Usinage 5 axes : avantages, applications et machines incontournables
L’usinage 5 axes représente le sommet de la technologie CNC. Cette méthode de fabrication permet de réaliser des pièces complexes en un seul montage, avec une précision inaccessible aux machines conventionnelles.
Principe de fonctionnement
Une machine CNC 5 axes déplace l’outil de coupe simultanément sur cinq axes distincts. Aux trois axes linéaires classiques (X, Y, Z) s’ajoutent deux axes rotatifs qui permettent d’atteindre la pièce sous pratiquement n’importe quel angle.
Les configurations principales
- Table/table : deux axes rotatifs sur la table (A et C). La pièce s’incline et tourne. Adapté aux petites pièces.
- Tête/table : un axe rotatif sur la tête de broche, un sur la table. Configuration polyvalente.
- Tête/tête : deux axes rotatifs sur la tête de broche. Idéal pour les grandes pièces.
Avantages par rapport au 3 axes
L’investissement dans une machine 5 axes se justifie par des gains concrets.
Réduction des montages
En 3 axes, une pièce complexe nécessite plusieurs repositionnements manuels. Chaque remontage introduit une source d’erreur. En 5 axes, la pièce reste fixée pendant toute l’opération.
| Critère | 3 axes | 5 axes |
|---|---|---|
| Montages par pièce | 3 à 6 | 1 |
| Temps de réglage | Long | Court |
| Précision cumulative | Variable | Constante |
| Accès aux surfaces | Limité | Complet |
Qualité de surface améliorée
Les axes rotatifs permettent de maintenir l’outil dans l’angle optimal par rapport à la surface usinée. Le résultat : des états de surface supérieurs et une durée de vie d’outil prolongée.
Productivité accrue
Malgré un coût horaire machine plus élevé, le 5 axes réduit le temps total de fabrication grâce à l’élimination des temps de montage et au parcours outil optimisé.
Sur une pièce nécessitant 4 montages en 3 axes, le passage en 5 axes réduit le temps de cycle de 30 à 50 %, tout en améliorant la qualité dimensionnelle.
Applications industrielles
L’usinage 5 axes excelle dans les secteurs exigeant précision et complexité géométrique.
Aéronautique
Aubes de turbines, blisks (disques aubagés), composants structurels en titane ou aluminium. Les tolérances serrées et les formes gauches rendent le 5 axes indispensable.
Médical
Implants orthopédiques sur mesure, prothèses dentaires, instruments chirurgicaux. La personnalisation de chaque pièce justifie la flexibilité du 5 axes.
Moules et outillages
Empreintes de moules d’injection, électrodes d’électroérosion, matrices d’emboutissage. Les surfaces complexes sont usinées en un seul passage.
Automobile
Prototypage rapide, pièces de compétition, composants moteur haute performance. La réduction des délais de fabrication accélère le développement.
Machines de référence sur le marché
| Constructeur | Modèle | Spécialité |
|---|---|---|
| DMG Mori | DMU 50 | Polyvalent, atelier |
| Hermle | C 400 | Haute précision |
| Mazak | VARIAXIS i-700 | Grandes pièces |
| GF Machining | Mikron MILL P 500 | Productivité série |
| Haas | UMC-750 | Rapport qualité-prix |
Facteurs clés pour investir
Avant d’acquérir une machine 5 axes, évaluer :
- Le volume de pièces nécessitant réellement le 5 axes
- Les compétences en programmation FAO de l’équipe
- L’environnement atelier (fondations, climatisation, alimentation électrique)
- Le service après-vente et la proximité du constructeur
- Le coût total de possession sur 10 ans (maintenance, consommables, énergie)
L’usinage 5 axes transforme les capacités de production d’un atelier. Son adoption croissante en Europe témoigne d’une industrie manufacturière qui mise sur la valeur ajoutée et la précision.