Découpe chimique ou découpe conventionnelle : comment se comparent-elles ?

La géométrie de la pièce, le temps, la qualité de la découpe et la précision sont autant de facteurs qui influencent la décision de choisir l'emboutissage, la découpe au laser, la découpe au jet d'eau, l'électroformage, l'électroérosion à fil ou la découpe chimique, la technologie la moins connue mais souvent utilisée pour les pièces de précision les plus complexes, les plus critiques sur le plan de la sécurité et les plus exigeantes.

Pour comprendre comment chaque méthode se positionne, lisez ci-dessous notre exploration de la découpe chimique par rapport aux méthodes de découpe conventionnelles.

Découpe chimique

Tout d'abord, il est important de comprendre le processus de découpe chimique et ses avantages.

La découpe chimique, également appelée usinage photochimique, fraisage chimique ou photodécoupe, est un processus d'usinage de la tôle qui utilise des agents de découpe chimique pour créer des composants de précision complexes et incroyablement précis à partir de presque tous les métaux.

Le processus lui-même consiste à « imprimer » le dessin d'un composant sur une feuille de métal laminée avec une résine photosensible à l'aide d'une lumière ultraviolette. Les zones de photorésine qui n'ont pas été imprimées sont enlevées, exposant le métal avant qu'il ne soit complètement éliminé par la découpe.

emboutissage de métaux

L'emboutissage, également connu sous le nom de pressage, est un processus de fabrication où des feuilles de métal plates sont placées dans une presse d'emboutissage et un outil. La surface d'une matrice donne au métal la forme souhaitée.

Découpe chimique ou emboutissage

Avec l'évolution vers la miniaturisation, le micro-emboutissage est devenu tout aussi courant que la découpe chimique. Cependant, il existe un avantage certain d'un procédé par rapport à l'autre en termes de rentabilité, de délais, de complexité de la conception, de qualité et de précision.

Rentabilité

L'emboutissage nécessite un investissement important en temps et en argent pour l'outillage et l'installation. Une matrice d'emboutissage peut coûter des milliers d'euros, sans compter les coûts supplémentaires d'installation et d'entretien au fil du temps. La découpe chimique présente des coûts d'outillage faibles, voire nuls.

Délais d'exécution

Les délais d'emboutissage sont de 6 à 8 semaines pour la seule préparation de l'outillage. Même lorsque l'outil d'emboutissage est terminé, il faut encore du temps pour mettre en place l'outillage dans la presse d'emboutissage. Le délai d'exécution de la découpe chimique peut être de quelques heures, ce qui signifie que vous pouvez obtenir vos pièces découpées avant même que l'outil d'emboutissage ne soit prêt.

Complexité du dessin

La découpe chimique offre une plus grande flexibilité, quelle que soit la complexité du dessin. En effet, aucun investissement en outillage n'est nécessaire et les délais de réalisation sont très courts. La modification d'une conception avec l'emboutissage nécessite une toute nouvelle matrice et un investissement dans l'outillage et l'installation. La découpe chimique est donc également parfaite pour les petits volumes de prototypes et la production à l'échelle industrielle.

Qualité de la découpe

La technologie de microfabrication de précision de la découpe chimique permet d'atteindre un niveau de précision plus élevé. Les pièces découpées sont également exemptes de bavures et de contraintes, contrairement aux pièces embouties qui présentent généralement des bavures partielles et des contraintes au niveau de l'arête de coupe. Les bavures et les contraintes sont susceptibles d'affecter les performances de vos composants.

Découpe au laser

La découpe au laser utilise un faisceau lumineux étroit pour créer le motif ou la forme souhaitée sur une surface. Ce laser est dirigé par un contrôleur qui sélectionne la direction, la taille et l'intensité du faisceau lorsqu'il découpe le métal. Les types de lasers utilisés à cette fin sont les lasers à gaz, les lasers à diode et les lasers à semi-conducteurs.

Découpe chimique ou découpe au laser

Bien que les deux procédés soient fiables, il existe plusieurs différences entre la découpe chimique et la découpe au laser.

Rentabilité

La découpe au laser peut être une bonne option pour la production en petite quantité et le prototypage. Toutefois, pour la production industrielle de masse, la découpe chimique est plus avantageuse et plus rentable.

Délais d'exécution

La découpe chimique permet de fabriquer plusieurs pièces simultanément, ce qui n'est pas le cas de la découpe au laser qui ne peut traiter qu'un seul composant à la fois. Le processus de découpe réalise un grand nombre de produits à chaque passage. La découpe laser présente un avantage en termes de rapidité lorsque le volume de production est faible, mais lorsqu'il s'agit d'une production industrielle, la découpe chimique offre des délais plus courts.

Complexité du dessin

La découpe chimique et la découpe au laser sont toutes deux flexibles dans leur conception. Lorsque la conception est extrêmement complexe, la découpe au laser prend beaucoup plus de temps parce qu'elle ne traite qu'une seule pièce ou caractéristique à la fois. La découpe chimique permet de travailler sur l'ensemble d'un projet en même temps et de produire une grande quantité de produits en une seule fois.

Qualité de la découpe

Le processus de haute précision de la découpe chimique ne modifie pas les propriétés des métaux telles que la dureté, la ductilité et la structure des grains. En outre, vous pouvez créer des pièces métalliques minces ultra précises qui ne présentent pas de bavures ni de contraintes. À l'inverse, la découpe au laser est un processus thermique, ce qui signifie que les contraintes thermiques et les microbavures sont inévitables.

En résumé, la découpe chimique est le meilleur choix pour la production en moyenne ou grande série de composants métalliques de précision ou de conceptions complexes où la qualité de la coupe et la précision sont importantes.

Découpe au jet d'eau

La découpe au jet d'eau est un processus de fabrication industrielle qui utilise un jet d'eau à haute pression focalisé en un faisceau par une buse pour découper des matériaux. Elle peut être utilisée pour découper des métaux, du verre, du granit, du bois ou du caoutchouc.

Découpe chimique ou découpe au jet d'eau

La découpe au jet d'eau est souvent choisie comme méthode de découpe car elle offre de bonnes tolérances sur les pièces d'une épaisseur supérieure à 12 mm. Cependant, si vous cherchez à produire des pièces de tôle fine à un volume de production élevé, la découpe chimique est une meilleure option, surtout si vous avez besoin d'une grande précision.

Rentabilité

Alors que la découpe au jet d'eau implique des coûts d'exploitation élevés, la découpe chimique ne nécessite pas de frais d'outillage ou d'installation. La découpe chimique est le meilleur choix pour une solution rentable, tant pour les prototypes en petite quantité que pour la production industrielle à grande échelle.

Délais d'exécution

Comme pour la découpe au laser, la découpe au jet d'eau doit traiter chaque élément individuellement, l'un après l'autre. Ce processus est beaucoup plus lent que la découpe, qui est réalisée simultanément et en grande quantité. Pour les prototypes plus complexes ou la production industrielle, la découpe a un délai plus court que le jet d'eau.

Polyvalence

Il existe une large gamme de métaux disponibles pour la découpe chimique et la découpe au jet d'eau.

Si vous devez apporter une modification à votre projet, les deux processus peuvent s'adapter rapidement sans frais supplémentaires.

Qualité de la découpe

Si la découpe au jet d'eau permet d'ajuster rapidement les dessins, elle n'est pas comparable à la découpe chimique pour ce qui est de la qualité et de la précision de la production. Bien que les machines à jet d'eau ne créent aucune déformation, elles peuvent présenter un voile près de la coupe. La découpe ne crée aucune distorsion et permet d'obtenir d'excellents bords tranchants sans bavure ni contrainte.

Électroformage

L'électroformage est un processus de formation de métal par électrodéposition. Le processus se déroule dans un bain électrolytique et implique deux électrodes (une anode et une cathode) et une solution électrolytique. Un mandrin est placé dans le bain et les électrodes font passer un courant continu à travers la solution. Le courant continu convertit les ions métalliques en atomes qui se déposent continuellement sur les zones conductrices du mandrin jusqu'à obtention de l'épaisseur de métal souhaitée.

Découpe chimique ou électroformage

Alors que l'électroformage est un processus de fabrication additive, le processus de découpe chimique soustractive présente certaines similitudes : il s'agit de deux méthodes rapides, précises et rentables pour créer des pièces métalliques de précision.

Rentabilité

La découpe chimique et l'électroformage permettent tous deux d'obtenir une plus grande précision et des tolérances plus serrées. En fonction de la conception et des spécifications du produit, la découpe chimique est plus rentable que l'électroformage en raison des volumes plus importants que le processus permet de fabriquer.

Délais d'exécution

La découpe chimique et l'électroformage offrent tous deux des délais d'exécution courts, avec une grande souplesse d'approvisionnement du prototype au volume.

Complexité du dessin

La découpe chimique et l'électroformage permettent tous deux de traiter des dessins incroyablement complexes avec une grande précision. La limite de l'électroformage est liée aux matériaux, puisque seuls le nickel et le cuivre peuvent être électroformés. Presque tous les métaux peuvent être découpés chimiquement, sans restriction quant à la dureté des matériaux.

Qualité et précision

La découpe chimique offre un niveau élevé d'exactitude et de précision, ce qui est possible pendant la fabrication. L'électroformage présente un niveau de précision et d'exactitude similaire, mais ce procédé n'est pas adapté aux angles vifs et aux évidements profonds ou étroits.

Électro-érosion à fil

L'électroérosion à fil, ou usinage par décharge électrique (EDM), est un processus d'usinage qui utilise des étincelles électriques pour former des formes métalliques. C'est à cause de ces étincelles que l'on parle parfois d'usinage par étincelles. Dans ce processus, la forme souhaitée est découpée dans le métal lorsque des décharges de courant se produisent entre deux électrodes. Au cours de l'étincelage, des entailles sont faites dans le métal pour créer la forme voulue et la détacher de la tôle.

L'électroérosion à fil utilise un fil comme électrode. Le fil est enroulé entre deux bobines et, pendant le mouvement, la partie active du fil change constamment, ce qui empêche le matériau de s'éroder à partir du fil lui-même.

Découpe chimique ou électroérosion à fil

L'électroérosion à fil permet de découper des pièces avec précision et offre une grande liberté de conception, mais la découpe chimique présente des différences qui en font le processus d'usinage préféré.

Rentabilité

Le coût de l'équipement nécessaire à l'usinage par électroérosion à fil est incroyablement élevé. L'outillage est également onéreux. Ces deux aspects ne posent pas de problème pour la découpe chimique, ce qui en fait un processus d'usinage plus rentable.

Délais d'exécution

Bien que les machines d'électroérosion modernes sont capables d'automatiser le processus pour travailler pendant la nuit, cela ne permet pas d'atténuer totalement la lenteur du processus. En comparaison, la découpe chimique permet de produire des lots de composants en moins de 24 heures.

Polyvalence

En raison du processus de découpe par électroérosion à fil - l'enlèvement de matière à l'aide de charges électriques contrôlées se répétant rapidement le long du fil métallique - la méthode est limitée aux métaux conducteurs d'électricité. La découpe chimique n'a pas de telles restrictions et peut être usinée avec presque tous les métaux.

Qualité et précision

Si l'usinage par électroérosion permet de produire de petites pièces avec des métaux conducteurs, le processus peut poser des problèmes avec le produit final. En raison de la chaleur, la dilatation thermique, la trempe et les changements structurels peuvent affecter la qualité et la précision du produit. Des bavures peuvent également se produire pendant l'usinage.

Découpe chimique : la principale méthode de découpe

Il ressort clairement de cette exploration de la découpe chimique et des méthodes de découpe traditionnelles que, sous réserve de la géométrie des composants, la découpe chimique peut présenter des avantages évidents en termes de rentabilité, de délais de livraison rapides, d'adaptation à des conceptions complexes et de création de pièces de qualité et précises, exemptes de bavures grâce à l'élimination de chaleur ou de contrainte.

Chez Precision Micro, vous pouvez vous attendre à des délais de découpe chimique standard d'environ deux à trois semaines, mais ils peuvent être plus courts pour répondre à une demande urgente grâce à la flexibilité de la découpe chimique. Il n'en va pas de même pour les méthodes de découpe traditionnelles, qui peuvent prendre beaucoup plus de temps pour s'adapter.

Que vous recherchiez des plaques microfluidiques, des tôles perforées ou d'autres composants clés, Precision Micro dispose de la technologie de traitement des métaux rentable nécessaire pour réaliser un travail de qualité exceptionnelle.

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