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L'aluminium, matière reine de l'usinage rapide
L'aluminium se coupe vite, avec peu d'effort, et laisse un bel état de surface. Sur une machine à broche rapide, on enlève beaucoup de matière en peu de temps. C'est pour cela qu'il domine les pièces de machines spéciales, les prototypes, l'aéronautique, la robotique, l'optique, l'électronique et le sport.
Sa légèreté (environ un tiers de la masse de l'acier à volume égal) et sa bonne conductivité thermique en font aussi un choix naturel pour les boîtiers, les dissipateurs et les supports de capteurs.
Le bon alliage pour la bonne pièce
Les nuances ne se valent pas, et le choix se fait sur plusieurs critères à la fois.
| Alliage | Usinabilité | Soudabilité | Anodisation | Usage typique |
|---|---|---|---|---|
| 2017A | Très bonne | Mauvaise | Moyenne | Pièces mécaniques, visserie, décolletage |
| 5083 | Moyenne | Bonne | Bonne | Plaques, marine, cryogénie |
| 6082 / 6061 | Bonne | Bonne | Bonne | Usage général, châssis, supports |
| 7075 | Très bonne | Non soudable | Moyenne | Pièces très sollicitées, aéronautique, sport |
Pour un premier prototype, le 6082 évite la plupart des mauvaises surprises. Si votre pièce doit être soudée, écartez le 7075 et le 2017A. Si elle doit être très résistante, le 7075 s'impose.
Les pièges classiques
La déformation. Un bloc qui perd l'essentiel de sa matière se voile quand ses contraintes internes se libèrent. L'atelier ébauche, laisse reposer, puis finit, en usinant symétriquement autant que possible.
Les parois minces. Une paroi de 1 mm sur 50 mm de haut vibre sous la fraise. On peut l'obtenir, mais avec des passes légères et une stratégie adaptée.
Les bavures. L'aluminium tendre laisse des bavures sur les arêtes et dans les perçages. L'ébavurage manuel prend du temps : précisez si les arêtes doivent être cassées.
Les filetages. Dans l'aluminium tendre, un taraudage souvent démonté s'use vite. Les inserts filetés rapportés règlent le problème.
Barre, plaque ou profilé : partir du bon brut
La forme du brut pèse sur le prix et sur la qualité. Une pièce plate et large se taille dans une plaque laminée ou coulée. Une pièce longue et étroite se prend dans une barre plate ou un profilé filé. Une pièce de révolution part d'une barre ronde.
Les plaques coulées et rectifiées, souvent proposées en alliages de la famille 5000, sont très stables : idéales pour les platines de machines et les plaques de base qui doivent rester planes. Les plaques laminées détensionnées, de type T651, limitent les déformations après usinage. Les profilés filés permettent parfois de supprimer une partie de l'usinage, quand une section standard est proche de votre pièce.
Si vous avez plusieurs références, l'atelier peut aussi débiter plusieurs pièces dans une même plaque. Lui laisser le choix du brut, dans les limites de l'alliage et de l'état demandés, fait souvent baisser le devis.
Anticiper l'anodisation
Une pièce en aluminium finit souvent anodisée, pour sa protection ou son aspect. Cette étape se prépare dès l'usinage :
- les cotes : sur une anodisation dure, la croissance de la couche peut faire sortir un alésage ajusté. Prévoyez la cote avant traitement, ou un masquage ;
- les contacts électriques : la couche anodique est isolante. Une zone de mise à la masse se masque ;
- l'aspect : les traces d'usinage restent visibles après anodisation, surtout en couleur. Un sablage ou un microbillage préalable uniformise la surface ;
- l'alliage : les nuances riches en cuivre comme le 2017A donnent des teintes moins régulières.
Les ateliers d'usinage travaillent avec des anodiseurs partenaires. Les entreprises de traitements thermiques et de surface sont aussi référencées dans l'annuaire si vous préférez gérer l'étape vous-même.
Ce qui fait le prix d'une pièce alu
- Le temps de cycle, en général court sur l'aluminium ;
- la programmation et la préparation, qui dominent sur les petites quantités ;
- la matière, surtout en 7075 et en plaques épaisses ;
- le nombre de faces à usiner, qui fixe le nombre de montages (le 5 axes les réduit) ;
- la finition : ébavurage, sablage, anodisation, marquage ;
- le contrôle demandé.
Le dossier à préparer
- Le fichier 3D (STEP) et le plan 2D coté.
- L'alliage et son état métallurgique (T6, T651…).
- Les tolérances fonctionnelles et les rugosités.
- Le traitement de surface : type d'anodisation, couleur, épaisseur, zones à masquer.
- Les quantités, du prototype à la série.
- Le délai et les exigences documentaires (certificat matière, rapport de contrôle).
Votre dossier est complet ? Demandez un devis d'usinage aluminium : il sera transmis aux ateliers adaptés.
Choisir son usineur
Un atelier spécialisé dans l'aluminium dispose de broches rapides, d'outils dédiés et souvent d'un partenariat stable avec un anodiseur. Pour l'aéronautique, la certification EN 9100 est attendue. Les entreprises sont à consulter dans l'annuaire de l'usinage, avec un filtre sur votre région si vous prévoyez des allers-retours fréquents.
Photos : Miguel Á. Padriñán, Brett Sayles sur Pexels.
