Que sont l'usinage à 3 axes, 4 axes et 5 axes en CNC, et en quoi diffèrent-ils ?
3-Usinage CNC à axes
Le fraisage CNC 3 axes demeure l'un des procédés d'usinage les plus répandus et les plus utilisés. Lors de l'usinage 3 axes, la pièce reste immobile tandis qu'un outil rotatif effectue la coupe selon les axes X, Y et Z. Il s'agit d'une forme relativement simple d'usinage CNC, adaptée à la production de pièces aux structures simples. Elle ne convient pas à l'usinage de géométries complexes ni de produits comportant des composants complexes.
Usinage CNC 4 axes
En fraisage CNC 4 axes, un quatrième axe est intégré au mouvement de l'outil de coupe, permettant la rotation autour de l'axe X. On compte alors quatre axes : X, Y, Z et A (rotation autour de l'axe X). La plupart des machines CNC 4 axes permettent également la rotation de la pièce, appelée axe B, ce qui permet à la machine de fonctionner à la fois comme une fraiseuse et comme un tour.
Pour le perçage de trous sur le côté d'une pièce ou sur la surface courbe d'un cylindre, l'usinage CNC 4 axes est la solution optimale. Il accélère considérablement le processus d'usinage tout en garantissant une haute précision.
Usinage CNC 5 axes
Le fraisage CNC 5 axes intègre un axe de rotation supplémentaire par rapport au fraisage CNC 4 axes. Ce cinquième axe tourne autour de l'axe Y, également appelé axe B. Sur certaines machines, la pièce à usiner peut également tourner ; cette fonction est parfois désignée par les termes « axe B » ou « axe C ».
Grâce à sa grande polyvalence, l'usinage CNC 5 axes est utilisé pour la fabrication de composants complexes et de précision. On peut citer comme exemples les prothèses médicales ou les composants squelettiques, les pièces aérospatiales, les composants en titane, les pièces de machines pour l'industrie pétrolière et gazière et les produits militaires.
Comparaison : Usinage CNC 3 axes vs 4 axes vs 5 axes
| Type d'axe | 3 axes | 4 axes | 5 axes |
| Surfaces usinables | 1 à 2 visages principaux | Plusieurs faces latérales | Presque tous les visages dans une seule configuration |
| Capacité d'usinage de surfaces angulaires/courbes | Les éléments angulaires nécessitent plusieurs configurations ; les surfaces courbes sont limitées | Capable d'usiner des surfaces inclinées dans une direction de rotation. | Idéal pour les surfaces complexes de forme libre et les éléments multi-angles |
| Précision | Moyen | Haut | Très élevé |
| Niveau de coût | Faible | Moyen | Haut |
| Types de pièces compatibles | Composants standard, supports, plaques, cavités simples | Pièces avec trous circonférentiels, éléments latéraux, boîtiers | Pièces aérospatiales, turbines, implants médicaux, composants à géométrie complexe |
Les machines-outils à 3 axes offrent un faible coût et une grande polyvalence, ce qui les rend adaptées aux opérations d'usinage de base.
Les machines-outils à 4 axes excellent dans l'usinage multi-surfaces et le traitement initial des surfaces complexes.
Les machines-outils à 5 axes représentent le summum des capacités de fabrication haut de gamme, idéales pour l'usinage de pièces courbes complexes de haute précision. Leur choix doit reposer sur une évaluation complète de la complexité des pièces, des exigences de précision et des contraintes budgétaires.