En général, on fait confiance à l’usinage CNC pour produire en série divers produits et pièces pour une grande variété d’industries. Grâce à l’avènement de la CAO/FAO (conception et fabrication assistées par ordinateur), le coût de l’erreur humaine est considérablement réduit. Les machines CNC suivent des instructions, connues sous le nom de code G, générées par des programmes CNC, ce qui permet de fabriquer des pièces exactement conformes à la conception du fichier CAO 3D.
L’ingénierie aérospatiale est un type d’ingénierie qui laisse peu de place à l’erreur – la nature même de l’ingénierie aérospatiale exige une précision, une responsabilité et une efficacité maximales. De nombreuses pièces aérospatiales sont testées, configurées et produites à l’aide de l’usinage CNC.
Qu’est-ce que l’usinage CNC ?
L’usinage CNC est le processus par lequel des outils de coupe entraînés par des machines créent des produits grâce à la technologie de l’usinage soustractif. En découpant la pièce à usiner, ou pièce brute, des conceptions complexes peuvent être produites à grande échelle avec une grande précision. De plus, il y a peu de place pour l’erreur humaine, car tous les processus de saisie et d’usinage sont contrôlés par un système de conception assistée par ordinateur.
Avec quels matériaux les entreprises aérospatiales travaillent-elles ?
Bien qu’il soit courant de penser immédiatement au moteur ou aux ailes d’un avion lorsqu’on parle de fabrication aérospatiale, un avion se compose de millions de pièces. Le Boeing 747, par exemple, est constitué de plus de 6 millions de composants. Évidemment, toutes les pièces ne sont pas produites par usinage CNC, mais même parmi celles qui le sont, plusieurs matériaux sont utilisés dans l’assemblage d’un avion.
Métaux légers en usinage CNC
Les matériaux d’usinage CNC utilisés par les entreprises aérospatiales sont dictés par deux propriétés clés : la résistance et le poids. Bien qu’ils soient solides, les métaux tels que l’acier ne sont pas idéaux pour la plupart des pièces car ils sont incroyablement lourds, ce qui se traduit par des avions moins économes en carburant (et donc plus chers).
L’industrie aérospatiale a donc été attirée par des métaux solides et légers comme le titane et les alliages d’aluminium, qui sont tous deux usinables. Le titane, par exemple, est environ 30 % plus solide et 50 % plus léger que l’acier. Il présente également une excellente résistance aux hautes températures et à la corrosion, ce qui en fait un matériau idéal pour les composants fonctionnels des avions et les pièces extérieures.
L’aluminium, quant à lui, est plus léger que le titane mais deux fois moins résistant. Ce métal hautement usinable est toutefois plus rentable que le titane et convient parfaitement à une large gamme de composants d’avions.
Plastiques haute performance
Bien que les composants métalliques soient largement utilisés pour les structures fonctionnelles d’un avion, de nombreux composants intérieurs sont fabriqués à partir de matériaux à base de polymères, car ils sont nettement plus légers que les métaux. Des pièces telles que les panneaux muraux intérieurs, les gaines de ventilation, les portes d’avion, les conduits de câblage, les roulements et autres sont fabriquées à partir de plastiques de qualité aérospatiale, qui sont légers, solides et conformes aux réglementations aérospatiales en matière d’ignifugation.
L’usinage CNC est utilisé pour créer des pièces en plastique solides, légères et complexes pour l’industrie aérospatiale, à partir de matériaux tels que le PEEK et d’autres polymères haute performance. Comme pour le travail des métaux, l’usinage CNC offre la haute précision nécessaire aux applications aérospatiales à base de polymères.
Applications aérospatiales de l’usinage CNC
Étant donné qu’un avion est constitué de millions de composants, il n’est pas surprenant que de nombreuses méthodes de fabrication soient utilisées pour sa production : de la fabrication et du moulage de la tôle aux processus de fabrication avancés tels que l’impression 3D et l’usinage CNC.
Dans le cadre de l’usinage CNC, l’usinage 5 axes est couramment utilisé pour la production de composants aéronautiques complexes, car il permet de fraiser, percer et manipuler les pièces le long des axes X, Y, Z et linéaires simultanément sans avoir à reconfigurer ou à refixer la pièce. Pourquoi la complexité est-elle un atout dans le secteur aérospatial ? En bref : le poids. Pouvoir produire une pièce à géométrie complexe ou partiellement évidée permet de réduire son poids sans sacrifier la qualité ou les performances.
Associées à des logiciels de conception et de flux de travail sophistiqués et à des processus d’inspection de pointe, les machines CNC peuvent produire des pièces d’utilisation finale et des composants d’outillage de haute qualité pour les fabricants du secteur aérospatial. Bien qu’il soit impossible d’énumérer toutes les pièces produites à l’aide de l’usinage CNC, on peut citer quelques exemples significatifs : collecteurs hydrauliques, transmissions, corps de carburant, trains d’atterrissage, connecteurs électriques, boîtiers, etc.
L’usinage CNC ne joue pas seulement un rôle important dans la production de pièces d’utilisation finale d’aéronefs ; il joue un rôle clé dans la R&D aérospatiale, permettant aux entreprises aérospatiales – grandes ou petites – d’itérer rapidement de nouvelles conceptions de composants, de les tester et, si nécessaire, de les modifier. Les services de prototypage rapide tels que Guillaume S.A.R.L peuvent collaborer avec les entreprises aérospatiales et les équipementiers pour fournir des prototypes et des pièces usinés par CNC.
