Auteur: Karl D’haveloose
Ne vous y trompez surtout pas : certains fournisseurs CNC de premier plan se sont déjà lancés dans la fabrication hybride. En substance, nous tenons ici à faire comprendre à nos lecteurs que l'impression et l'usinage combinés sont plus proches de nous que le robot Optimus conçu par le nouveau grand ami de Trump, Elon Musk.
L'usinage CNC demeure à la pointe de l'innovation. Dans ce domaine, on façonne non seulement les matériaux, mais aussi l'avenir. En prévision du grand salon consacré à la fabrication, Machineering 2025, qui accueillera ses différents exposants et visiteurs au mois de mars de l'année prochaine, nous avons jugé qu'il serait bon que vous soyez au fait des évolutions dont il sera question ci-dessous. Nous allons ici nous inspirer de Fictiv, un fournisseur en ligne qui connaît un succès grandissant et qui propose à peu près tous les types de technologies de fabrication et d'assemblage imaginables. L'article sur Fictiv et l'interview allant de pair présentent un sérieux contenu, mais aussi une grande pertinence. Voilà pourquoi nous avons décidé de rédiger et publier le tout en deux parties : la première en novembre (innovations dans le domaine de l'usinage CNC et des matériaux usinés) et la seconde en décembre (fabrication hybride au moyen de l'usinage CNC et de la fabrication additive).
L'usinage CNC tel que nous le connaissons aujourd'hui
Les machines-outils à commande numérique (CNC) constituent actuellement un pilier essentiel de la fabrication – un secteur où elles sont réputées pour leur précision, leur efficacité et leur polyvalence. Leur technologie a révolutionné la façon dont nous fabriquons des pièces mécaniques, en offrant une précision et une répétabilité inégalées. En cette décennie marquée par des disruptions qui se succèdent à un rythme exponentiel, les machines-outils à commande numérique ne se contentent pas de suivre la cadence, puisqu'elles établissent également de nouvelles normes. L'usinage CNC s'intègre à d'autres technologies de pointe telles que l'IA, la fabrication additive et l'automatisation, ouvrant ainsi la voie à des processus de fabrication plus intelligents, plus efficaces et plus durables.
À l'horizon 2025 et au-delà, le monde de l'usinage CNC s'apprête à connaître une profonde transformation aux niveaux suivants :
Chacun de ces éléments contribue à rendre le paysage de l'usinage CNC plus dynamique et plus efficace pour les industries qui dépendent fortement de la précision et de l'innovation. Examinons maintenant quelques-uns d'entre eux de plus près.
Automatisation, robotisation, IA et précision: Les derniers progrès technologiques remodèlent l'usinage CNC, de l'automatisation robotisée à la fabrication intelligente, établissant ainsi de toutes nouvelles normes en matière de précision et d'efficacité dans l'industrie.
Automatisation et robotique dans l'usinage CNC : Ces progrès intègrent la robotique avancée aux systèmes CNC, permettant ainsi d'automatiser les changements d'outils et la manipulation des matériaux. Cela permet d'augmenter considérablement la vitesse de production, mais aussi de réduire les risques d'erreur humaine, ce qui rend la production de modèles complexes plus réalisable et plus efficace.
Progrès en matière d'exactitude et de précision : Les machines CNC modernes intègrent des capteurs haute résolution et des algorithmes de contrôle de pointe. Cela se traduit par une précision exceptionnelle, au micron près, qui est essentielle dans des secteurs tels que la fabrication d'équipements médicaux, où les détails les plus infimes sont d'une importance primordiale.
Fabrication intelligente et intégration de l'IdO : L'intégration de l'IdO permet aux machines CNC de faire partie d'un réseau connecté, ce qui offre l'avantage d'un partage et d'une analyse des données en temps réel. Cette connectivité assure une maintenance proactive, prédit les problèmes potentiels et optimise l'efficacité opérationnelle, ce qui se traduit par des processus de production plus intelligents, plus allégés et plus adaptatifs.
Abu Das, responsable de programme chez Fictiv, a été témoin de la mise en œuvre et de l'impact de l'IA dans l'usinage CNC. "Pour être plus précis, les copilotes d'IA sont de plus en plus utilisés par les ingénieurs dans les programmes de fabrication assistée par ordinateur (FAO) et pour la conception générative dans les logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO)."
Il attire notamment l'attention sur la Conception Générative d'Autodesk Fusion 360, une fonctionnalité puissante du logiciel qui explore des alternatives de conception en se basant sur des contraintes et des objectifs spécifiés. Un autre exemple est celui des possibilités offertes par CAM Assist de CloudNC, qui intègre des algorithmes sophistiqués et des modèles d'apprentissage automatique visant à améliorer le processus de fabrication assistée par ordinateur (FAO). Il utilise des algorithmes d'IA permettant d'automatiser et d'optimiser la programmation des machines-outils à commande numérique et analyse les modèles CAO 3D pour générer des trajectoires d'outils efficaces, en tenant compte de facteurs tels que les forces de coupe, les propriétés des matériaux et les capacités de la machine.
"Les innovations de ce type permettent de réduire considérablement les délais et les coûts de développement des produits", explique Das. "Elles raccourcissent les itérations de conception et facilitent le processus de fabrication. Elles présentent des solutions auxquelles les ingénieurs n'auraient pas pensé, même en adoptant une approche fondée sur les principes premiers, parce que les possibilités seraient littéralement infinies."
À propos des nouveaux matériaux et bientôt... des nouveaux processus
L'avenir de l'usinage CNC passe par des avancées inédites dans le domaine des matériaux et des processus de fabrication hybride, établissant ainsi de nouvelles normes et ouvrant la voie à une nouvelle ère où l'efficacité et l'innovation seront au premier plan.
Usinage des composites renforcés de fibres et des superalliages : Le recours à des composites hautes performances et à des matériaux composites sophistiqués constitue une évolution majeure dans le domaine de l'usinage CNC. Les polymères renforcés de fibres de carbone (PRFC) et d'autres composites renforcés de fibres sont de plus en plus populaires en raison de leur résistance, de leur légèreté et de leur durabilité, ce qui les rend idéaux pour les applications exigeantes dans le secteur aéronautique et spatial, la construction automobile et la robotique.
Tessa Axom, product marketing manager chez Fictiv pour les services d'usinage CNC, met en avant plusieurs évolutions.
"La société exige des moyens de transport qui permettent d'aller plus loin et plus vite, tout en consommant moins d'énergie", explique-t-elle. "Les chercheurs en science des matériaux du monde entier se sont vu confier la mission consistant à concevoir ou à trouver de nouveaux matériaux qui pèsent moins lourd tout en étant plus résistants. Les superalliages sont des alliages métalliques qui résistent mieux au fluage et à la corrosion/oxydation et qui présentent d'excellentes propriétés mécaniques par rapport aux alliages métalliques traditionnels. Les superalliages tels que l'Hastelloy, l'Inconel et l'A-286 sont de plus en plus populaires dans le secteur aéronautique et spatial, le nucléaire, la construction automobile et l'industrie chimique.
Des évolutions similaires ont lieu dans le secteur aéronautique et spatial, qui subit d'importantes pressions pour rester compétitif tout en réduisant ses émissions de CO2.
"Les composites à matrice métallique en superalliage sont en fait des alliages métalliques dans une matrice de fibres qui présentent une excellente résistance à la fatigue thermique et à la corrosion, combinée à une grande solidité. Ils sont capables de résister à des températures élevées tout en restant plus bas sur l'échelle de densité, ce qui en fait des matériaux de choix pour des applications telles que les pièces chaudes pour le secteur aéronautique et spatial, les composants de navires et les moteurs de turbines à gaz", explique Axsom. "Mais dans le cas présent, nous nous trouvons dans une situation où les excellentes propriétés d'un matériau le rendent difficile à usiner. Lorsqu'ils présentent une résistance élevée à haute température, ces composites à matrice métallique en superalliage ne sont pas des candidats souhaitables pour l'usinage CNC, le moulage ou le forgeage. C'est pourquoi ils sont souvent utilisés pour l'impression 3D. Je pense que nous continuerons à voir apparaître de nouvelles innovations dans les matériaux, car la pression pour être le plus léger et le plus rapide ne cesse d'augmenter."
Comme promis, cet article n'est que votre première base. Sa suite, qui paraîtra plus tard en décembre, s'intéressera de plus près à la fabrication hybride et à la manière dont l'usinage et l'impression pourront bientôt se faire d'un seul et même jet.
