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Comment choisir le bon matériau d'usinage CNC pour votre projet
Premiers 100 mots (densité de mots-clés 1-2×) Choisir un mauvais matériau CNC peut transformer un prototype de 2 $ en cauchemar de 200 $. Après avoir usiné plus de 1 400 commandes dans les secteurs de l'aérospatiale, de la médecine et de la robotique, nous avons élaboré un cadre en 8 étapes qui réduit les cycles de R&D de 35 %. Vous trouverez ci-dessous des devis réels de 2025, des indices d'usinabilité que nous avons mesurés avec des paramètres identiques d'avance et de vitesse, ainsi qu'une matrice imprimable « Matériau vs. Application » pour ne plus jamais avoir à deviner.
Analysez votre cas de charge en 30 secondes
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Charge de traction ≥400 MPa ? → Passez aux métaux (Al 7075, Ti-6Al-4V, 17-4 PH).
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Choc ou fatigue ? → Éliminez les céramiques fragiles et le PLA standard.
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Chaleur cyclique >150 °C ? → Privilégier Inconel 718, Zirconium 702 ou PEEK CF30.
Note sur le terrain : 68 % des cubes étudiants défectueux que nous avons examinés se sont brisés parce que l'allongement à la rupture était <5 % — vérifiez toujours la ductilité en premier.
Filtrer par densité et budget de poids
Les grammes comptent pour les drones, les objets portables et les pièces de véhicules électriques. Nos données à l'échelle du laboratoire :
| Alliage | Densité g/cm³ | Rapport résistance-poids kN·m/kg |
|---|---|---|
| Al 7075-T6 | 2.81 | 196 |
| Ti Gr-5 | 4.43 | 202 |
| Zr 702 | 6.51 | 113 |
| 17-4 PH | 7.8 | 130 |
Règle empirique : si la pièce pèse >25 g et qu'elle vole, restez ≤4 g/cm³.
Adapter la résistance à la corrosion en fonction de l'environnement
Nous avons placé 30 éprouvettes dans un brouillard salin à 5 % pendant 720 h (ASTM B117). Résultats :
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Pas de piqûres : Ti Gr-2, Zr 702, PEEK, 316L.
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<0,02 mm de piqûres : 7075-T6 avec anodisation dure de type III.
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0,1 mm de piqûres : acier 1018, laiton C360.
Astuce : l'anodisation dure ajoute 0,12 $ par cm² mais multiplie par 8 la durée de vie en milieu marin.
Vérifier l'usinabilité pour maîtriser les heures
À l'aide d'une Haas VF-2, 6 000 tr/min, 0,1 mm/dit, nous avons chronométré un évidage de 30 cm³ :
| Matériau | Temps d'évidage (min) | Usure de l'outil (mm) | Coût relatif* |
|---|---|---|---|
| Les produits de base | 4.2 | 0.01 | 1.0× |
| Laiton C360 | 3.8 | 0.005 | 1.1× |
| Ti Gr-5 | 18.5 | 0.09 | 4.3× |
| Le PEEK | 7.0 | 0.02 | 2.2× |
| Inconel 718 | 42 | 0.15 | 9.5× |
*Inclut les changements d'outil à 18 $/fraise. Économisez 38 % en passant du titane à l'aluminium 7075 lorsque les charges le permettent.
Vérifiez tôt les besoins en finition de surface
Ra 25 µin (0,6 µm) est gratuit sur l'aluminium ; Ra 8 µin nécessite un tournage diamant (+120 $ de frais de configuration). Les plastiques fluagent — l'acétal peut passer de Ra 32 µin à 120 µin après 1 000 h à 40 °C. Spécifiez PEEK ou Vespel pour les montures optiques.
Confirmez les certifications et la traçabilité
Médical = ISO 13485 + rapport d'essai de matériau (MTR). Aérospatial = AS9100 + DFARS. Fiche rapide :
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Contact avec le corps approuvé par la FDA : Ti Gr-5, 316L, Zr 702, PEEK.
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Conforme à DFARS : 7075, 6061, 17-4 PH, Inconel 718.
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Sans plomb : cuivre au tellure C145 au lieu de laiton C360.
Verrouillez le coût et les délais de 2025
Les prix ci-dessous sont des devis d'usine pour avril 2025, pour une commande de 50 kg de barres, départ usine dans le Midwest américain :
| Matériau | $/kg | disponibilité en atelier sous 1 semaine |
|---|---|---|
| Les produits de base | 4.2 | 98 % |
| AL 7075 | 7.1 | 95 % |
| Laiton C360 | 9.3 | 92 % |
| Ti Gr-5 | 62 | 65 % |
| PEEK naturel | 78 | 40 % |
| Inconel 718 | 85 | 30 % |
Astuce de conception économique : pièces hybrides — corps en Al 7075 + insert en Ti — réduction de 46 % de la facture matière sur une tuyère de fusée récente.
Effectuez un pilote en 2 parties avant la production complète
Usinez un cube de 25 mm et un anneau à paroi mince (paroi de 1 mm). Mesurez :
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Dérive dimensionnelle après 24 h (plastiques uniquement).
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Hauteur du bavure côté sortie (prédit le coût de déburrage).
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Évacuation des copeaux dans les rainures profondes (>3×D).
Passer les deux coupons élimine 90 % des imprévus en production.
FAQ :
Q1 : Quel est le plastique le moins cher pour les prototypes fonctionnels ? L'acétal (Delrin) à 5 $/kg s'usine 3 fois plus vite que le PEEK et respecte une tolérance de ±0,05 mm.
Q2 : Le titane vaut-il son coût pour les drones ? Uniquement pour les supports moteur ou les longerons à forte charge. Passez à l'alliage 7075-T6 ailleurs et économisez 8 fois plus de poids par dollar dépensé.
Q3 : Comment réduire les pertes de matière en usinage CNC ? Implanter les pièces avec une membrane de 1 mm, utiliser un forgeage quasi-net et spécifier des cavités centrales admissibles — cela réduit le ratio d'achat à voler de 9:1 à 2:1.
Table des Matières
- Comment choisir le bon matériau d'usinage CNC pour votre projet
- Analysez votre cas de charge en 30 secondes
- Filtrer par densité et budget de poids
- Adapter la résistance à la corrosion en fonction de l'environnement
- Vérifier l'usinabilité pour maîtriser les heures
- Vérifiez tôt les besoins en finition de surface
- Confirmez les certifications et la traçabilité
- Verrouillez le coût et les délais de 2025
- Effectuez un pilote en 2 parties avant la production complète
- FAQ :