CNC - Travail du bois assisté par ordinateur

Il y a peu de temps, j'écrivais à propos de Alexander Grabovetskiy et comment il sculpte le bois au ciseau comme le faisait son arrière-grand-père, créant ainsi de véritables œuvres d'art. Lorsque l'on ne prétend pas réaliser des œuvres uniques, tout ce travail peut être effectué à l'aide de machines capables de produire des dessins et des sculptures et de les reproduire à l'identique à tout moment. Il s'agit des CNC, c'est-à-dire des machines à commande numérique telles que nous les connaissons, ou des routeurs CNC pour utiliser un terme international.

Le nom CNC signifie "Computer Numerical Control" (commande numérique par ordinateur) et fait référence au fait que les outils de travail du bois sont contrôlés par des commandes numériques provenant d'un ordinateur. L'idée d'envoyer des commandes à une machine remonte à loin, les premiers dispositifs de ce type étant un métier à tisser des années 1720 qui utilisait des cartes de papier perforées pour broder ou la flûte mécanique, inventée en 1860, qui utilisait un rouleau de papier percé de trous. La technologie a évolué et, en 1955, les premières machines industrielles à commande numérique ont été vendues. Avec l'avènement et le développement des ordinateurs et des technologies de l'information, les machines CNC ont atteint des performances remarquables.

Toute CNC utilise un programme informatique pour piloter un système mécanique. L'usinage est réalisé avec une grande précision, il est reproduit à l'identique et la machine fait le travail mieux qu'un opérateur. En général, l'ordinateur coordonne les mouvements du système mécanique dans les 3 directions cartésiennes x, y et z, c'est-à-dire la longueur, la largeur et la hauteur, créant ainsi une image en 3D. La direction x est responsable du mouvement avant-arrière de l'outil d'usinage, la direction y du mouvement gauche-droite et la direction z du mouvement haut-bas. Outre ces directions standard, il existe également des machines dotées de mouvements à 4, voire 5 directions. En plus des directions de l'outil, le mouvement de rotation s'effectue également dans un ou deux plans. Les machines peuvent réaliser des travaux très fins, voire des sculptures.

Les machines à commande numérique sont très diverses, allant des modèles à haute performance, à haute productivité et à haute efficacité conçus pour la grande industrie aux modèles à haute productivité et à haute efficacité conçus pour la grande industrie aux modèles à haute productivité et à haute efficacité conçus pour la grande industrie. des créations qui s'intègrent parfaitement dans un atelier. Indépendamment de leur taille ou de leurs performances, ils comportent tous quelques éléments principaux :

• Ordinateur et contrôleur CNC est en quelque sorte le cerveau de la machine qui transmet à l'outil les commandes nécessaires à la réalisation du mouvement. En fait, tout part d'un dessin numérique qui est transformé par un programme en codes transmis à l'outil. L'ordinateur convertit les commandes en signaux numériques et le contrôleur CNC en impulsions qui commandent le système mécanique.
• Routeur est l'ensemble qui contient l'outil (fraise, foret, couteau, etc.) et le dispositif qui le fait tourner. La vitesse de rotation est réglable, dans le cas des outils pour le travail du bois, de 8000 à 30 000 tours/minute. Les machines à bois peuvent également travailler les métaux non ferreux (aluminium). Pour les objets en fer, des systèmes de refroidissement sont nécessaires car les outils s'échauffent en raison du frottement. Selon le modèle et ses performances, l'ordinateur peut faire varier la vitesse de rotation en fonction du matériau, commander le changement automatique d'outil ou des capteurs d'outils.
• Le système de serrage, qui a pour but de maintenir la pièce en place et de la sécuriser pour l'usinage. Il existe différentes formes ou systèmes de serrage, les plus importants étant le serrage avec des pinces ou l'aspiration (vide). Les systèmes modernes utilisent une combinaison des deux.
• Système de guidage linéaire est ce qui fait bouger la défonceuse sur les 3 axes de déplacement. Le mouvement est réalisé à l'aide du moteur qui est le lien entre l'électronique et la mécanique.

En fonction de leur taille, de leur capacité d'usinage et de leur efficacité, les machines CNC peuvent être divisées en quatre grandes catégories :

• Industrie - sont des machines de grande taille et assez coûteuses, conçues pour une longue durée de travail et des conditions d'utilisation difficiles. Elles sont équipées pour être très efficaces, avec une vitesse d'usinage élevée, un changement d'outil automatique, un système d'aspiration de la poussière de bois et un système de serrage avancé. Elles peuvent être équipées pour de nombreux types de matériaux. Dans l'industrie du bois, elles peuvent être utilisées pour la production de meubles, de portes ou pour la réalisation de logos, de dessins ou d'enseignes spéciaux.

• Classe moyenne (pour les ateliers) - sont plus petites et plus légères. Leur taille va de la petite CNC que l'on peut poser sur son bureau à la machine de taille moyenne de 1,5/3 mètres. Elles peuvent en principe effectuer les mêmes opérations d'usinage que les machines industrielles, mais avec moins de fonctionnalités (pas de système d'aspiration, de capteurs spéciaux sur l'outil, etc.) Certains fabricants proposent également des CNC, centres d'usinage CNC de classe moyenne avec un maximum de facilités. Je suis des machines adaptées aux petits producteurs d'instruments de musique ou de fabricants d'enseignes et de logos en bois.

• Multiax - sont des machines auxquelles des axes supplémentaires sont ajoutés lors de l'usinage sur les 3 axes cartésiens. Elles peuvent être à 4 - rotation dans un plan ou à 5 - rotation dans 2 plans. Elles sont utilisées pour réaliser des sculptures, des plaques ou des trophées.
• Hobby - des voitures fabriquées par des passionnés. Ce sont des voitures uniques qui portent l'empreinte du constructeur. Elles sont conçues pour les besoins de chaque propriétaire et ne peuvent donc pas être catégorisées ou regroupées.

L'utilisation des CNC dans la production présente de nombreux avantages : rapidité de production, flexibilité, reproductibilité, efficacité, augmentation de la qualité, réduction des besoins en main-d'œuvre. Les inconvénients ne sont pas nombreux, mais ils ne sont pas non plus négligeables : investissement élevé, coûts de maintenance plus élevés, qualification plus élevée des opérateurs (programmeurs), coûts de production élevés pour les petites séries. Il suffit de peser les avantages et les inconvénients pour savoir si l'investissement en vaut la peine.

La poussière et les copeaux provenant du bois et des panneaux à base de bois ont toujours été un problème, mais il existe des solutions qui permettent de réduire les émissions de gaz à effet de serre. des outils intelligents qui peuvent améliorer l'efficacité du dépoussiérage la réduction de la consommation d'énergie.