'appareils médicaux, l'automobile et l'industrie aérospatiale. Vous pouvez l'utiliser pour diverses tâches telles que la création de moulures décoratives, la découpe de dents d'engrenages, la réalisation de Pièces fraisées CNC, etc.

L'un des principaux avantages du fraisage de formes est qu'il permet de créer des formes complexes, qui auraient été difficiles ou impossibles avec d'autres types de fraisage. Cette capacité unique le rend très utile lors de la création de composants fraisés CNC présentant des contours, des rainures et des profils uniques.

De plus, l'outillage de formage a beaucoup évolué, ce qui rend le processus rentable. La combinaison de l'outillage avancé et du contrôle précis garantit que les fabricants travaillent avec des budgets serrés tout en offrant une qualité élevée.

De plus, vous pouvez personnaliser vos fraises de forme pour qu'elles répondent aux exigences de votre projet. Cela vous offre une cohérence et une meilleure précision.

À quoi sert le fraisage de forme ?

Ce procédé d'usinage est utile pour créer des formes composées, des profils ou des contours sur des pièces. Il consiste également à utiliser des fraises qui ont un contour ou une forme spécifique correspondant à un profil spécifique sur votre matériau de travail.

Cette technique est adaptée aux industries qui nécessitent une grande précision, comme l'industrie aéronautique et automobile. L'un des aspects importants du processus de fraisage de formes est qu'il permet de créer des géométries complexes, ce qui peut s'avérer difficile avec d'autres processus d'usinage.

Par exemple, vous pouvez les utiliser pour fabriquer des rainures de clavette, des engrenages et d'autres composants nécessitant un profil ou une forme particulière. De plus, la géométrie de la coupe vous permet de reproduire la forme souhaitée avec une grande cohérence et précision.

Vous pouvez également l'utiliser pour des surfaces irrégulières et courbes. La méthode est également utile lors de la fabrication de surfaces irrégulières comme les contours présents sur les profils de came ou les pales de turbine. Le fraisage de forme est également important lorsque vous devez reproduire les formes détaillées de manière répétée, c'est-à-dire lors de la production d'outils personnalisés et de moules de matrice.

En fonction du matériau et de la conception, vous pouvez réaliser le processus à l'aide d'une machine CNC, verticale ou horizontale. Il est applicable dans différentes industries qui exigent des composants de haute qualité et une grande précision, ce qui le rend très important dans les tâches de fabrication d'aujourd'hui.

Matériaux utilisés pour la fabrication des outils de coupe de fraisage de forme    

Les outils de coupe pour fraisage de forme sont disponibles dans différents matériaux. Chacun de ces matériaux diffère en termes de résistance à la température, de dureté, de tranchant et de durabilité. Le type de matériau que vous choisissez détermine les performances de l'outil et sa durée de vie. Il est donc important de vérifier soigneusement les propriétés du matériau pour vous assurer qu'il répond aux exigences de l'application.

Carbure:

Le carbure est un matériau très durable doté de propriétés exceptionnelles telles qu'une résistance élevée à l'usure et à la température. En raison de sa dureté, vous pouvez l'utiliser pour des opérations à grande vitesse et des applications où vous devez usiner des matériaux durs. Les outils en carbure sont également faciles à entretenir car leurs tranchants restent tranchants plus longtemps.

Céramique:

Bien que les outils de coupe en céramique présentent une excellente résistance à la chaleur, ils peuvent facilement se casser. Par conséquent, vous devez éviter d'utiliser ces outils pour des applications lourdes.

Acier rapide (HSS):

Les outils de coupe en acier rapide sont très résistants et conviennent à de nombreuses applications de fraisage. En raison de leur dureté, ils peuvent supporter des vitesses de coupe élevées. Le principal inconvénient de l'acier rapide est sa faible résistance à l'usure.

Acier au cobalt :

Il s'agit d'un meilleur choix de matériau que le HSS. L'acier au cobalt est un acier durable avec une résistance élevée à la chaleur. Vous pouvez utiliser des outils en acier au cobalt pour usiner des matériaux très résistants. L'acier au cobalt convient aux opérations de fraisage de formes. 

Cermet :

Ce matériau est une combinaison de composants métalliques et céramiques. Il combine donc la résistance de ces deux composants. Le cermet est dur et rugueux et peut résister à l'usure. Il convient aux applications qui nécessitent de la précision.

Les outils d'usinage de forme en carbure restent le meilleur choix dans la plupart des applications en raison de leurs propriétés exceptionnelles telles que la résistance à la chaleur, la grande dureté et la résistance élevée à l'usure. De plus, sa durabilité et sa facilité d'entretien le rendent populaire pour la plupart des tâches de fabrication.

Avantages du fraisage de forme

Les fraiseuses de formage présentent de nombreux avantages, parmi lesquels :

Polyvalence

Vous pouvez utiliser des fraiseuses de forme pour différents types de matériaux tels que l'acier, les plastiques, la céramique et même les composites. En raison de leur nature flexible, vous les trouvez utilisées dans diverses applications et industries. De plus, ses performances sont de premier ordre, offrant des coupes fines et lisses.

Précision de haut niveau

L'un des principaux avantages du fraisage par formage est son haut niveau de précision. Les outils utilisés pour ces processus sont dotés de fraises spéciales qui leur permettent de découper différentes formes avec précision. Dans les applications où la précision est une préoccupation majeure, vous pouvez opter pour ce procédé d'usinage. Par exemple, une fraiseuse par formage est très importante dans les secteurs de l'automobile et de l'aérospatiale.

Formes complexes

Le fraisage de formes joue un rôle important en aidant les fabricants à créer des formes très difficiles. Ce processus d'usinage peut vous aider à créer des surfaces courbes et à réaliser des formes détaillées avec précision, créant des surfaces très difficiles avec moins de contraintes.

Usinage en une seule passe

Les outils de fraisage de forme vous permettent de créer des conceptions complexes en une seule étape. Cela signifie que vous n'avez pas besoin de passer par plusieurs étapes pour obtenir le design souhaité. Globalement, cet avantage augmente la productivité et réduit les erreurs possibles.

Rentabilité

Les fraises personnalisées peuvent être coûteuses, mais elles constituent un bon investissement. Elles sont rentables car elles réduisent l'usure et les coûts de maintenance. L'usinage en une seule passe convient à la production en grande série.

Inconvénients du fraisage de forme

Difficile à mettre en place

Il est très difficile de régler des fraises de forme car le processus prend plus de temps. Lors de la configuration, vous devez vous assurer que l'outil et la pièce sont correctement alignés. Vous avez besoin d'expertise et d'une meilleure planification si vous devez usiner des surfaces complexes. Cela vous évitera des erreurs et évitera que votre configuration soit maladroite.

Plus de finitions

L'usinage de forme ou le fraisage produit une finition décente, aussi faible que 0.8 μm en général. Pour des niveaux plus élevés, vous aurez toujours besoin d'une finition supplémentaire. En effet, la surface fraisée n'a pas l'air lisse et fine. Dans ce cas, vous devez polir ou meuler la surface pour obtenir une meilleure finition. La finition supplémentaire augmentera le temps de production ainsi que le coût.

Portez

Lors des opérations, il y a généralement un contact entre votre pièce et l'outil de coupe. Vous pouvez effectuer ce processus à des pressions extrêmes et à très grande vitesse, ce qui peut entraîner une usure de l'outil au fil du temps. L'usure de l'outil sera plus fréquente si vous usinez des matériaux plus durs. Vous devez changer fréquemment les outils usés car ils peuvent réduire la précision, ce qui peut affecter la productivité.

Temps d'usinage prolongé

Cela peut prendre plus de temps, surtout si vous souhaitez obtenir des formes difficiles à réaliser. Il faut faire preuve d'une extrême minutie et d'une grande précision pour y parvenir. À long terme, cela augmentera le temps de production.

Compatible uniquement avec les formes 2D et 2.5D

Contrairement à certains processus d'usinage qui fonctionnent avec des formes 3D, le fraisage de forme ne peut fonctionner qu'avec des formes 2D et 2.5D. Par conséquent, il n'est pas applicable aux contours 3D et autres moules complexes.

Comment fonctionne le fraisage de forme ?

Le fraisage de forme consiste à créer des profils, des contours ou des formes complexes sur une pièce spécifique. Il fonctionne avec un outil personnalisé (fraises formées), qui présente une géométrie correspondant à la forme que vous souhaitez usiner. Ce processus allie efficacité, précision et personnalisation pour créer des composants complexes utiles dans plusieurs secteurs, notamment la fabrication industrielle, l'automobile et l'aérospatiale. 

Le processus de fraisage de forme commence par le choix de la fraise la mieux adaptée à vos besoins. Ces fraises sont généralement fabriquées à partir de matériaux très durables, tels que le carbure, l'acier rapide, etc. Vous devez faire votre choix en fonction du matériau de votre pièce et des exigences d'usinage. La forme de la fraise doit correspondre au contour que vous souhaitez usiner.

Ensuite, il faut monter la pièce de manière sécurisée, verticalement ou horizontalement. Cela dépend de la configuration de votre machine. Vous alignez ensuite la fraise avec votre pièce au point de départ de votre choix. Une fois que vous l'avez correctement configurée, votre fraiseuse doit faire tourner la fraise pendant que vous y introduisez votre pièce. Ce mouvement relatif formé entre votre pièce et la fraise assure un retrait précis du matériau, créant ainsi la forme souhaitée.

Vous pouvez également effectuer des fraisages de forme ou d'autres opérations similaires. processus d'usinage en plusieurs passes ou en une seule passe. Cela dépend de la complexité du profil et de la profondeur de la coupe. Il est conseillé d'utiliser l'usinage en une seule passe lorsque vous souhaitez obtenir une précision et une efficacité élevées, en particulier pour les profils assez complexes. Pour obtenir des conceptions plus complexes ainsi que des coupes plus profondes, vous aurez peut-être besoin de plusieurs passes pour éliminer soigneusement la matière et obtenir une précision et une exactitude appropriées. 

De plus, vous devez contrôler soigneusement la profondeur de coupe, les vitesses d'avance et la vitesse de coupe pour obtenir une finition lisse. Vous pouvez également utiliser des lubrifiants ou des liquides de refroidissement pour empêcher l'usure rapide de vos outils et pour éviter une éventuelle surchauffe, en particulier lorsque vous usinez des matériaux durs.

Bien que le processus ne fonctionne que pour les types de formes 2D et 2.5D, il permet de fabriquer des composants tels que des cannelures, des engrenages, etc. Vous pouvez également l'utiliser pour créer des formes cohérentes lors de la fabrication en vrac.

Types de fraises de forme

Les fraises de forme peuvent vous aider à obtenir certains profils et formes. Ces outils excellent dans la création de géométries complexes. Par conséquent, ils peuvent vous aider à créer des composants complexes avec des caractéristiques détaillées. Par conséquent, ces fraises sont disponibles en différents types en fonction de l'application pour laquelle vous les utilisez. Voici les types courants de fraises.

Fraises à arrondir les coins

Si vous devez créer des bords arrondis, optez pour des fraises à arrondir les coins. Ces fraises ne créent pas seulement des bords arrondis, mais vous aident également à réaliser des filets parfaits sur tous les coins de votre pièce. Les fraises à arrondir les coins sont idéales à des fins esthétiques, car elles vous aident à éliminer les bords tranchants de la surface sur laquelle vous travaillez.

Ces fraises réduisent la friction et la contrainte sur les composants ; elles fonctionnent donc parfaitement dans les applications exposées à des contraintes extrêmes. Les fabricants peuvent choisir parmi différentes tailles de fraises à arrondir les angles. Par conséquent, assurez-vous de choisir la taille appropriée pour vos profils.

Fraises convexes et concaves

Ces types de fraises peuvent créer des profils convexes ou concaves. Les profils convexes se courbent vers l'extérieur, tandis que les profils concaves se courbent généralement vers l'intérieur. Les fraises convexes et concaves sont applicables pour créer des surfaces courbes. Alors que vous pouvez utiliser des fraises convexes pour usiner des formes très courbées, les fraises concaves peuvent vous aider à réaliser des rainures ayant un profil courbé.

Ces fraises peuvent vous aider à usiner des matériaux avec une grande précision tout en garantissant des courbes lisses et régulières. Les fraises concaves et convexes sont très populaires dans l'industrie aérospatiale.

Outils de formulaire

Ces outils peuvent usiner différentes formes et profils. Ces types de fraises de forme sont polyvalents et peuvent vous aider à réaliser tout type de conception sur mesure, comme des cannelures. Vous pouvez les utiliser pour des processus d'usinage externes et internes.

Ces outils permettent de créer des profils très complexes en un seul passage. Vous pouvez les utiliser dans une production à grande échelle où le temps est un facteur majeur. Les outils de fraisage de forme créent des formes exactes de manière répétée tout en garantissant la cohérence. Par conséquent, ils réduisent le temps de production et augmentent la productivité, ce qui les rend adaptés à certains projets de fabrication spécifiques.

Les fraises mentionnées ci-dessus sont toutes cruciales lorsqu'il s'agit d'usinage de précision. Par conséquent, vous devez choisir la fraise la plus adaptée à votre projet. Avec ces fraises, vous pouvez facilement créer des profils complexes avec une grande précision. De plus, ces fraises augmentent l'efficacité de la production en raison des avantages qu'elles offrent.

Applications du fraisage de formes

Vous trouverez ci-dessous les applications importantes dans divers secteurs : 

Fabrication d'engrenages

Vous pouvez utiliser le fraisage de forme lors de la fabrication d'engrenages pour vous aider à découper des profils de dents d'engrenage précis. Des fraises aux conceptions spéciales donneront aux dents une forme qui correspond aux exigences, vous aidant ainsi à atteindre la précision. Il s'agit d'un processus important pour la fabrication de différentes tailles d'engrenages, comme les engrenages coniques et hélicoïdaux, qui sont utiles dans les systèmes automobiles, les machines ainsi que les équipements industriels.

Fabrication de matrices et de moules

La fabrication de matrices et de moules consiste généralement à créer des surfaces et des formes complexes. C'est pourquoi le fraisage de formes est important ici, car il est utile pour usiner des profils complexes sur des matrices et des moules, ce qui permet d'obtenir une précision pour des applications telles que le forgeage, l'emboutissage, etc. Il s'agit d'un processus important lors de la production de moules de haute qualité lors de la fabrication en série.

Usinage des pièces du compresseur et de la turbine

Les pièces de compresseur et les aubes de turbine présentent des surfaces profilées et incurvées qui nécessitent des techniques d'usinage uniques. Vous pouvez utiliser le fraisage de forme pour obtenir des géométries complexes, garantissant ainsi une grande précision et une surface de haute qualité.

Production de filetages de vis

Pour le processus de fraisage, nous produisons des filetages, en particulier lorsqu'il s'agit de formes de filetage non standard. Vous pouvez utiliser des fraises personnalisées pour créer des filetages avec des pas spécifiques et vous assurer que les filetages fonctionnent conformément aux spécifications techniques appropriées.

Usinage de profils de cames

Les systèmes d'automatisation et de moteurs comportent généralement des profils de came, qui nécessitent des contours précis pour obtenir de meilleures performances. Avec le fraisage de forme, vous pouvez créer des profils complexes avec précision. Il peut reproduire des formes différentes et difficiles, ce qui le rend utile pour l'usinage de cames utilisées dans plusieurs industries, notamment la robotique et l'automobile.

Fabrication de pièces sur mesure

Le fraisage de formes joue un rôle important dans la fabrication de composants personnalisés avec des profils et des formes uniques. Cela permet aux producteurs de fabriquer des composants qui répondent à certains besoins spécifiques, c'est-à-dire la mini-fabrication, le prototypage, etc.

Composants automobiles

Dans l'industrie automobile, le fraisage de formes peut être utilisé pour fabriquer des composants tels que des pièces de transmission, des bielles, etc. Ce processus garantit que chaque composant répond aux exigences de sécurité et de performances efficaces.

Comment choisir la meilleure fraise de forme

Vous connaissez désormais les différents types de fraises à mouler disponibles et leur fonctionnement. Cependant, vous devez vous assurer que la fraise à mouler que vous choisissez est adaptée aux exigences de votre application. Pour ce faire, vous devez tenir compte de facteurs critiques tels que le type de matériau, la conception des dents et les dimensions, entre autres.

Matériau de votre pièce

C'est le premier facteur à prendre en compte. Sur quel type de matériau travaillez-vous et quelle est sa dureté ? Par exemple, vous aurez besoin d'une fraise à forme en carbure pour usiner des matériaux durs comme le titane. En revanche, vous pouvez utiliser des fraises à forme HSS pour les matériaux tendres.

Vérifiez la conception des dents de la fraise

Les outils de coupe pour fraisage de forme sont disponibles avec différentes conceptions de dents. Par exemple, vous pouvez utiliser des dents droites pour les opérations qui ne nécessitent pas beaucoup de travail. Vous pouvez utiliser des dents hélicoïdales pour les opérations lourdes. Ces types de conception de dents offrent des finitions lisses et fines.

Taille et dimensions de votre cutter

Le diamètre et la largeur d'une fraise varient. Choisissez des dimensions qui correspondent à la machine que vous utilisez et à votre pièce. Les fraises de petite taille peuvent parfaitement fonctionner dans les espaces restreints. Vous pouvez utiliser des fraises de grande taille pour retirer des matériaux volumineux. Cependant, vérifiez la longueur de la fraise pour voir si elle correspond à votre configuration.

Déterminer le profil

Vous pouvez utiliser des fraises de forme pour fraiser des profils complexes. Il est important de déterminer le type de profil avec lequel vous travaillez. Assurez-vous que l'outil de coupe est adapté aux exigences de votre conception pour obtenir des résultats cohérents.

Revêtements

La surface de la fraise est dotée de revêtements durs qui contribuent à réduire l'usure. Cependant, certains revêtements comme le nitrure d'aluminium et de titane augmentent la durée de vie et les performances de la fraise. Par conséquent, vous devez choisir un type de revêtement adapté à vos vitesses de coupe.

Prix

Dans l'ensemble, votre budget détermine le type de fraise de forme que vous choisissez. Les fraises hautes performances sont généralement plus chères, mais elles sont plus efficaces et durables. Ces fraises sont rentables car elles réduisent les coûts de maintenance et les temps d'arrêt. Trouvez un équilibre entre votre budget et les performances de la fraise que vous avez l'intention de choisir.

Comparaison du fraisage de forme avec d'autres types de fraisage

Le procédé de fraisage est polyvalent, mais il existe différentes techniques et fonctions. Le fraisage de forme est unique car il permet de produire des profils complexes. Cependant, nous devons le comparer à d'autres formes de fraisage bien connues. Commençons.

Fraisage de forme et fraisage latéral

Le fraisage de forme consiste à créer des profils complexes tels que des rainures, des courbes, etc., en utilisant des fraises qui aident à concevoir des formes spécifiques. Le fraisage latéral consiste à usiner des surfaces verticales et planes.

Alors que la fraiseuse de forme permet d'obtenir des contours et des motifs détaillés, le fraisage latéral est plus efficace pour les opérations de base qui nécessitent des coupes précises et linéaires. Pour ceux qui cherchent à usiner des profils personnalisés, il est conseillé de choisir la procédure de fraisage de forme, tandis que ceux qui recherchent des bords plats et verticaux doivent utiliser le fraisage latéral.

Fraisage de forme et fraisage de face  

Avec le surfaçage, vous avez affaire à l'usinage de surfaces horizontales et planes, à l'aide de fraises de grand diamètre. C'est une méthode efficace qui vous permet d'obtenir des finitions lisses et de vous débarrasser des gros matériaux.

En comparant le fraisage de forme et le fraisage de face, le premier ne permet pas d'enlever efficacement de la matière, mais il permet de façonner des motifs non linéaires, courbes et complexes. Par conséquent, si vous souhaitez lisser des surfaces planes, vous devez choisir le fraisage de face. Il convient également à la création de profils personnalisés.

Fraisage de forme vs fraisage angulaire

Vous pouvez utiliser le fraisage angulaire pour couper des surfaces inclinées sur votre pièce à usiner en utilisant des fraises placées à un angle par rapport à l'axe de la machine. Le fraisage de forme, quant à lui, permet de couper des formes déjà conçues et uniques. Il s'agit notamment de courbes et d'angles non linéaires.

La différence majeure réside dans la fraise et le type d'application. Le fraisage angulaire est adapté aux plans droits et courbés. En revanche, les opérations de fraisage de forme sont importantes lors de la manipulation de profils complexes.

Fraisage de forme et fraisage de rainures

Le fraisage de rainures consiste à découper des rainures ou des fentes rectangulaires et étroites dans une pièce spécifique. Vous pouvez y parvenir en utilisant des fraises à queue ou des fraises à rainurer. Bien que le fraisage de forme et le fraisage de rainures puissent tous deux aider à créer des rainures, le premier fait bien plus en garantissant la création de différentes formes. Le fraisage de rainures est approprié pour les coupes simples, tandis que les types de forme traitent des conceptions qui nécessitent une approche unique et personnalisée.

Fraisage de forme et fraisage en bout

Le fraisage en bout utilise une fraise rotative dotée d'une extrémité sphérique ou plate pour la fabrication de surfaces planes, de fentes, etc. Contrairement au fraisage de forme qui fonctionne avec certaines fraises pour obtenir des formes spécifiques, le processus de fraisage en bout est polyvalent et est utile lors de l'usinage général.

De plus, le fraisage de forme est meilleur que les deux autres lors de la création de profils complexes, car le fraisage en bout n'a pas la précision nécessaire pour gérer l'usinage de formes courbes et détaillées.

Fraisage de forme contre fraisage simple

Le fraisage simple, également appelé fraisage de surface, permet d'éliminer la matière des surfaces horizontales plates à l'aide de fraises à plaque. Il s'agit d'un processus simple et idéal pour les enlèvements de matière de base. Cependant, il manque de la complexité requise pour les conceptions complexes. Pour le fraisage de forme, il est utile lorsque vous avez besoin d'un contour ou d'une forme spécifique. Bien que le fraisage simple se concentre sur la simplicité, il offre une précision pour vos profils personnalisés.

Pourquoi choisir RapidDirect pour votre processus de fraisage de formes ?

RapidDirect se distingue comme votre partenaire de confiance pour des solutions de fraisage de forme de haute qualité. Ils fournissent des services d'usinage avancés qui répondent à vos besoins. De plus, leur Usinage CNC la technologie offre la cohérence et la précision requises, même lors du traitement de profils très complexes. RapideDirect peut répondre à toutes vos exigences quel que soit votre choix de matériau, qu'il s'agisse d'acier, d'aluminium, etc.

Ils bénéficient d'un processus de fabrication simplifié qui réduit les délais de livraison et ne compromet pas la qualité. Cela en fait un excellent choix pour des délais de livraison rapides. RapidDirect propose des prix compétitifs, un contrôle de la qualité et des livraisons rapides, ce qui en fait votre meilleur choix si vous recherchez des résultats de haute qualité pour vos créations.

Conclusion

Le fraisage de forme est une méthode d'usinage unique qui vous permet de réaliser des géométries et des profils complexes avec précision. Il s'agit d'une procédure courante utilisée dans les industries où la précision est très importante. Les fraises de forme sont disponibles dans différents matériaux, chacun remplissant des fonctions différentes. Ces fraises offrent de nombreux avantages, notamment la polyvalence et la rentabilité.

Questions fréquemment posées