usinage de pièces en acier : fraiseuse à commande numérique à 5 axes contre fraiseuse à commande numérique à 3 axes

Lors de l’approvisionnement ou de la conception L’usinage CNC des pièces en acier , les ingénieurs se demandent souvent : Faut-il utiliser une fraiseuse à commande numérique à 3 axes ou à 5 axes ?

Ces deux technologies sont largement utilisées dans l’usinage de l’acier, mais elles diffèrent considérablement en termes de précision, de temps de mise en place, de structure des coûts et de liberté de conception.

Sur la base de comparaisons de production, d’études temporelles et de projets visant à éliminer les dispositifs de serrage dans des cellules d’usinage automobiles, énergétiques et aérospatiales, cet article compare l’usinage CNC à 5 axes et à 3 axes pour les pièces en acier — et indique quelle option convient le mieux à votre application.

Qu’est-ce que l’usinage CNC à 3 axes ?

Une fraiseuse CNC à 3 axes déplace l’outil selon les directions X, Y et Z.

Caractéristiques typiques :

• Caractéristiques planes ou prismatiques

• Plusieurs montages requis pour les pièces complexes

• Taux horaire inférieur

• Largement disponible

• Excellente pour les supports, les plaques, les blocs et les carter

Qu'est-ce que l'usinage CNC 5 axes ?

Une machine à 5 axes ajoute deux axes rotatifs, permettant l’inclinaison de l’outil ou de la pièce.

Caractéristiques typiques :

• Accès à plusieurs faces en un seul montage

• Géométries complexes et perçages inclinés

• Réduction des dispositifs de serrage

• Meilleure orientation de l’outil

• Coût plus élevé de la machine

• Plus rapide pour les pièces complexes

Cas réel de comparaison de production

Un programme de bloc hydraulique comparant l’usinage du même composant en acier :

Résultat :
Malgré un taux horaire plus élevé, la machine à 5 axes a permis d’obtenir un coût par pièce inférieur de 19 % grâce à l’élimination des mises en position et à la réduction des rebuts.

Précision et capacité de tolérance

3-Axis CNC

• Haute précision dans une seule orientation

• Les erreurs s'accumulent lors de plusieurs mises en position

• Les références doivent être réétablies

• Empilement typique des tolérances sur plusieurs mises en position : ±0,02–0,05 mm

5-Axis CNC

• L'usinage en une seule mise en position réduit le décalage des références

• Outils plus courts → moins de déformation

• Précision angulaire intégrée

• Meilleur contrôle des spécifications géométriques (GD&T)

Solution gagnante pour les tolérances de position strictes : 5 axes ✅

Productivité et temps de cycle

Gagnant pour les pièces complexes : 5 axes ✅

Durée de vie des outils et état de surface

l’usinage 5 axes permet une orientation optimale de l’outil :

• Angles d’engagement constants

• Vibrations réduites

• Dépassement plus court

• Évacuation des copeaux améliorée

Les essais de production ont montré une augmentation de la durée de vie des outils 22–35%sur des pièces en acier à poches profondes lors du passage à des trajectoires d'usinage finition 5 axes.

Considérations relatives aux coûts : lequel est plus économique ?

les machines à 5 axes coûtent davantage par heure, mais le coût total dépend de :

• Nombre de mises en position

• Complexité de la fixation

• Déchets et reprises

• Temps d'analyse

• Volume

Liberté de conception

la machine à 5 axes permet :

• Sous-fuselages

• Angles composés

• Surfaces sculptées

• Formes semblables à celles des turbines

• Cavités profondes sans outils allongés

l’usinage à 3 axes est limité, sauf si un repositionnement est utilisé.

Durabilité et efficacité matière

Moins de montages signifient :

• Moins de déchets

• Matériau de la fixation inférieure

• Boucles d'inspection réduites

• Délais plus courts

FAQ : Fraisage CNC à 5 axes contre fraisage CNC à 3 axes pour l'acier

Le fraisage à 5 axes est-il toujours plus précis ?

Pas intrinsèquement — mais un nombre moindre de mises en position et des outils plus courts améliorent généralement la précision globale.