Quelle tolérance typique peut-on obtenir pour les pièces CNC en métal et en plastique ?

Aperçu général des tolérances en usinage CNC

Les tolérances d’usinage CNC dépendent de la stabilité des matériaux, de la précision du processus d’usinage et de facteurs environnementaux tels que la chaleur et l’humidité. Bien que les systèmes d’usinage CNC soient capables d’une grande précision, la tolérance réalisable diffère considérablement entre les métaux et les plastiques en raison de leurs propriétés mécaniques et thermiques.

Tolérances dans les pièces métalliques usinées CNC

Les métaux sont dimensionnellement stables, ce qui permet un contrôle de tolérance plus strict même dans des conditions de coupe agressives. Les tolérances générales typiques pour les pièces métalliques fraisées CNC ou tournées CNC sont de ±0,05 mm. Avec des procédés de précision tels que l’usinage multi-axes ou l’usinage par électroérosion (EDM), des tolérances aussi serrées que ±0,005 mm peuvent être atteintes pour des composants critiques dans les secteurs aérospatial ou médical. Les matériaux tels que l’aluminium 7075, l’acier inoxydable SUS304 et le titane Ti-6Al-4V conservent une grande cohérence dimensionnelle et une faible expansion thermique. Pour les matériaux complexes et résistants à la chaleur comme l’Inconel 718 ou l’Hastelloy C-22, les tolérances réalisables restent d’environ ±0,01–0,02 mm après compensation de la température de coupe et de la déflexion de l’outil.

Tolérances dans les pièces plastiques usinées CNC

Les plastiques sont plus sujets à la déformation et aux variations dimensionnelles induites par la température, de sorte que les tolérances sont généralement plus larges. Pour la plupart des polymères techniques, tels que l’Acétal (POM), le Nylon (PA) ou le Polycarbonate (PC), la tolérance standard est de ±0,1 mm. Les matériaux haute performance tels que le PEEK et le PTFE (Téflon) peuvent atteindre une tolérance de ±0,05 mm sous des conditions contrôlées de température et d’humidité. Cependant, la dilatation thermique pendant l’usinage et le retrait post-refroidissement peuvent encore provoquer des variations, que la conception pour la fabricabilité (DFM) compense en ajustant les paramètres de coupe et la conception des dispositifs de serrage.

Rôle de la DFM et des finitions de surface dans le contrôle des tolérances

Dans l’usinage des métaux comme des plastiques, les services d’usinage de précision s’appuient sur les principes de la DFM pour définir des objectifs de tolérance réalistes. La DFM garantit que la géométrie des pièces, l’épaisseur des parois et l’accès des outils sont optimisés afin de réduire la déflexion et l’accumulation de contraintes. Après l’usinage, des opérations de finition telles que l’électropolissage pour les métaux ou le traitement de surface pour les plastiques sont intégrées pour affiner la qualité de surface sans compromettre les dimensions.

Attentes spécifiques selon les industries

Dans les secteurs de l’aérospatiale et des dispositifs médicaux, les pièces métalliques sont régulièrement produites avec des tolérances de ±0,01 mm pour des composants structurels ou biocompatibles. Les pièces automobiles, conciliant coût et évolutivité, présentent généralement des tolérances de ±0,05 mm pour les métaux et ±0,1 mm pour les plastiques. Les produits grand public et industriels acceptent des tolérances plus larges lorsque l’ajustement esthétique est privilégié par rapport à la précision dimensionnelle.