Le magnésium possède des caractéristiques exceptionnelles, notamment une faible densité et une bonne usinabilité, qui lui permettent de créer une résistance à la corrosion dans des pièces à haute résistance par le biais de l'usinage CNC. Toutefois, le processus d'usinage du magnésium représente un véritable défi en raison de l'inflammabilité du matériau. Lors de la manipulation du magnésium, des mesures de sécurité sont prises pour réduire tout risque susceptible d'y être associé.

L'usinage du magnésium génère des copeaux et de la poussière qui peuvent facilement s'enflammer, ce qui représente un grand danger pour les machinistes CNC. S'il n'est pas bien contrôlé, le processus d'usinage risque de provoquer des incendies ou des explosions dans l'atelier. Cet article décrit les principales mesures de sécurité à prendre pour travailler correctement avec du magnésium et d'autres métaux inflammables. Il met l'accent sur les méthodes appropriées de dégagement des copeaux et sur les mesures et précautions à prendre pour éviter les incendies dans un atelier d'usinage.

Les défis de l'usinage du magnésium

Travailler avec des alliages de magnésium s'accompagne toujours de risques qui doivent être gérés de manière adéquate. Voici quelques-uns des risques dont il faut être conscient lorsqu'on est impliqué dans le processus de fabrication d'un alliage de magnésium. Usinage CNC du magnésium.

Risque d'incendie

L'un des problèmes majeurs de l'usinage des alliages de magnésium est l'inflammabilité des copeaux fins et de la poussière produits au cours du processus. Ces particules sont hautement inflammables et même de minuscules étincelles ou une chaleur excessive peuvent facilement les enflammer, ce qui représente un grand danger dans l'atelier.

Usure des outils

En raison de sa nature douce et abrasive, le magnésium peut user l'outil de coupe pendant l'usinage CNC. Il en résulte un taux d'usinage plus faible et un plus grand nombre d'outils qui doivent être remplacés plus souvent qu'à leur tour.

Production de chaleur

Il est également évident que les alliages de magnésium ont une faible conductivité thermique et que, par conséquent, la chaleur est localisée dans la zone de coupe. Cette température de coupe élevée a également un impact négatif sur la durée de vie de l'outil. Elle augmente également le risque de déformation de la pièce et accélère le taux d'usure de l'outil.

Défis en matière d'état de surface

L'obtention d'une finition de surface de qualité sur les alliages de magnésium est un défi en raison de la présence de bavures et de déformations dues à l'usinage. Tous ces problèmes doivent être résolus en appliquant les méthodes d'usinage correctes et en sélectionnant les bons outils pour obtenir la finition de surface de haute qualité souhaitée. Pour résoudre ces problèmes, il est nécessaire de respecter toutes les mesures de sécurité, d'utiliser correctement les outils et d'obtenir des informations sur les caractéristiques du magnésium et de son usinage pour garantir la sécurité et l'efficacité.

Les énormes avantages de l'usinage CNC du magnésium

Cependant, l'utilisation de Usinage CNC du magnésium malgré les risques susmentionnés. C'est pourquoi le magnésium convient aux industries qui ont besoin de lumière, comme l'aérospatiale et l'automobile, où il améliore l'efficacité et la consommation de carburant. Il s'agit d'un matériau très léger, mais en même temps très résistant. Les structures peuvent donc être solides et minces, ce qui nécessite moins de matériaux.

Le magnésium est facile à usiner et peut donc être produit en grandes quantités. Les outils utilisés ne s'abîment pas facilement, ce qui réduit les coûts. En raison de sa bonne conductivité thermique, il convient aux applications où la chaleur doit être évacuée du produit, comme le boîtier des équipements électroniques. De plus, le magnésium possède des caractéristiques inhérentes de joint EMI qui protègent l'électronique sensible des interférences.

Du point de vue environnemental, le magnésium est abondant. Il peut être recyclé et, dans les processus d'usinage, la quantité d'émissions est négligeable. En outre, l'énergie utilisée est inférieure à celle d'autres métaux. Cette durabilité, associée à la flexibilité du type de finition de surface qui peut être appliquée, comme la peinture ou l'anodisation, fait du magnésium un matériau privilégié par les fabricants qui recherchent des performances élevées et veulent simultanément réduire l'impact de leur usinage CNC sur l'environnement.

Mesures de sécurité à adopter pour l'usinage CNC des alliages de magnésium

L'usinage CNC des alliages de magnésium peut être sûr si les mesures suivantes pour la sécurité de l'usinage du magnésium sont respectées : Voici quelques conseils essentiels pour garantir la sécurité de l'usinage du magnésium.

1. Garder les outils bien affûtés :

L'un des défis associés à l'usinage du magnésium est la production de chaleur - l'utilisation d'outils tranchants lors de la coupe est également essentielle pour éviter l'accumulation de chaleur. Les outils émoussés sont susceptibles de créer beaucoup de friction et de provoquer des étincelles qui conduisent à l'inflammation des copeaux de magnésium. Les outils à pointe en carbure sont préférables car ils sont durs et ne produisent pas d'étincelles rapidement à des températures élevées.

2. Éviter les angles de dégagement trop serrés :

L'une des choses cruciales à prendre en compte lors de l'usinage d'alliages de magnésium est d'éviter les angles de tolérance serrés. Les angles de coupe élevés produisent des copeaux massifs et consécutifs qui augmentent la chaleur et le risque d'incendie en raison de la nature de l'élément magnésium.

3. Produire des copeaux cassés :

Réglez votre machine CNC pour qu'elle produise des copeaux petits et intermittents. Cela permet d'évacuer la chaleur de l'outil de coupe et de la pièce à usiner afin de réduire au minimum le risque que le matériau n'attrape une flamme nue. Pour ce faire, il convient d'utiliser de petits angles de coupe arrière, de faibles vitesses d'avance et des vitesses de coupe modérées à élevées.

4. Utiliser des liquides de refroidissement à base d'huile minérale :

Lors de l'usinage du magnésium, il est recommandé d'utiliser des liquides de refroidissement à base d'huile minérale plutôt que de l'eau. L'huile minérale réduit les risques d'incendie et d'explosion et améliore la finition de la surface. Les solutions aqueuses des liquides de refroidissement peuvent corroder le magnésium et provoquer la formation de gaz hydrogène inflammable.

5. Employer des systèmes de vide antidéflagrants :

Utilisez des systèmes d'aspiration antidéflagrants pour extraire les copeaux de magnésium et la poussière des machines à commande numérique. Les copeaux de magnésium discontinus sont également inflammables ; il est essentiel de les éliminer dans l'atelier sans provoquer de début d'incendie.

6. Éviter l'eau en cas d'incendie :

Ne tentez pas d'éteindre le feu avec de l'eau lors d'un incendie de magnésium, car cela ne ferait que l'aggraver. Les incendies de magnésium doivent être combattus à l'aide d'extincteurs secs de classe D ou de sable sec. Ainsi, en suivant les mesures ci-dessus, l'usinage CNC du magnésium peut être réalisé en toute sécurité et avec moins de risques sur le lieu de travail.

Choisir le bon outil de coupe pour l'usinage CNC de l'alliage de magnésium

La sélection des outils de coupe appropriés est cruciale pour obtenir les meilleurs résultats et la meilleure sécurité lors de l'usinage CNC des alliages de magnésium. Vous trouverez ci-dessous une catégorisation des outils fréquemment utilisés :

Outils en acier rapide (HSS) :

Les outils en acier rapide sont faciles à utiliser et relativement moins chers que les autres outils. En raison de leur dureté et de leur capacité à effectuer des coupes interrompues, ils sont faciles à affûter et conviennent donc à diverses opérations d'usinage.

Outils à pointe en carbure :

Les outils en carbure sont réputés pour leur dureté et, par conséquent, ils s'usent très peu et ont une longue durée de vie. Ils conservent bien leur tranchant, ce qui permet d'améliorer l'état de surface, d'augmenter les taux d'usinage et, par conséquent, d'améliorer la productivité.

Outils en carbure revêtus :

Les outils en carbure revêtus ont pour substrat le carbure, d'autres matériaux comme le nitrure de titane étant revêtus avec le substrat. Ces revêtements améliorent la dureté et la stabilité à la chaleur, ce qui prolonge la durée de vie de l'outil tout en améliorant l'efficacité de l'usinage.

Outils en diamant polycristallin (PCD) :

Les outils PCD sont parmi les matériaux de coupe les plus rigides du marché, offrant la meilleure résistance à l'usure et la meilleure durée de vie. Ils conviennent aux opérations d'usinage à grande vitesse pour conserver leur tranchant plus longtemps et produire de nombreuses pièces avec précision.

Pourquoi le magnésium pour l'usinage CNC ?

Cependant, le magnésium est toujours utilisé dans l'usinage CNC en raison de ses propriétés intéressantes, à condition que des mesures de sécurité soient mises en œuvre. Voici des raisons convaincantes de considérer le magnésium :

Une usinabilité exceptionnelle :

Les alliages de magnésium sont faciles à usiner et peuvent être facilement usinés à l'aide d'une commande numérique par ordinateur (CNC). Cette caractéristique réduit les forces de coupe et améliore donc l'outil et l'usinage.

Géométries complexes :

Le matériau est plus accessible aux machines que d'autres métaux, ce qui permet de créer des pièces de formes complexes. L'usinage CNC permet de fabriquer des pièces en magnésium selon des spécifications techniques précises qui sont essentielles dans les industries d'aujourd'hui.

Précision et cohérence :

La technologie CNC permet de reproduire les dessins dans les moindres détails et même les microstructures. L'usinage multi-axes est très utile car il permet de contourner les alliages de magnésium dans toutes les directions pour répondre aux exigences des différents projets.

Recyclabilité :

Il est important de noter que le magnésium et ses alliages sont recyclables, ce qui renforce considérablement le facteur environnemental dans la fabrication. L'usinage CNC permet de créer du magnésium recyclable, ce qui réduit l'impact sur l'environnement.

Avantages pour l'environnement :

Le magnésium n'est pas dangereux pour l'environnement et peut être recyclé, ce qui le rend meilleur que d'autres matériaux. Il est respectueux de l'environnement car il s'aligne sur les tendances mondiales visant à minimiser les effets de la production sur l'environnement.

Avantages d'un matériau unique :

Outre la facilité d'usinage, il s'agit d'un matériau léger et très résistant qui améliore le rendement énergétique dans les secteurs de l'automobile et de l'aéronautique. Cela est particulièrement vrai en ce qui concerne la finition de la surface, l'outil pouvant fournir des pièces de haute performance.

Différentes méthodes d'usinage CNC pour le magnésium

L'usinage CNC utilise plusieurs méthodes spécialisées pour fabriquer efficacement des pièces en magnésium dans diverses applications.

Perçage CNC :

Le perçage CNC consiste à percer des trous dans des pièces en magnésium à l'aide de fraises ou de mèches rotatives à une vitesse d'avance contrôlée. Cette méthode est avantageuse dans les applications nécessitant une grande précision dans le positionnement des trous et la profondeur à laquelle ils doivent être réalisés dans des matériaux tels que les pièces aérospatiales et automobiles.

Fraisage CNC : 

Lors du fraisage CNC, une fraise rotative découpe la forme et le profil requis du magnésium. Le magnésium est également performant lorsqu'il s'agit de produire des caractéristiques avec de minces filets et de petits jeux, ce qui est essentiel dans les applications qui nécessitent des structures telles que l'électronique, l'équipement médical et l'équipement industriel.

Tournage CNC :

Dans le tournage CNC, un mandrin maintient la pièce en alliage de magnésium pendant que la pièce est tournée, et un outil à point unique est utilisé pour couper la pièce. Cette méthode est idéale pour produire des pièces cylindriques telles que des arbres, des goupilles et des raccords avec des limites fines et des finitions de surface lisses. Elle est utilisée pour les pièces de moteurs automobiles et les équipements hydrauliques.

Découpe au laser :

La découpe laser CNC consiste à faire fondre ou à vaporiser des feuilles ou des plaques de magnésium selon une trajectoire de coupe définie. Cette méthode est privilégiée parce qu'elle n'implique pas de contact direct, qu'elle permet de créer des arêtes vives et des caractéristiques délicates, et qu'elle est couramment appliquée aux panneaux aérospatiaux, aux pièces décoratives et aux boîtiers électroniques.

Tapping :

Le taraudage CNC est un outil de taraudage qui permet de produire des filets internes dans les pièces en magnésium. Il offre également un contrôle raisonnable du pas et de la profondeur des filets, ce qui est essentiel pour les fixations et les inserts filetés dans les structures aérospatiales, les assemblages automobiles et l'électronique grand public.

Résumé

L'utilisation par la CNM de Usinage CNC Le travail sur le magnésium permet de créer des pièces légères et durables avec des dimensions précises et une bonne résistance aux chocs. L'usinabilité relativement bonne du magnésium peut être appliquée à une large gamme de produits par le biais de diverses opérations CNC. Toutefois, la sécurité opérationnelle est primordiale dans l'usinage du magnésium, ce qui nécessite une bonne compréhension et la mise en œuvre de mesures de sécurité afin d'obtenir une production de haute qualité au CNM.