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Pour vous faciliter la tâche, nous avons préparé un tableau de référence rapide pour vous aider à réduire les options de matériaux en fonction de vos besoins réels en matière de design. Vous trouverez également ci-dessous 6 conseils pratiques pour aider les ingénieurs et les designers à choisir les bons matériaux CNC en toute confiance et de manière efficace.
Référence rapide : quel matériau utiliser (et pourquoi)
Le tableau ci-dessous présente les scénarios d’usinage CNC les plus courants et les associe aux matériaux recommandés. Toutefois, ce tableau constitue un point de départ et pas une réponse définitive. Le prototypage est toujours important pour obtenir le meilleur résultat.
| Cas d’utilisation | Matériau recommandé | Pourquoi |
| Rapport résistance/poids élevé | Aluminium 7075, Titane | Excellent rapport poids/performances |
| Prototypage à faible coût | Delrin (POM), Aluminium 6061 | Abordable, facile à usiner |
| Excellente finition de surface | Laiton, aluminium, acrylique | Se polit bien, post-traitement minimal |
| Résistance à l’usure | Nylon, PEEK, acier trempé | Convient aux pièces mobiles et aux surfaces de contact |
| Résistance à la corrosion | Acier inoxydable 316, Titane | Excellente résistance à la rouille, aux environnements difficiles et aux produits chimiques |
| Tolérances serrées / faible dilatation | Acier inoxydable, acétal (Delrin), aluminium | Stable à la température et à l’humidité ; idéal pour les arbres, les fixations et les boîtiers de précision |
| Délais d’exécution rapides / grande disponibilité | Aluminium 6061, acier inoxydable 304, POM | Actions ordinaires, largement disponibles |
| Grande résistance à la chaleur | PEEK, PPS, PEI | Conserve ses propriétés à des températures élevées ; idéal pour les bagues et les isolants thermiques |
| Résistance chimique | PEEK, PTFE, PVDF | Résiste aux produits chimiques tout en conservant son usinabilité ; utilisé dans les pièces destinées à la manipulation de fluides |
| Stabilité aux UV (utilisation en extérieur) | PEEK, polycarbonate stabilisé aux UV | Conserver les propriétés mécaniques sous l’effet du rayonnement solaire |
| Résistance aux chocs | Polycarbonate, ABS | Résiste aux chocs sans se fissurer ni se briser. |
| Conductivité électrique | Cuivre, argent, PTFE | Cuivre/argent pour les pièces conductrices ; PTFE pour l’isolation |
Conseil n° 1 : commencez par l’utilisation finale
Choisissez le matériau CNC en fonction des contraintes fonctionnelles de votre pièce, et non uniquement en fonction du coût ou de la disponibilité. Avant de prendre une décision, posez-vous les questions suivantes : Cette pièce sera-t-elle soumise à des contraintes mécaniques ou à des chocs ? Cette pièce fonctionnera-t-elle à des températures élevées ? La pièce sera-t-elle exposée à des produits chimiques, aux rayons UV ou à l’humidité ?
Évaluer les coûts une fois que les contraintes fonctionnelles sont satisfaites. Si l’aluminium anodisé répond aux contraintes, préférez-le à l’acier inoxydable, plus coûteux.
Conseil n° 2 : pensez au délai de livraison et à la disponibilité
Le délai de livraison est un facteur crucial dans toute production et dépend principalement de l’approvisionnement en matériaux.
Conseil n° 3 : utilisez des prototypes pour explorer les différentes options
L’usinage CNC permet une itération rapide à l’aide d’une gamme de matériaux, ce qui vous permet de tester la géométrie, l’ajustement et les fonctionnalités de base avant de vous engager dans la production finale.
Conseil n° 4 : Adaptez l’usinabilité à votre budget
L’usinabilité du matériau a une incidence sur la durée de vie de l’outil, le temps de production et le coût global de la pièce. Évitez les matériaux difficiles à usiner, sauf si cela est nécessaire. Par exemple, le titane est extrêmement résistant, mais plus difficile à usiner, ce qui augmente les coûts de production en raison d’une usure plus rapide des outils.
Les matériaux tels que l’aluminium dissipent efficacement la chaleur, ce qui permet un usinage plus rapide, tandis que l’acier inoxydable et le titane nécessitent des vitesses d’avance plus faibles pour gérer l’accumulation de chaleur, ce qui augmente le temps d’usinage et les coûts.
Conseil n° 5 : ne surdimensionnez pas – trouvez le juste équilibre entre coût et performance
Pour maîtriser les coûts et limiter les déchets, choisissez des matériaux suffisamment résistants pour l’application, sans pour autant opter pour les plus résistants disponibles. La suringénierie augmente à la fois les coûts de production et le gaspillage de matériaux. De plus, concevez vos produits de manière à faciliter leur fabrication en évitant les éléments tels que les contre-dépouilles, les angles internes vifs ou les zones difficiles d’accès qui nécessitent des outils spécialisés. L’ajout de rayons internes généreux peut également simplifier l’usinage et réduire le risque d’ajustements coûteux.
Conseil n° 6 : réfléchissez dès le départ aux besoins en matière de finition de surface
Le choix des matériaux a une incidence directe sur les méthodes de post-traitement (anodisation, polissage, peinture) et sur les contraintes. Tous les matériaux ne peuvent pas être finis de la même manière ; certains se polissent bien, d’autres non. Donc, adaptez vos attentes aux capacités du matériau. Par exemple :
- Le laiton poli au miroir atteint généralement une rugosité de 0,2 à 0,4 µm Ra, tandis que l’aluminium 6061-T6 poli par vibration atteint en moyenne une rugosité de 1,0 à 1,2 µm Ra.
- Une rugosité légèrement supérieure permet une meilleure absorption et rétention du revêtement en piégeant la substance de revêtement dans les rainures microscopiques.
- Utilisez des plastiques renforcés de fibres de verre pour plus de stabilité, mais évitez-les lorsque la finition esthétique de la surface est importante. De plus, certains matériaux, tels que l’acrylique, sont fragiles et sensibles à la chaleur.
Créez un prototype, testez, itérez
Optimisez vos projets d’usinage CNC pour plus d’efficacité et de durabilité en tenant compte de la fonctionnalité, de l’usinabilité, du coût, des attentes en matière de finition et des compromis spécifiques aux matériaux. Réalisez toujours un prototype, planifiez la finition de surface et évaluez les effets environnementaux avant de choisir le matériau.
Vous souhaitez en savoir plus sur les matériaux CNC et les meilleures pratiques d’usinage ? Consultez notre guide de sélection des matériaux CNC pour choisir le matériau requis pour votre projet d’usinage CNC.
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