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Pourquoi l’usinage plastique séduit l’industrie
De plus en plus répandu, l’usinage plastique technique offre une alternative crédible aux métaux. Leur légèreté, leur résistance chimique et leurs excellentes propriétés mécaniques ouvrent la voie à des solutions innovantes dans des domaines exigeants comme l’aéronautique, le médical ou l’agroalimentaire.
Le savoir-faire Akromeca
Chez Akromeca, nous usinons une large gamme de plastiques (PEHD, POM, PEEK, PTFE, PET, PA6, PP, PVC, PVDF) avec une précision équivalente à celle obtenue sur les métaux. Chaque matière impose ses propres contraintes – dilatation, absorption d’humidité, stabilité dimensionnelle – que nous intégrons dans nos méthodes d’usinage.
Nous accompagnons nos clients dans le choix du matériau et la conception
de leurs pièces, qu’il s’agisse de prototypes uniques, de petites séries
ou de productions moyennes.
Un accompagnement complet
- Conseil sur le matériau le plus adapté à vos contraintes
- Définition des tolérances fonctionnelles optimales
- Équilibre entre coût, précision et durabilité
Ce que vous allez découvrir dans ce guide : Usinage Plastique
Ce guide Akromeca : Usinage Plastique, a été conçu pour les ingénieurs, acheteurs et responsables techniques qui souhaitent mieux comprendre l’usinage plastique. Vous y trouverez :
- Les différences majeures entre plastiques et métaux à l’usinage
- Des repères concrets sur les tolérances CNC selon la matière
- L’impact direct de la précision sur le coût et la performance
- Des anecdotes issues de projets en chimie, aéronautique ou médical
- Des conseils pratiques pour optimiser la conception de vos pièces
Les Principaux Plastiques Usinables et Leurs Caractéristiques
Plastiques courants
| Matériau | Avantages | Inconvénients | Aspect | Remarques / Facteurs d’influence |
|---|---|---|---|---|
| PEHD | Résistant aux chocs, bonne résistance chimique | Faible rigidité | Blanc, noir ou coloré | Améliore sous fibres ou additifs; sensible à l’humidité |
| PP | Légèreté, résistance chimique | Peu rigide | Blanc translucide | Sensible aux UV et températures >80°C; renfort fibres améliore résistance |
| PVC | Bon marché, facile à coller | Cassant à basse température | Gris ou blanc | Fragile à basse température; additifs choc améliorent résistance; UV peut fragiliser |
Plastiques techniques
| Matériau | Avantages | Inconvénients | Aspect | Remarques / Facteurs d’influence |
|---|---|---|---|---|
| PA6 (Nylon) | Bonne résistance mécanique, faible friction | Absorbe l’humidité, déformation possible | Blanc, noir, naturel | Absorbe l’eau → variation dimensions et propriétés; renfort fibres réduit fluage |
| POM (Delrin®) | Excellente stabilité dimensionnelle, rigidité | Mauvaise résistance aux acides forts | Blanc ou noir brillant | Très stable; sensible à produits chimiques forts (acides, bases concentrés) |
| PET (Ertalyte®) | Bonne tenue dimensionnelle, résistance à l’usure | Limité à hautes températures | Blanc laiteux ou gris | Stable mais sensible à l’hydrolyse à haute température |
Plastiques hautes performances
| Matériau | Avantages | Inconvénients | Aspect | Remarques / Facteurs d’influence |
|---|---|---|---|---|
| PEEK | Excellente résistance mécanique et thermique | Très coûteux | Beige | Très haute performance; stable en températures élevées et environnement chimique agressif |
| PTFE (Téflon®) | Très faible friction, excellente résistance chimique | Très faible rigidité, usinage délicat | Blanc | Très faible friction; fluage rapide sous charge; haute résistance chimique |
| PVDF | Bonne résistance chimique, bonne stabilité | Moins rigide que le PEEK | Blanc | Bonne résistance chimique; fluage modéré; performances stables jusqu’à ~150°C |
Comparatif des Matériaux Plastiques Usinables — Avec Repères Visuels
Les couleurs facilitent la lecture : Vert = Bon, Orange = Moyen, Rouge = Limité. Important : valeurs typiques à 23 °C pour matériaux non renforcés (sauf mention). Elles varient selon la formulation (chargés fibres/minéraux), le procédé (extrusion, coulée, compression), l’humidité (ex. PA6) et le fabricant. Utilisez-les pour comparer les matériaux entre eux. Pour un dimensionnement final, référez-vous aux fiches techniques de grade.
| Matériau | Densité (g/cm³) | Module d’Young (GPa) | Résistance traction (MPa) | Allongement rupture (%) | T° max (°C) | Utilisations |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Courant PEHD | 0,94 | 0,8 – 1,0 | 20 – 30 | 200 – 600 | 80 – 90 | Patins, guides, cuves alimentaires |
| Courant PP | 0,90 | 1,3 – 1,7 | 25 – 35 | 200 – 700 | 90 – 100 | Cuves, pièces légères, chimie |
| Courant PVC (rigide) | 1,40 | 2,5 – 3,2 | 45 – 60 | 20 – 40 | 60 – 70 | Tuyauterie, plaques techniques |
| Technique PA6 (Nylon) | 1,14 | 2,5 – 3,2 | 60 – 80 | 30 – 60 | 100 – 120 | Engrenages, paliers, pièces d’usure |
| Technique POM | 1,42 | 2,8 – 3,5 | 60 – 75 | 20 – 40 | 90 – 110 | Engrenages de précision, glissières |
| Technique PET (Ertalyte®) | 1,38 | 2,7 – 3,0 | 50 – 70 | 10 – 20 | 110 – 120 | Pièces de précision, usure |
| Haute perf. PEEK | 1,31 | 3,6 – 4,0 | 90 – 100 | 20 – 40 | 240 – 260 | Aéronautique, médical, chimie |
| Haute perf. PTFE (Téflon®) | 2,18 | 0,4 – 0,6 | 20 – 30 | 200 – 400 | 250 – 260 | Joints, étanchéité, chimie agressive |
| Haute perf. PVDF | 1,77 | 2,0 – 2,7 | 35 – 55 | 20 – 50 | 140 – 150 | Pompes, manifolds, chimie |
| Métal Aluminium (6061-T6) | 2,70 | 69 – 71 | 290 – 320 | 8 – 17 | ~120 | Structures légères, usinage général |
| Métal Acier carbone | 7,85 | 200 – 210 | 400 – 600 | 15 – 30 | ~200 | Mécanique lourde, fortes charges |
Module d'Young (GPa)
Le module d'Young, aussi appelé module de traction, quantifie la rigidité d’un matériau en mesurant la relation entre contrainte et déformation élastique. En effet, cette valeur, exprimée en GPa (gigapascals), permet de prédire comment un matériau va se déformer sous une charge donnée, avant d’atteindre le seuil de déformation permanente. C’est ainsi qu’il est utilisé pour dimensionner poutres, axes, engrenages et supports structurels, mais aussi pour calculer les tolérances admissibles sur des pièces mécaniques.
Exemples concrets
- Acier → ~210 GPa : très rigide, utilisé pour structures et axes mécaniques.
- Aluminium → ~70 GPa : rigide mais plus léger, adapté pour pièces aéronautiques ou automobile.
- POM → ~3 GPa : environ 70× plus souple que l’acier, idéal pour engrenages et paliers glissants.
- PEHD → ~0,8 GPa : très flexible, utilisé pour réservoirs et pièces absorbant les chocs.
Utilité : en somme, dimensionner les pièces pour éviter la déformation sous charge et optimiser les tolérances mécaniques.
Résistance à la Traction (σ)
La résistance à la traction correspond à la force maximale qu’un matériau peut supporter lorsqu’il est étiré avant de céder. Puisque cette donnée s’exprime en MPa (N/mm²), elle permet de vérifier que les pièces soumises à des efforts linéaires ou des charges combinées ne se rompent pas. Il faut souligner que cette caractéristique est cruciale pour dimensionner des pièces mécaniques soumises à la traction, au serrage ou à la flexion.
Exemples concrets
- POM (~70 MPa) : supporte environ 70 N/mm² avant de céder.
- Acier (~500 MPa) : presque 7× plus résistant, utilisé pour axes, vis et structures critiques.
Utilité : par conséquent, vérifier si la pièce en plastique ou métal peut résister aux efforts mécaniques de traction, compression indirecte ou flexion.
Allongement à la Rupture (%)
L’allongement à la rupture indique la déformation maximale qu’un matériau peut subir avant rupture. Exprimé en pourcentage, il caractérise donc la ductilité ou la fragilité d’un matériau. De plus, cette donnée permet d’anticiper le comportement sous impact, les contraintes dans les assemblages serrés, ainsi que les variations dimensionnelles lors d’un usage à long terme.
Exemples concrets
- PTFE (200–400 %) : très ductile, s’étire beaucoup avant de rompre, idéal pour joints ou pièces flexibles.
- PVC rigide (~20–40 %) : se casse plus brutalement, fragile pour pièces soumises à tension.
- Acier (~15–30 %) : moins élastique que certains plastiques, mais plus tenace que le verre ou matériaux cassants.
Utilité : en définitive, choisir un matériau adapté aux contraintes d’étirement, d’impact ou aux variations dimensionnelles.
Guide Rapide des Propriétés Mécaniques pour la Conception de vos Pièces Plastiques - Avec Repères Visuels
| Matériau | Traction | Cisaillement | Compression | Flexion | Chocs | Fluage | Fatigue | Vieillissement | Usinabilité | Remarques |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| PEHD | ⚪ Faible | ⚪ Faible | 🟡 Moyen | ⚪ Faible | 🟢 Bon | ⚪ Important | ⚪ Sensible | 🟡 UV sensibles | Facile | Sensible aux UV; additifs ou fibres → amélioration |
| PP | ⚪ Faible | ⚪ Faible | 🟡 Moyen | 🟡 Moyen | 🟢 Bon | ⚪ Fluage marqué | ⚪ Sensible | 🟡 Vieillissement UV | Moyenne | Sensible >80°C, UV; fibres renforcent |
| PVC (rigide) | 🟡 Moyen | 🟡 Moyen | 🟢 Bon | 🟢 Bon | ⚪ Cassant | 🟡 Correct | ⚪ Mauvais | ⚪ Sensible | Facile | Fragile au froid; additifs choc améliorent |
| PA6 (Nylon) | 🟢 Bon | 🟢 Bon | 🟢 Bon | 🟢 Bon | 🟢 Résilient | 🟡 Fluage | 🟡 Moyen | 🟡 Absorbe humidité | Moyenne | Absorbe l’eau → variation dimensions |
| POM | 🟢 Bon | 🟢 Bon | 🟢 Bon | 🟢 Bon | 🟡 Correct | 🟢 Faible fluage | 🟢 Bon | 🟢 Stable | Facile | Stable; sensible acides/bases fortes |
| PET | 🟢 Bon | 🟢 Bon | 🟢 Bon | 🟢 Bon | 🟡 Moyen | 🟢 Faible fluage | 🟢 Bon | 🟢 Stable | Moyenne | Sensible hydrolyse >100°C |
| PEEK | 🔵 Excellent | 🔵 Excellent | 🔵 Excellent | 🔵 Excellent | 🟢 Bon | 🟢 Très faible | 🟢 Bon | 🟢 Excellente | Difficile | Hautes perfs; supporte chimie + chaleur |
| PTFE | ⚪ Faible | ⚪ Faible | 🟡 Moyen | ⚪ Faible | 🟢 Très bon | ⚪ Fluage fort | ⚪ Mauvais | 🟢 Chimique stable | Difficile | Faible friction; fluage rapide |
| PVDF | 🟢 Bon | 🟢 Bon | 🟢 Bon | 🟢 Bon | 🟡 Moyen | 🟡 Correct | 🟡 Moyen | 🟢 Stable | Moyenne | Bonne tenue chimique; stable |
| Aluminium | 🟢 Bon | 🟢 Bon | 🟢 Bon | 🟢 Bon | 🟡 Correct | 🟢 Faible fluage | 🟢 Bon | 🟢 Stable | Facile | Protégé par oxydation; sensible milieux salins |
| Acier | 🔵 Excellent | 🔵 Excellent | 🔵 Excellent | 🔵 Excellent | 🟢 Bon | 🟢 Faible fluage | 🔵 Excellente | 🟢 Stable si protégé | Moyenne | Non traité → corrosion; inox ou peint = stable |
⚪ = faible 🟡 = moyen 🟢 = bon 🔵 = excellent
🛠️ Usinabilité : Facile / Moyenne / Difficile
🛠️ Usinabilité : Facile / Moyenne / Difficile
Traction
Il s’agit de la capacité d’un matériau à résister à des forces de traction avant rupture, une donnée mesurée en MPa. Elle devient critique dès qu’il s’agit de dimensionner des pièces soumises à tension, comme des axes ou des câbles. 💡 Exemples : un profilé en POM peut supporter des charges longitudinales élevées sans déformation plastique notable.Cisaillement
Lorsqu’une force agit parallèlement à une surface, c’est la résistance au cisaillement qui détermine si le matériau cède ou non. Cette caractéristique est particulièrement importante pour des assemblages, des vis, des rivets ou des plaques. 💡 Exemples : calculer la section critique d’un palier en PA6 permet d’éviter une rupture par cisaillement sous charge dynamique.Compression
Sous l’effet de charges perpendiculaires, un matériau doit présenter une bonne résistance à la compression, exprimée en MPa. C’est un paramètre essentiel pour les colonnes, les supports ou encore les inserts. 💡 Exemples : un support PEHD soumis à une charge constante peut fluer si le module de compression est trop faible.Flexion
Une pièce soumise à la flexion subit à la fois traction et compression sur ses différentes faces. Sa performance se mesure à travers le module de flexion, utilisé pour le calcul des poutres ou des guides. 💡 Exemples : un guide ou une poutre en PVC doit être dimensionné pour supporter le moment de flexion sans fissuration ni fluage.Résilience (chocs)
La capacité à absorber l’énergie d’impact sans rupture définit la résilience. Elle est généralement mesurée par les essais Charpy ou Izod et intervient dans des applications exposées aux chocs répétés. 💡 Exemples : les engrenages en PA6 dans un mécanisme de sécurité doivent encaisser des chocs répétitifs sans fissurer.Fluage
Lorsqu’une charge constante s’applique dans le temps, certains matériaux se déforment progressivement : c’est le phénomène de fluage. Il devient critique pour des pièces en service continu ou en environnement chaud. 💡 Exemples : un palier PET soumis à 50% de sa contrainte maximale peut s’allonger de quelques micromètres par heure, impactant la tolérance d’assemblage.Fatigue
Les charges cycliques ou répétitives sollicitent la résistance à la fatigue d’un matériau, évaluée par des courbes S-N. Cette notion est cruciale pour la conception de pièces mobiles ou de mécanismes soumis à des efforts répétés. 💡 Exemples : un levier en POM soumis à 10⁶ cycles doit être dimensionné pour éviter une rupture par fatigue à long terme.Vieillissement
Avec le temps, des facteurs comme les UV, la chaleur, l’humidité ou les produits chimiques modifient les propriétés mécaniques et chimiques des matériaux. C’est ce qu’on appelle le vieillissement. 💡 Exemples : un boîtier PP exposé à l’extérieur se rigidifie et fissure après plusieurs années sans additif stabilisant.Facteurs d’influence
Enfin, plusieurs paramètres extérieurs influencent directement les performances : renforts en fibres, orientation de moulage, traitements thermiques, lubrification ou contraintes résiduelles. 💡 Exemples : un profilé PEEK renforcé fibre de carbone présente une résistance à la traction et à la fatigue largement supérieure à un PEEK standard.Ils nous font confiance :
Nous sommes fiers de la confiance que nos clients nous accordent en choisissant AKROMECA. Notre engagement envers l’excellence et la qualité se reflète dans chaque projet que nous réalisons.
Usinage Plastique : Applications Industrielles et Anecdotes
Les plastiques techniques et courants offrent une grande variété de solutions pour l'industrie. Tout d’abord, examinons les 9 matières plastiques usinables, leurs applications et des anecdotes qui illustrent concrètement leur usage industriel.
PEHD (Polyéthylène Haute Densité)
Léger, flexible, résistant aux chocs et aux produits chimiques, ce matériau se distingue notamment dans les environnements exigeants. En effet, il est idéal pour des pièces absorbant les impacts.
- Agroalimentaire : paliers, convoyeurs, plaques de guidage.
- Chimie : cuves et réservoirs résistants aux solvants dilués.
- Équipements industriels : glissières, guides de machines de conditionnement.
Prenons le cas d’une ligne de production de biscuits où des plaques PEHD ont remplacé des plaques métalliques. Le résultat fut une réduction du bruit et une meilleure résistance à l’humidité.
PP (Polypropylène)
D’une part, il est léger et présente une bonne résistance chimique, mais d’autre part il possède une rigidité limitée. C’est pourquoi il est souvent choisi pour des pièces légères ou exposées à des produits chimiques.
- Cuves et réservoirs chimiques légers.
- Pièces de manutention dans l’agroalimentaire.
- Composants industriels nécessitant faible poids et résistance aux solvants.
Dans une machine de dosage chimique, des paliers PP ont été employés afin de réduire l’usure, tout en permettant une maintenance simplifiée grâce à leur facilité de remplacement.
PVC (rigide)
Facile à usiner et bon marché, le PVC rigide reste néanmoins cassant à basse température et sensible aux UV. Ainsi, il convient surtout aux environnements intérieurs ou protégés.
- Tuyauterie, conduites et plaques techniques.
- Équipements chimiques légers et supports isolants.
- Applications électriques et panneaux de protection.
Par exemple, des plaques PVC ont servi comme panneaux de protection dans un laboratoire. Elles ont permis d’isoler des circuits sensibles tout en étant légères et faciles à usiner.
PA6 (Nylon)
Ce plastique se caractérise par une bonne résistance mécanique et une faible friction. Toutefois, il absorbe l’humidité, ce qui peut influencer sa stabilité dimensionnelle. Il est donc idéal pour des pièces mobiles et glissantes.
- Engrenages et paliers.
- Composants automobiles et aéronautiques légers.
- Pièces de machines industrielles soumises à usure.
Un exemple frappant : des douilles PA6 intégrées dans une machine spéciale ont permis de réduire à la fois le bruit et l’usure, par rapport à des pièces métalliques nécessitant une lubrification.
POM (Delrin®)
Grâce à son excellente stabilité dimensionnelle et sa rigidité, le POM offre une faible friction. Il se révèle donc particulièrement adapté aux engrenages et pièces de précision.
- Engrenages et glissières de précision.
- Composants mécaniques automobiles et aéronautiques.
- Pièces de machines spéciales nécessitant stabilité et faible usure.
Comme le prouve une machine d’assemblage de précision, des engrenages POM y ont duré 5× plus longtemps que des engrenages métalliques lubrifiés, tout en garantissant un fonctionnement silencieux.
PET (Ertalyte®)
Le PET se distingue par sa bonne tenue dimensionnelle et sa résistance à l’usure. De plus, il conserve ses propriétés en milieu légèrement humide, ce qui en fait un excellent choix pour des supports stables.
- Pièces de précision mécaniques.
- Glissières et supports industriels.
- Composants dans des environnements légèrement humides.
Ainsi, dans une machine de conditionnement pharmaceutique, des glissières PET ont assuré une parfaite stabilité dimensionnelle malgré l’humidité ambiante.
PEEK
Reconnu pour ses hautes performances mécaniques et thermiques, le PEEK résiste aux solvants et peut être stérilisé. En conséquence, il est souvent retenu pour des applications extrêmes.
- Médical : pièces implantables, instruments chirurgicaux.
- Aéronautique : composants moteur, isolation thermique.
- Industrie chimique : pièces exposées à fluides agressifs à haute température.
Dans un système de filtration chimique, des pièces PEEK ont résisté à plusieurs cycles à 250°C, sans altération chimique ni déformation, ce qui illustre bien leur robustesse.
PTFE (Téflon®)
Ce matériau est reconnu pour sa très faible friction et son excellente résistance chimique. Autrement dit, il est particulièrement adapté aux joints et pièces exposées à des solvants.
- Chimie : joints, vannes, garnitures résistantes aux solvants.
- Biologie / laboratoire : tubulures et membranes.
- Agroalimentaire : surfaces antiadhésives et pièces glissantes.
Prenons le cas d’un réacteur de biotechnologie : des vannes PTFE y ont garanti une étanchéité parfaite, même en présence de solvants organiques concentrés.
PVDF
Offrant une bonne résistance chimique et thermique, le PVDF présente une rigidité moyenne et un fluage modéré. C’est pourquoi il est souvent utilisé pour des composants en contact prolongé avec des fluides agressifs.
- Pompes et composants pour chimie et traitement de l’eau.
- Applications aéronautiques légères exposées à la corrosion.
- Équipements de laboratoire nécessitant résistance aux acides et bases dilués.
Un bon exemple : des collecteurs PVDF ont été intégrés dans une installation de traitement de l’eau industrielle, garantissant résistance chimique et durabilité sur plusieurs années.
À retenir : Chaque plastique possède des spécificités mécaniques, chimiques et thermiques. En conséquence, le choix du matériau doit tenir compte de l'application industrielle, des contraintes de température, de charge, du contact avec des fluides et de la durée de vie. En somme, cet article fournit une base technique et ludique pour aider nos clients à sélectionner le matériau le plus adapté à leurs besoins.
Pourquoi Choisir le Plastique pour vos Pièces Usinées ?
Les plastiques offrent des avantages uniques pour la conception industrielle, en particulier pour les pièces usinées. Comparés aux métaux, ils permettent souvent de réaliser des pièces plus légères, résistantes et économiques, tout en s’adaptant à des environnements techniques exigeants.
Légèreté
Les plastiques peuvent être jusqu’à 7 fois plus légers que l’acier. Cette réduction de poids est cruciale dans de nombreuses applications industrielles où la masse influe sur la consommation énergétique, la vitesse des convoyeurs ou la maniabilité des composants.
✈️ Dans un projet aéronautique, remplacer quelques supports métalliques par des pièces en POM et PA6 a permis d’économiser plus de 3 kg par appareil. À l’échelle d’une flotte, ce gain se traduit par des économies de carburant substantielles et moins d’usure sur les fixations.
Résistance chimique
Certains plastiques (PTFE, PVDF, PEHD) sont extrêmement résistants aux acides, bases et solvants organiques. Cette propriété les rend idéaux pour les équipements exposés à des environnements corrosifs ou à des fluides agressifs.
⚗️ Dans une usine de production chimique, des vannes en PTFE ont remplacé l’acier inoxydable qui se corrodait en quelques mois. Résultat : plus de 5 ans de fonctionnement sans fuite, avec une maintenance quasiment réduite à zéro.
Isolation électrique
Contrairement aux métaux, les plastiques sont naturellement isolants. Ils peuvent être utilisés pour des composants électriques ou électroniques sans recourir à des traitements supplémentaires.
⚡ Dans une armoire de commande industrielle, le remplacement de pièces métalliques isolées par des supports en PET a non seulement supprimé le risque de court-circuit, mais a aussi réduit le temps d’assemblage de 20 % car aucune couche isolante supplémentaire n’était nécessaire.
Facilité d’usinage
Beaucoup de plastiques techniques offrent une excellente stabilité dimensionnelle et sont faciles à usiner avec des outils standards (HSS ou carbure). La découpe, le fraisage, le tournage et le perçage peuvent être réalisés rapidement, ce qui réduit les délais de production.
🛠️ Pour une machine médicale, des plaques en PEEK ont été usinées en formes complexes avec une précision au centième de millimètre. Là où l’acier aurait nécessité polissage et traitements de surface, le plastique a permis de livrer les pièces en un seul passage, avec un état de surface impeccable.
Rapport coût/performance
Pour certaines pièces, le plastique peut être plus économique que le métal. Non seulement grâce au coût matière inférieur, mais également grâce à la réduction du poids, l’usinage plus rapide et la diminution des besoins en lubrification ou traitement de surface.
🏭 Dans une usine agroalimentaire, remplacer les guides de convoyeur en inox par du PEHD a réduit la facture de 40 %. En prime, les opérateurs ont pu manipuler les pièces plus facilement grâce à la légèreté, et la durée de vie a doublé grâce à une meilleure résistance aux produits de nettoyage.
Applications industrielles diverses
- Agroalimentaire : convoyeurs, guides, paliers.
- Mécanique générale : engrenages, douilles, pièces de précision.
- Médical : instruments, pièces implantables, composants stérilisables.
- Aéronautique : composants moteur, systèmes de fixation, isolation thermique.
- Chimie et biologie : vannes, joints, collecteurs, surfaces résistantes aux solvants et acides.
À retenir : Le choix du plastique doit prendre en compte le matériau, les contraintes mécaniques, thermiques et chimiques, ainsi que le coût et la facilité d’usinage. Bien définir les besoins et les tolérances fonctionnelles est essentiel pour maximiser la performance et la durabilité des pièces.
Comprendre les Tolérances d’Usinage Plastique
Avant tout, il faut dire que les tolérances en usinage plastique ne se définissent pas de la même manière que pour les métaux. En effet, les matériaux polymères réagissent différemment, et cela influence directement la précision atteignable, le coût final et le choix des procédés.
Les particularités des plastiques
Les plastiques ne réagissent pas comme les métaux, car leur comportement est influencé par plusieurs facteurs physiques. D’une part, la dilatation thermique est jusqu’à 10 fois supérieure à celle de l’acier, ce qui oblige à ajuster les tolérances. D’autre part, certains matériaux comme le PA6 absorbent l’humidité, ce qui entraîne des variations dimensionnelles au cours du temps.
Prenons le cas d’un engrenage en PA6 : après stockage en milieu humide, il peut gagner quelques centièmes de millimètre, modifiant ainsi son ajustement dans un mécanisme.
Tolérances réalistes en usinage CNC
En pratique, les tolérances atteignables dépendent fortement de la matière. Par exemple, sur des plastiques stables comme le POM, le PET ou le PVC, on obtient généralement ±0,05 à ±0,1 mm. En revanche, pour des matériaux plus sensibles comme le PEHD ou le PA6, la tolérance réaliste se situe plutôt entre ±0,1 et ±0,2 mm. Enfin, pour des plastiques hautes performances tels que le PEEK, il est possible d’atteindre des précisions remarquables, autour de ±0,02 à ±0,05 mm.
Un exemple frappant : dans le secteur médical, des pièces en PEEK ont été usinées avec une précision de ±0,02 mm afin d’assurer un assemblage étanche avec des composants métalliques.
Impact sur le coût et la conception
Il faut souligner que plus les tolérances sont serrées, plus le coût augmente, puisque l’usinage devient plus complexe et nécessite des contrôles qualité renforcés. Cela dit, demander systématiquement des tolérances strictes n’est pas toujours pertinent. Dans une chaîne de cotes, certaines pièces peuvent supporter des écarts plus larges sans conséquence fonctionnelle, ce qui permet de réduire les coûts de production. Cependant, dans des cas précis comme les pièces d’étanchéité ou d’assemblage critique, des tolérances serrées s’imposent.
Dans une machine spéciale, un client avait initialement spécifié des tolérances de ±0,02 mm sur toutes les pièces. Après analyse commune, certaines tolérances ont été relâchées à ±0,1 mm, réduisant le coût de 30 % tout en maintenant la fonctionnalité.
En conclusion, chez Akromeca, nous accompagnons nos clients pour définir les tolérances fonctionnelles optimales. C’est pourquoi nous cherchons toujours à trouver un compromis entre précision, performance et coût, afin de garantir des pièces fiables, économiques et adaptées à chaque application industrielle.
