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L'histoire de l'usinage : du manuel au CNC, comment s'est produite cette révolution ?
L'usinage est un processus de fabrication qui repose sur l'élimination contrôlée de matières premières, principalement de métaux. Ce type d’usinage est une forme de fabrication soustractive, par opposition à la fabrication additive (comme l’impression 3D), qui crée des objets en ajoutant de la matière. L’usinage joue un rôle essentiel dans la production de nombreux produits métalliques, mais il peut également être appliqué à d’autres matériaux tels que le bois, les plastiques, la céramique et les composites. Les personnes qui se spécialisent dans ce métier sont appelées artisans.
« De nombreuses opérations d'usinage modernes utilisent la commande numérique par ordinateur (CNC), qui permet aux ordinateurs de contrôler le mouvement et le fonctionnement des fraiseuses, des tours et d'autres machines de découpe. »
Histoire et évolution de la terminologie
Au cours du dernier siècle et demi, la signification exacte du terme usinage a changé à mesure que la technologie a progressé. Au XVIIIe siècle, le terme mécanicien désignait une personne qui construisait ou réparait des machines, en s'appuyant principalement sur des compétences manuelles, en utilisant des méthodes telles que la sculpture sur bois, le martelage et le polissage manuel des métaux.
Avec l'avènement de la mécanisation au milieu du 20e siècle, les termes « machine-outil » et « usinage » ont été inventés pour décrire ce processus changeant. À cette époque, les procédés connus sous le nom d'usinage traditionnel comprenaient le tournage, le perçage, le fraisage, le limage, etc. Ces procédés d'usinage traditionnels ou conventionnels utilisent des machines-outils, telles que des tours et des fraiseuses, qui utilisent des outils de coupe tranchants pour enlever de la matière afin d'obtenir la géométrie souhaitée.
Variété d'opérations d'usinage
L'usinage peut être divisé en deux catégories : l'usinage traditionnel et l'usinage non traditionnel. Dans le traitement traditionnel, on subdivise généralement les formes. Le traitement circulaire comprend le tournage, le perçage, etc., tandis que le traitement de diverses autres formes comprend le fraisage, le sciage, etc.
« Dans l'usinage conventionnel, les outils de coupe doivent être fabriqués dans un matériau plus dur que la pièce à usiner afin d'éliminer efficacement la matière. »
Le développement des outils de coupe
Les outils de coupe sont conçus avec un ou plusieurs bords tranchants et sont fabriqués dans un matériau plus dur que le matériau de la pièce. La forme de ces arêtes de coupe, leur mouvement relatif et leur pénétration dans la pièce affectent tous les résultats d'usinage finaux.
Technologie et défis de l'usinage moderne
Actuellement, de nombreuses technologies d’usinage ont atteint un tout autre niveau par rapport à l’usinage manuel traditionnel. Par exemple, les techniques d’usinage non traditionnelles telles que l’usinage par décharge électrique (EDM) et la découpe au jet d’eau sont de plus en plus utilisées. Ces technologies permettent de réaliser des pièces aux formes complexes et de haute précision, élargissant ainsi le champ d'application de l'usinage.
« Dans le processus de production, plusieurs opérations d'ébauche sont généralement réalisées en premier, puis un ou deux processus de finition sont effectués pour garantir la qualité du produit final. »
La relation entre les technologies de fabrication soustractive et additive
À l’aube du 21e siècle, avec l’essor de la technologie de fabrication additive, la fabrication soustractive a été progressivement redéfinie. Certains chercheurs ont commencé à considérer l’usinage traditionnel comme faisant partie de la fabrication soustractive, un concept qui contraste fortement avec la fabrication additive. Bien qu’il existe une concurrence entre ces deux technologies dans certains domaines, dans le contexte de l’ensemble de l’industrie, la relation entre les deux est en réalité complémentaire.
Perspectives d'avenir
Avec les progrès de la technologie, nous pouvons prévoir que le traitement mécanique deviendra plus intelligent et automatisé à l’avenir. Bien que la technologie CNC ait considérablement amélioré l'efficacité et la précision de l'usinage, nous devons encore faire face à de nombreux défis dans la poursuite de la perfection et de l'amélioration continue. En outre, la question de savoir comment trouver un équilibre entre commodité, avantages économiques et protection de l’environnement constituera également un enjeu important à l’avenir.
À mesure que nous continuons à progresser, de tels changements continueront-ils d’affecter notre compréhension et notre application de l’usinage ?
