fraisage

Le fraisage est le processus d'enlèvement de matière d'une pièce à l'aide d'un outil de coupe rotatif, généralement une fraise à plusieurs dents. La pièce est maintenue dans un étau ou serrée sur une table qui peut se déplacer dans plusieurs directions par rapport à la broche rotative. Ce mouvement contrôlé, combiné à la fraise en rotation, permet à un machiniste de découper des surfaces planes, des fentes, des poches et des contours complexes dans le métal, le plastique, le bois ou les matériaux composites.

En usinage des métaux, la forme la plus courante est le fraisage vertical ou horizontal sur une fraiseuse. Une fraiseuse verticale a l'axe de la broche perpendiculaire à la table ; une fraiseuse horizontale a l'axe de la broche parallèle à la surface de la table. L'outil de coupe tourne à des vitesses généralement comprises entre 100 et 3000 tours par minute, selon le diamètre de la fraise, le matériau et la finition de surface souhaitée. La vitesse d'avance, la vitesse à laquelle la pièce avance dans la fraise, doit être réglée avec soin : trop lente, elle risque de frotter et de donner une mauvaise finition ; trop rapide, elle risque de casser l'outil ou de provoquer du broutage (vibration qui laisse des marques sur la pièce).

Variantes et applications

Les fraises existent en de nombreuses géométries : fraises en bout (coupant à la pointe et sur les côtés), fraises à rainurer, fraises à bout sphérique pour les surfaces profilées et fraises à surfacer pour les grandes surfaces planes. Les fraiseuses CNC (à commande numérique par ordinateur) automatisent le positionnement et l'avance, permettant une production précise et répétable de pièces aux géométries complexes. Les fraiseuses manuelles traditionnelles exigent d'un opérateur qualifié qu'il juge les vitesses, les avances et les trajectoires d'outil à l'œil et au toucher. Les deux types restent activement utilisés ; les fraiseuses manuelles dominent les ateliers de fabrication et les ateliers d'outillage, tandis que les fraiseuses CNC gèrent la production en grand volume et les composants aérospatiaux ou automobiles complexes.

Le terme fraisage s'applique également en dehors de la métallurgie. Dans la transformation des céréales, un moulin broie le blé, le maïs ou d'autres cultures en farine ou en semoule. Dans le traitement des minerais, le broyage écrase le minerai ou la roche pour libérer les minéraux précieux. Dans chaque cas, le principe est similaire : un outil ou un milieu rotatif décompose le matériau d'entrée en morceaux plus petits et utilisables. Le sens de l'usinage est l'application la plus précise et la plus contrôlée de cette famille de processus.

Les problèmes courants en fraisage des métaux comprennent l'usure de l'outil, qui émousse progressivement le tranchant et nécessite des changements d'outil ; l'arête rapportée (BUE), où le matériau de la pièce adhère à la fraise et dégrade la finition ; et les vibrations dues à une rigidité ou un serrage insuffisant de la machine. Le choix et l'apport du liquide de coupe sont très importants : l'arrosage abondant, l'arrosage par la broche ou la pulvérisation de lubrification minimale (MQL) affectent tous la durée de vie de l'outil et la finition de surface. L'art du fraisage consiste à équilibrer la vitesse, l'avance, la géométrie de la fraise et l'état de la machine pour produire des pièces précises et économiques.