Pièces de précision en titane usinées CNC en 5 axes sur mesure
Vue d'ensemble
XCM CNC propose un usinage 5 axes CNC d’alliages de titane pour la fabrication de roues à aubes, de pièces de forme libre, de supports et de boîtiers présentant des faces de montage inclinées et des alésages spatiaux. Le modèle 3D définit l’orientation de l’usinage, les plans de fixation et les méthodes d’inspection des surfaces. La résistance spécifique élevée du titane convient aux composants complexes nécessitant une réduction de poids. Les commandes sont acceptées à partir d’une seule pièce. La fabrication des prototypes prend généralement entre 3 et 7 jours, et celle des commandes standard entre 10 et 15 jours, en fonction de la complexité et de la quantité. Des rapports CMM et FAI peuvent être fournis en fonction de la commande.
Capacités clés
- Matériaux : Nuances de titane telles que TC4 (Ti-6Al-4V) et TA2 (CP Ti), conformément au plan et au certificat de matériau
- Tolérance : +/-0,003 mm (+/-0,00012 pouces), précision IT5 ou IT6, ajustements arbre/alésage de +/-0,01 mm ; h6/H7 disponible
- Finition de la surface : Surfaces fraisées standard : Ra 3,2 µm ; surfaces fraisées de précision : Ra 1,6 µm, sous réserve des exigences liées aux caractéristiques et aux trajectoires d'outils
- GD&T : Profil de surface complexe de 0,02 mm, basé sur le modèle 3D et le plan d'inspection CMM
- Taille maximale : Dimensions maximales d'usinage sur 5 axes : 800 x 600 x 900 mm ; les dimensions utiles de la pièce dépendent du dispositif de fixation et de l'orientation de la pièce
- Traitement de surface : Ébavurage et arrondissage des arêtes vives (0,1 mm) ; grenaillage 80#-220# ; polissage miroir, brillant ou mat selon les spécifications du plan
- Fil : Filetages intérieurs à partir de M1,4 et filetages extérieurs à partir de M2,0, sous réserve des contraintes liées au matériau, à l'accessibilité des pièces, à la norme de filetage et aux exigences de contrôle
- Limite de précision : Épaisseur des aubes de la roue à partir de 0,6 mm et profil de surface complexe de 0,02 mm, en fonction de la forme des aubes, du montage, de la stratégie d'usinage, du modèle 3D et du plan CMM
Surfaces libres en titane : accès et orientation de l’outil
Les pièces de forme libre, telles que les roues, les composants de turbine et les carters profilés, peuvent faire l'objet d'un usinage à 3 axes, 3+2 axes ou 5 axes, sélectionné à partir du modèle 3D. Les faces à angle fixe sont usinées selon un usinage positionnel 3+2, tandis que les surfaces à profil variable font l'objet d'un usinage simultané à 5 axes afin de maintenir l'orientation de l'outil. La programmation vérifie d'abord les interférences entre l'outil et le dispositif de serrage. Les contre-dépouilles et les zones obstruées peuvent nécessiter plusieurs réglages, des outils spéciaux ou un usinage par électroérosion (EDM).
Faces de fixation multi-angles en titane
Pour les supports et boîtiers en titane présentant des faces de montage inclinées et des perçages dans l'espace, les pièces concernées peuvent voir plusieurs de leurs faces usinées en une seule prise, ce qui réduit les effets du réalignement sur les relations entre les positions des perçages. L'encombrement du dispositif de serrage et l'orientation de la pièce déterminent quelles faces peuvent être usinées lors d'une même prise. Précisez sur le plan les repères de contrôle communs pour les réseaux de perçages et les faces de montage.
Aubes en titane et déformation des parois minces
L'épaisseur minimale des aubes de la roue est de 0,6 mm, pour un diamètre maximal de 800 mm. La faible conductivité thermique du titane concentre la chaleur au niveau du bord de coupe. Les aubes plus fines sont plus sujettes aux vibrations et à la déformation. La géométrie des aubes, la stratégie d'usinage et le serrage déterminent si cette épaisseur peut être usinée de manière homogène. Les parois minces sont évaluées par rapport à une épaisseur minimale de paroi métallique de 0,5 mm, ce qui nécessite un prétraitement de l'ébauche, un vieillissement de détente et des paramètres d'usinage optimisés.
Inspection 3D du profil des pièces en titane
La précision de profilage des surfaces complexes est de 0,02 mm ; elle est vérifiée par rapport au modèle 3D à l'aide d'une mesure CMM, d'un balayage 3D ou d'un contrôle de profil. Veuillez définir la version du modèle, les repères et le périmètre de mesure avant de passer commande afin que les résultats correspondent bien au modèle. Les exigences relatives aux rapports d'inspection réalisés par des tiers peuvent être évaluées en fonction de la commande.
Spécifications techniques
| Nom du produit | Pièces de précision en titane usinées CNC en 5 axes sur mesure |
|---|---|
| Fabricant | XCM CNC |
| Emplacement de l'usine | Shenzhen, Guangdong, Chine |
| Système de qualité | ISO 9001, ISO 13485, IATF 16949, GJB9001C |
| Processus d'usinage | Usinage 5 axes CNC |
| Matériau | Titane |
| Qualité des matériaux | TC4 (Ti-6Al-4V), TA2 (Ti de qualité commerciale) ; conformément au plan et au certificat de conformité |
| Tolérance | Précision d'usinage des pièces métalliques : ±0,003 mm ; IT5 ou IT6 selon les caractéristiques requises par le plan et le parcours d'usinage ; profil de surface complexe de 0,02 mm avec modèle 3D et plan CMM |
| Traitement de surface | Ébavurage et arrondissage des arêtes vives (0,1 mm) ; grenaillage 80#-220# ; polissage miroir, brillant ou mat selon les spécifications du plan |
| Application | Roues aérospatiales et supports de structures spatiales (applications aéronautiques et spatiales évaluées conformément aux plans et aux exigences) ; pièces médicales pour articulations et pièces orthopédiques profilées (applications implantaires évaluées conformément aux plans et aux exigences) ; boîtiers d'instruments maritimes (applications sous-marines évaluées conformément aux plans et aux exigences) ; connecteurs robotiques multi-angles |
| Caractéristiques principales | Accès libre aux axes d'outils ; repères de montage multi-angles ; analyse des risques de déformation des lames en titane et des parois minces ; inspection CMM/3D de profils complexes |
| Exigences critiques en matière de CQ | Définir, pour chaque commande, la révision du modèle, les repères, le profil, la surface et le périmètre de l'inspection CMM/3D ; les cotes critiques et l'inspection de l'aspect selon ce qui a été convenu |
| MOQ | 1 pièce |
| Délai d'exécution type | 10-15 jours ouvrables après l'examen du dessin |
| Formats de dessin | STEP, IGS, DWG, PDF, X_T |
Applications
Roues à aubes pour l’aérospatiale et supports à fixations orientées dans l’espace
Les roues et les supports de fixation spatiaux doivent allier légèreté et résistance, ce qui fait de la résistance spécifique élevée et de la résistance à la température du titane des propriétés déterminantes pour le choix des matériaux. L'usinage sur cinq axes permet d'ajuster l'orientation de l'outil le long des surfaces des pales et des faces de fixation inclinées afin de réaliser les pales, les perçages spatiaux et les supports à faces multiples. Les applications aéronautiques et spatiales nécessitent une évaluation au regard des plans et des exigences.
Pièces profilées en titane pour articulations médicales et orthopédie
Les composants d'implants articulés et les connecteurs orthopédiques profilés associent des profils courbes à des éléments de raccordement orientés dans différentes directions. La biocompatibilité du titane est l'un des critères à prendre en compte lors du choix des matériaux pour les pièces médicales. L'usinage sur cinq axes permet aux outils d'accéder à ces profils et éléments depuis plusieurs directions. L'utilisation des implants doit faire l'objet d'une évaluation au regard des plans et des exigences.
Boîtiers profilés pour instruments marins
Les boîtiers d'instruments acoustiques et les boîtiers de capteurs marins fonctionnent en eau de mer ; la résistance du titane à la corrosion par l'eau de mer constitue donc un critère essentiel dans le choix des matériaux. Lorsque des formes courbes coexistent avec des surfaces de montage à angles multiples, l'usinage 5 axes permet de réaliser des profils spatiaux et des éléments de fixation à partir de différentes directions. Les applications sous-marines nécessitent une évaluation au regard des plans et des spécifications.
Connecteurs multi-angles pour effecteurs terminaux de robots
Les connecteurs d'effecteurs terminaux et les brides multi-angles sont généralement fabriqués en alliages de titane afin de réduire le poids tout en respectant les exigences de résistance. Les faces de montage inclinées, les alésages spatiaux et les transitions courbes nécessitent une évaluation, basée sur des modèles, des orientations d'approche des outils. Les pièces plates classiques et les pièces à rotation simple se prêtent mieux à l'usinage 3 axes ou au tournage, sans la complexité superflue de l'usinage 5 axes.
Pourquoi nous choisir
Systèmes de qualité et assistance technique pour les équipements
Nous exerçons nos activités conformément aux normes ISO 9001, ISO 13485, IATF 16949 et GJB9001C, et utilisons des équipements des marques DMG, Mazak, Matsuura et Brother pour la fabrication de roues en titane, de pièces de forme libre et de supports multi-angles.
Coordination des pièces à cinq axes et des opérations associées
Les services d'usinage en usine couvrent aussi bien les petits connecteurs que les grandes pièces structurelles. L'usinage de pièces en titane sur machine 5 axes peut être combiné, au sein d'un même projet, avec le fraisage, le tournage, le perçage, l'ébavurage, le sablage et le polissage, ce qui permet d'aborder ensemble les exigences en matière d'usinage de surface et de post-traitement.
Équipement configuré pour répondre aux exigences de précision
Notre parc de machines couvre quatre niveaux de fabrication : la Chine continentale, Taïwan, le Japon, ainsi que l'Europe et les États-Unis. Les machines sont choisies en fonction des exigences de précision des pièces et des opérations, afin de trouver le juste équilibre entre qualité et coût. Les surfaces des lames, les faces de montage et les surfaces structurelles générales d'une même pièce en titane nécessitent souvent des niveaux de précision différents. Adapter le parc de machines en conséquence permet de maîtriser les coûts plus efficacement que d'utiliser des machines de haute précision pour chaque opération.
Certificats matière et confidentialité
Des certificats de conformité des matériaux peuvent être fournis sur demande afin de vérifier la nuance de titane. Un accord de confidentialité (NDA) peut être signé lorsque la confidentialité des données sensibles relatives aux modèles est nécessaire, notamment pour les roues, les pièces médicales profilées et autres projets similaires.
Rapports de contrôle des surfaces et validation des échantillons
Pour les roues, les aubes fines et les profils complexes, il est possible de convenir d'une mesure CMM, d'une numérisation 3D ou d'un contrôle de profil, avec définition des révisions du modèle et des repères. Des rapports FAI peuvent être fournis pour les premiers articles si nécessaire. La production en série débute après validation des échantillons.
Questions fréquentes
Dans quels cas une pièce en titane nécessite-t-elle un usinage 5 axes plutôt qu'un usinage 3 axes ?
L'usinage à cinq axes convient aux faces de montage inclinées, aux alésages spatiaux, aux surfaces et aux aubes en variation continue, car il permet à l'outil d'accéder à la pièce depuis plusieurs directions et réduit les changements de configuration. Les faces à angle fixe peuvent faire l'objet d'un usinage 3+2. Les pièces simples, planes ou de rotation, peuvent être usinées selon un usinage 3 axes ou par tournage. Les contre-dépouilles et les zones d'accès difficile peuvent nécessiter plusieurs réglages, des outils spéciaux ou l'électroérosion (EDM).
Quels facteurs influencent l’épaisseur et la déformation des aubes minces en titane ?
L'épaisseur minimale des aubes de la roue est de 0,6 mm. Le titane présente une faible conductivité thermique et les aubes ont une rigidité réduite. Le porte-à-faux de l'outil, le serrage et le volume d'enlèvement de matière peuvent entraîner des vibrations et des déformations. La forme des aubes, l'orientation de l'usinage et la stratégie d'usinage déterminent si cette épaisseur peut être obtenue de manière constante.
Comment procède-t-on au contrôle d'un profil de surface complexe en titane ?
La précision de profilage des surfaces complexes est de 0,02 mm ; elle est vérifiée par rapport au modèle 3D à l'aide d'une mesure CMM, d'un balayage 3D ou d'un contrôle de profil. Précisez dans la commande la version du modèle, les repères et le périmètre de mesure afin que les résultats correspondent au modèle. Les rapports d'inspection réalisés par des tiers dépendent des exigences de la commande.
Faut-il choisir la nuance TC4 ou TA2 pour une roue à aubes en titane ?
Le choix dépend des charges, de la température et des milieux. Le TC4 (Ti-6Al-4V) présente une résistance mécanique plus élevée et est couramment utilisé pour les pièces structurelles ou soumises à des contraintes importantes. Le TA2 est un titane commercialement pur, caractérisé par une résistance mécanique plus faible, mais une bonne formabilité et une bonne résistance à la corrosion. Nous usinons selon la nuance indiquée sur le plan et pouvons fournir des certificats de matériau conformément à la commande. Les normes approximatives ne sont pas considérées comme entièrement équivalentes.
Quel traitement thermique dois-je spécifier pour une pièce en titane usinée sur une machine 5 axes ?
Les conditions de traitement thermique sont conformes aux spécifications du dessin ou à la norme relative au matériau et ont une incidence sur la dureté, les contraintes résiduelles et les conditions d'usinage. Pour les lames et les parois minces nécessitant un traitement de détente, il convient de préciser le moment du traitement dans la gamme de fabrication ainsi que les conditions d'acceptation dimensionnelle. Celles-ci déterminent les programmes d'ébauche et de finition. Les rapports de traitement thermique dépendent des exigences de la commande.
Quelles informations dois-je fournir pour obtenir un devis concernant l'usinage 5 axes du titane ?
Veuillez fournir des dessins ou des modèles en 2D/3D aux formats STEP, IGES, STP ou DWG, ou encore au format PDF coté, en précisant la nuance du matériau et son état de livraison, la quantité, les tolérances et l'utilisation prévue. Le devis tient compte de la difficulté d'usinage du titane, de la géométrie de la surface et de la lame fine, du nombre de réglages, du profil, de l'état de surface et de l'étendue du contrôle. La quantité minimale de commande (MOQ) est de 1 pièce ; la fabrication des prototypes prend généralement entre 3 et 7 jours, et celle des commandes standard entre 10 et 15 jours, en fonction de la complexité et de la quantité.
Est-il possible d'évaluer des pièces en titane destinées à l'aérospatiale ou aux engins spatiaux ?
Oui. L'orientation des pièces, les profils de surface, les matériaux et les documents de réception sont évalués au regard des plans et des exigences. Ce sont vos exigences de conception qui déterminent si la pièce est critique pour le vol ou destinée à être utilisée à bord d'un engin spatial. Veuillez nous transmettre les modèles ainsi que les exigences de qualité pertinentes.
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