Un modèle qui semble abouti en CAO n'est pas forcément un modèle sur lequel un atelier peut établir un devis. Chaque semaine, les usineurs ouvrent des fichiers ne comportant aucune tolérance, contenant des maillages exportés à la place de solides, des rayons d'angle inférieurs à ceux de n'importe quelle fraise existante, et des éléments placés à des endroits inaccessibles à tout outil. Chacun de ces cas entraîne une journée d'échanges par e-mail avant que l'usinage puisse commencer.

Ce guide explique ce qu'il advient de votre fichier une fois qu'il quitte votre écran. Il compare Onshape et Fusion 360, en particulier pour les projets destinés à être usinés sur une machine 5 axes, précise quels formats de fichiers contiennent les données dont un atelier a besoin, et énumère les choix de modélisation qui déterminent, souvent de manière imperceptible, si l'usinage d'une pièce sera simple ou coûteux.

Ce dont un atelier d'usinage a réellement besoin à partir de votre fichier CAO

Quatre éléments, classés par ordre de fréquence d’absence. Un modèle solide sans faille dans un format neutre tel que STEP ou Parasolid, afin que la géométrie puisse être importée dans le logiciel de FAO sans correction. Les tolérances, soit associées au modèle, soit fournies sur un plan coté, car un modèle en soi ne comporte aucune exigence de précision. Une spécification des matériaux, comprenant l'alliage et l'état. Et une indication des surfaces fonctionnelles, car un atelier qui ne sait pas quelles dimensions sont importantes les protégera toutes, ce qui coûte du temps et de l'argent.

Tout le reste n'est qu'un approfondissement de ces quatre éléments. Une pièce qui répond à ces quatre critères peut généralement faire l'objet d'un devis le jour même.

Comparaison entre Onshape et Fusion 360 pour les travaux d'usinage

Ces deux logiciels sont des outils de modélisation paramétrique performants et sont tous deux utilisés avec succès par des équipes dont les pièces sont finalement usinées sur des machines 5 axes. La différence significative en matière d'usinage ne réside pas dans la puissance de modélisation, mais dans le fait que la fabrication s'inscrive ou non dans le même environnement que la conception.

Considération	Onshape	Fusion 360
Force du tronc	Logiciel de CAO « cloud native » avec gestion des versions et création de branches intégrées	CAO, FAO et simulation intégrées dans un seul environnement
Où il circule	Entièrement dans le navigateur, aucune installation locale requise	Application de bureau avec gestion des données dans le cloud
Capacités de production	Pas de CAM intégré ; s'appuie sur des applications partenaires ou sur l'exportation vers un système CAM distinct	La CAO-FAO est intégrée, avec génération des parcours d'outils en parallèle du modèle
approche à 5 axes	Géré par le système de FAO vers lequel le modèle est exporté	Configuration 3+2 dans le produit de base, avec un mouvement multiaxial simultané nécessitant une extension
Collaboration	C'est un atout, car tous les utilisateurs travaillent sur le même document en temps réel	Parfait, grâce à des projets cloud collaboratifs
Contrôle des révisions	Intégré à la plateforme avec des versions et des branches nommées	Historique des versions au sein du projet cloud
Utilisateur type	Équipes et organisations décentralisées qui privilégient l'accès via un navigateur et l'historique de conception	Les équipes qui souhaitent regrouper la conception et la fabrication au sein d'un même service

Pourquoi la question de la médecine complémentaire et alternative (MCA) est plus importante que la comparaison des modèles

Si vos pièces sont usinées par un sous-traitant, la différence au niveau de la FAO n’a pratiquement aucune incidence pour vous. Vous modélisez la pièce, vous exportez un fichier neutre, puis l’atelier la programme dans le système de son choix. Onshape et Fusion 360 sont tout aussi adaptés à ce flux de travail, et le choix dépend davantage de la manière dont votre équipe préfère travailler que des capacités d’usinage.

Si vous usinez des pièces en interne, la différence est considérable. Fusion 360 conserve les parcours d'outils associatifs au modèle ; ainsi, toute modification de la géométrie met automatiquement à jour le programme, sans nécessiter de reprogrammation. Onshape ne dispose pas de CAM natif ; un flux de travail en interne implique donc soit l'utilisation d'une application partenaire, soit l'exportation vers un logiciel de FAO distinct, ce qui entraîne un transfert de fichiers à chaque modification de la conception.

Il existe un cas intermédiaire qui mérite d'être mentionné. Les équipes qui réalisent leurs modélisations dans Onshape et sous-traitent l'usinage bénéficient souvent du meilleur des deux mondes, car elles conservent les avantages de la collaboration et du contrôle des versions tandis que le fournisseur prend entièrement en charge le travail de FAO. Il s'agit là d'un arrangement tout à fait judicieux, qui est d'ailleurs plus courant que ne le laissent supposer les comparaisons entre logiciels.

Les formats de fichiers et ce que chacun d'entre eux contient

Format	Ce qu'il contient	Utilisation pour l'usinage
STEP (.step, .stp)	Géométrie solide exacte et données PMI au format AP242	Le choix par défaut, accepté par tous les magasins
Parasolid (.x_t)	Géométrie solide exacte dans un format de noyau de modélisation largement utilisé	Idéal lorsque le logiciel de FAO de l'atelier utilise le même noyau
IGES (.igs)	Géométrie de surface, souvent sans solide assemblé	État acceptable mais un peu vieillot ; les revêtements peuvent être livrés non cousus et nécessiter une réparation
Fichiers natifs (.f3d, document Onshape)	Historique complet des fonctionnalités et objectif de conception	C'est utile en complément, mais tous les magasins ne peuvent pas les proposer
STL (.stl)	Une approximation de la surface par un maillage triangulé	Ne convient pas à l'usinage ; voir ci-dessous
3MF (.3mf)	Maillage avec métadonnées supplémentaires	Fabrication additive, et non usinage
Dessin en 2D (PDF ou DWG)	Dimensions, tolérances, repères, finition et remarques concernant les matériaux	Toujours nécessaire en plus du modèle, sauf si les tolérances sont intégrées

Pourquoi le format STL n'est pas adapté à l'usinage

Un fichier STL est un maillage de triangles plats qui approximent la surface réelle. Un cylindre se transforme en un polygone à de nombreuses arêtes, et une courbe lisse devient une série de facettes. Cette approximation est invisible sur une pièce imprimée, mais inacceptable sur une pièce usinée, car le système de FAO usinera fidèlement l'approximation facettée plutôt que la surface réelle.

Les fichiers STL continuent d'arriver régulièrement dans les ateliers d'usinage, généralement de la part d'équipes dont les habitudes sont issues de l'impression 3D. Si un atelier vous demande un modèle solide après que vous lui avez envoyé un fichier STL, c'est pour cette raison. Envoyez plutôt des fichiers STEP ou Parasolid, et réservez le format STL à l'impression 3D, à laquelle il est destiné.

Définition basée sur un modèle et intégration des tolérances à un emplacement accessible au logiciel

Un modèle solide décrit une forme. Il ne précise pas avec quelle précision cette forme doit être réalisée. Un trou modélisé à 10 mm ne fournit aucune information quant à savoir s'il doit respecter une tolérance de quelques centièmes ou si une tolérance générale est acceptable, et ces deux exigences entraînent des prix très différents.

Il existe deux façons de fournir ces informations. La méthode traditionnelle consiste à joindre au modèle un dessin 2D coté, indiquant les tolérances, les repères, les exigences en matière de finition de surface et les remarques. La méthode moderne repose sur la définition basée sur le modèle, dans laquelle les tolérances et les annotations sont associées au modèle 3D sous forme de données lisibles par machine, puis exportées dans un format qui les préserve, tel que STEP AP242.

Les deux méthodes fonctionnent. Ce qui ne fonctionne pas, c'est d'envoyer un modèle sans aucune information sur la précision et de s'attendre à ce que l'atelier la déduise. Dans ce cas, soit le fournisseur pose des questions, ce qui retarde le devis, soit il fait des suppositions, ce qui aboutit à un prix basé sur une estimation. Notre aperçu de usinage de précision et tolérances précise quelles classes de tolérance sont réalistes et quel est le coût de leur respect.

Choix de modélisation ayant une incidence sur l'usinabilité

• Rayons des angles intérieurs. Une fraise étant arrondie, un angle intérieur présente toujours le rayon de cette fraise. La modélisation d'un angle intérieur vif nécessite soit l'utilisation d'une fraise de très petit diamètre tournant à faible vitesse, soit un usinage par électroérosion. L'ajout d'un rayon légèrement supérieur au rayon prévu pour la fraise constitue l'une des améliorations les moins coûteuses qui soient.
• Des poches profondes et des parois fines. La profondeur par rapport au diamètre de l'outil influe sur la flexion et les vibrations. Une poche profonde et étroite sera usinée lentement avec un outil long, ce qui se répercute sur le coût.
• Accès des outils. Chaque surface doit être accessible par un outil muni d'un porte-outil. Une surface qu'une fraise peut atteindre en CAO peut s'avérer inaccessible une fois pris en compte le porte-outil et le dispositif de fixation.
• Contre-dépouilles. Les éléments auxquels aucun outil ne peut accéder, quelle que soit leur orientation, nécessitent l'utilisation de fraises spécialisées, une refonte de la conception ou le découpage de la pièce en deux parties.
• Épaisseur de paroi. Les parois minces se déforment sous l'effet de la charge de coupe, ce qui limite l'intensité avec laquelle elles peuvent être usinées et nécessite parfois la mise en place d'éléments de soutien qui sont retirés à la fin de l'opération.
• Texte et gravure. Les petits détails gravés sont usinés à l'aide de fraises minuscules à des vitesses d'avance réduites, ce qui peut allonger considérablement le temps d'usinage d'une pièce qui, sans cela, serait rapide à réaliser.
• Filetages. Les dimensions standard permettent d'utiliser des tarauds et des fraises à fileter disponibles en stock. Les formes non standard nécessitent un outillage spécial ou un fraisage de filetage, deux solutions qui entraînent des coûts supplémentaires.
• Fixation. Chaque pièce doit être maintenue en place pendant son usinage. Le fait de laisser une surface plane ou un peu de matière pour le serrage, même si celle-ci est ensuite retirée, permet de réduire le coût de fabrication de la pièce.

Aucune de ces techniques ne nécessite d'expertise en usinage pour être mise en œuvre. Il suffit de se poser une seule question pour chaque caractéristique : un outil rotatif, muni d'un porte-outil à l'arrière, peut-il physiquement atteindre cet endroit, et quel sera son niveau de rigidité lorsqu'il y parviendra ? Notre guide sur Comment fonctionne l'usinage CNC ? explique les principes fondamentaux du processus si cette question vous est inconnue.

Le devis pour une pièce usinée sur une machine 5 axes

Envoyez ce document : vous recevrez le devis plus rapidement et avec une plus grande précision.

1. Le modèle 3D au format STEP ou Parasolid, exporté sous forme de solide plutôt que de maillage ou d'ensemble de surfaces.
2. Un dessin coté indiquant les tolérances, les repères de référence et les caractéristiques critiques identifiées, ou un modèle accompagné des informations équivalentes sous forme de définition basée sur le modèle.
3. Spécifications du matériau, notamment l'alliage et l'état, ainsi que l'indication précisant si une nuance équivalente est acceptable.
4. Exigence relative à la finition de surface, ou mention explicite indiquant que l'état « tel qu'usiné » est acceptable.
5. Quantité, avec des paliers de quantité si vous prévoyez de passer une nouvelle commande, car l'amortissement des frais de mise en place modifie considérablement le prix unitaire.
6. Exigence en matière d'inspection : nécessité d'un rapport sur le premier article ou d'une documentation dimensionnelle.
7. Date de livraison souhaitée à votre adresse, et non date d'expédition.
8. Toutes les fonctionnalités dont vous connaissez déjà l'importance cruciale sur le plan fonctionnel doivent être prises en compte lors de la planification des mesures de protection.

Ce dernier point mérite d'être mentionné dans votre e-mail, même s'il n'apparaît nulle part sur le dessin. En indiquant à l'atelier quelles sont les trois dimensions qui comptent réellement, vous lui permettez d'organiser la configuration en fonction de ces caractéristiques et de ne pas s'attarder sur les autres, ce qui a généralement pour effet de réduire le prix plutôt que de l'augmenter.

Problèmes courants liés aux fichiers qui retardent l'établissement d'un devis

• Des maillages ont été envoyés à la place de solides, ce qui ne permet pas un usinage précis et nécessite de renvoyer le modèle.
• Solides endommagés ou non étanches, présentant des espaces entre les surfaces, qui ne s'importent pas correctement dans CAM.
• Unités incorrectes ou ambiguës : lorsqu'un modèle exporté sans informations sur les unités est interprété à une échelle erronée.
• Ensembles envoyés sans indication du composant faisant l'objet du devis.
• Des plans qui ne correspondent pas au modèle, généralement parce que ce dernier a été modifié et que le plan n'a pas été mis à jour.
• Il n'y a aucune tolérance, ce qui oblige l'atelier à faire des suppositions, et chaque fournisseur a ses propres hypothèses.
• Les filetages sont représentés comme des éléments esthétiques sans légende ; l'atelier ne peut donc pas déterminer quelle spécification de filetage est prévue.
• Fichiers exportés avec une résolution réduite ou dont certaines surfaces ont été supprimées, généralement en raison d'un paramètre d'exportation automatisé.

Il s'agit pour la plupart de problèmes liés à l'exportation plutôt que d'erreurs de modélisation. Vous pouvez éviter la quasi-totalité de ces problèmes en vérifiant une fois votre exportation : pour cela, réimportez le fichier dans un nouveau document et assurez-vous qu'il s'ouvre sous la forme d'un solide unique et propre, à la bonne taille.

Quand l'usinage simultané sur 5 axes s'avère véritablement nécessaire

Toutes les pièces qualifiées de « pièces à 5 axes » ne nécessitent pas forcément un mouvement simultané, et cette distinction a une incidence significative sur le prix.

Caractéristique de la pièce	Besoins habituels	Pourquoi
Caractéristiques observables sur plusieurs faces planes sous différents angles	Usinage indexé 3+2	La pièce est positionnée selon un angle fixe et découpée grâce à un mouvement sur trois axes, ce qui est plus rapide à programmer
Surfaces courbes composées, telles que les roues ou les aubes	5 axes simultanés	L'axe de l'outil doit varier en continu pour épouser la surface
Cavités profondes inaccessibles à la verticale avec un outil court	Simultanée ou indexée, selon la géométrie	En inclinant l'outil, on permet à une fraise plus courte et plus rigide d'atteindre la surface à usiner
De nombreuses pièces nécessitant plusieurs réglages sur une machine à 3 axes	Usinage indexé 3+2	La consolidation des réglages permet de réduire l'erreur de position cumulée et les manipulations.
Géométrie prismatique simple	Usinage sur 3 axes	La capacité multiaxiale entraîne ici un surcoût sans apporter d'avantage

L'usinage indexé 3+2 revient moins cher que l'usinage simultané, car la programmation est plus rapide et les mouvements sont plus simples. Si vos devis varient considérablement d'un fournisseur à l'autre, cela s'explique souvent par le fait qu'ils ont adopté des approches différentes pour un même fichier. Demander à chaque fournisseur quelle approche il a retenue permet généralement de comprendre immédiatement l'écart.

Passer d'une maquette à la pièce usinée

Un fichier bien préparé permet d'accélérer l'ensemble du processus. L'atelier importe la géométrie telle quelle, sans la corriger, lit les tolérances sans poser de questions, planifie les réglages en fonction des caractéristiques que vous avez identifiées comme critiques et vous remet un devis basé sur les besoins réels de la pièce plutôt que sur une hypothèse prudente.

Pour les conceptions encore en cours de mise au point, les prototypes usinés constituent souvent le moyen le plus rapide de vérifier qu’un modèle se comporte comme prévu avant de s’engager dans la production en série. Notre prototypage rapide Notre service couvre cette étape, et les pièces prismatiques plus simples ne nécessitent souvent aucun usinage multiaxial, ce que notre Fraisage CNC ce service est plus économique.

Tuowei Precision propose Services d'usinage CNC à 5 axes grâce à des commentaires sur la conception en vue de la fabrication fournis dès l'établissement du devis, ce qui permet de mettre en évidence les problèmes liés à l'accès aux outils, aux rayons d'angle et aux tolérances alors qu'il s'agit encore de modifications CAO, et non après la passation de la commande. Téléchargez un modèle sur Précision Tuowei et le devis indiquera le nombre estimé de réglages et la méthode d'usinage plutôt qu'un chiffre unique.

Foire aux questions