L'aluminium est le métal le plus souvent fraisé, et pour cause. Il s'usine facilement, il est léger, conduit bien la chaleur et se prête à une belle finition par anodisation ou sablage. Boîtiers, supports, plaques de base, dissipateurs et montages d'usinage sont donc souvent fraisés dans un bloc d'aluminium.
Makernaut confie l'usinage CNC à des partenaires sélectionnés. Vous envoyez votre fichier et votre plan, nous gérons le devis, la production et le suivi. Vous recevez votre devis sous un jour ouvrable.
Quel alliage d'aluminium choisir ?
L'aluminium est rarement pur : c'est un alliage, et ce choix détermine la résistance, la tenue à la corrosion, la soudabilité et la qualité de l'anodisation. En Europe, trois alliages reviennent le plus souvent.
| Alliage | Résistance | Corrosion | Soudage | Anodisation | À choisir pour |
|---|---|---|---|---|---|
| 6082 | Bonne | Bonne | Bon | Bonne | Pièces de structure courantes, supports, boîtiers |
| 7075 | Très élevée | Moyenne | Déconseillé | Bonne, moins décorative | Pièces légères fortement sollicitées |
| 5083 | Moyenne | Très bonne, même eau de mer | Très bon | Possible, moins décorative | Plaques de base, pièces marines et soudées |
Le tableau compare de manière qualitative, selon les propriétés courantes de ces alliages. Les valeurs exactes dépendent de l'état de traitement et de la fiche technique du fournisseur.
- Choisissez le 6082 si vous n'avez pas d'exigence particulière. C'est le choix sûr par défaut : bon à usiner, bon à anodiser et largement disponible.
- Choisissez le 7075 si le rapport résistance/poids est décisif, comme pour les drones, bras robotisés ou articles de sport. Il est plus cher et moins résistant à la corrosion.
- Choisissez le 5083 pour les environnements humides ou salins et les pièces soudées. Il est plus tendre, ce qui complique l'usinage de détails fins.
Vous hésitez ? Indiquez ce que la pièce doit supporter et nous vous proposons un alliage.
Règles de conception pour l'aluminium fraisé
Une fraise est ronde et sa longueur est limitée. Presque toutes les règles de conception en découlent. En les respectant, vous obtenez une pièce plus rapide, donc moins chère, à fabriquer. Les valeurs ci-dessous sont des règles empiriques courantes, pas des limites strictes.
Rayons intérieurs
Un angle intérieur de poche ne peut jamais être vif : la fraise laisse toujours son propre rayon. Dessinez un rayon intérieur légèrement supérieur au rayon de la fraise, pour qu'elle passe l'angle en douceur. Règle empirique : un rayon d'au moins un tiers de la profondeur de la poche. S'il vous faut un angle vif pour une pièce carrée, dessinez un dégagement dans l'angle (« dog-bone »).
Profondeur des poches
Plus une poche est profonde, plus la fraise est longue et plus elle vibre. En règle empirique, une poche reste confortable à usiner jusqu'à environ trois à quatre fois le diamètre de la fraise. Des poches plus profondes et étroites sont possibles, mais demandent un outillage spécial et plus de temps.
Épaisseur de paroi
Les parois fines fléchissent et vibrent pendant l'usinage, ce qui nuit aux cotes et à l'état de surface. Gardez des parois aussi épaisses que la conception le permet, surtout si elles sont hautes. Une paroi haute et fine est plus délicate qu'une paroi basse de même épaisseur.
Filetages
- Utilisez des tailles métriques standard (M3, M4, M5…) pour que l'outillage courant suffise.
- Une profondeur de filetage d'environ une fois et demie à deux fois le diamètre suffit généralement ; plus profond n'apporte guère de résistance.
- Une vis souvent démontée ? Envisagez des inserts filetés, car un filetage en aluminium s'use plus vite que l'acier.
- Indiquez les filetages sur le plan : dans un fichier STEP, un trou n'est souvent qu'un cylindre.
Des tolérances seulement là où c'est utile
Les tolérances serrées prennent du temps : usinage plus lent, contrôles supplémentaires, parfois un bridage de plus. Ne les indiquez donc que pour les surfaces fonctionnelles, comme les logements de roulements, de goupilles ou les pièces d'assemblage. Pour le reste, une tolérance générale suffit, par exemple selon l'ISO 2768. La page de service Usinage CNC indique ce que les machines de nos partenaires atteignent.
Finition : anodisation et sablage
- Brut d'usinage : les traces de fraisage restent visibles. Très bien pour les pièces internes et les prototypes.
- Sablage (par exemple aux microbilles de verre) : une surface mate et uniforme qui masque traces d'outil et petites rayures.
- Anodisation : une couche d'oxyde dure qui protège la surface, naturelle ou colorée. L'anodisation dure donne une couche plus épaisse et résistante à l'usure.
- Le sablage suivi d'une anodisation est une combinaison courante pour des pièces visibles au rendu mat et net.
Attention : l'anodisation ajoute une fine couche. Indiquez sur le plan quels ajustements et filetages doivent être masqués.
Qu'est-ce qui détermine le prix du fraisage de l'aluminium ?
En usinage CNC, il n'existe pas de prix fixe au cm³. Le prix dépend surtout du temps machine et de la préparation. Voici les principaux facteurs :
| Facteur | Pourquoi c'est important | Comment le maîtriser |
|---|---|---|
| Nombre de bridages | Chaque retournement de la pièce prend du temps et une nouvelle référence. | Concevez pour usiner autant que possible depuis une ou deux faces. |
| Matériau | L'alliage et la taille du brut déterminent le coût matière. | Choisissez le 6082 sauf si vous avez vraiment besoin des propriétés du 7075 ou du 5083. |
| Tolérances et état de surface | Des tolérances serrées et une rugosité fine exigent un usinage plus lent et plus de contrôle. | Les indiquer seulement là où c'est fonctionnellement nécessaire. |
| Géométrie | Poches profondes, petits rayons et parois fines exigent des outils plus petits et plus de temps. | Suivez les règles de conception ci-dessus. |
| Quantité | La programmation et le bridage sont des coûts uniques répartis sur la série. | Commandez quelques pièces de plus si vous savez en avoir besoin. |
| Finition | Sablage, anodisation et masquage sont des étapes supplémentaires. | Ne finissez que les pièces visibles ou fonctionnelles. |
Que joindre pour un devis ?
- Un fichier STEP de la pièce, modélisé en millimètres.
- Un plan technique (PDF) avec tolérances, filetages et finition.
- L'alliage souhaité, ou ce que la pièce doit supporter.
- La quantité.