Dans cet article, nous allons vous donner un aperçu rapide des principales opérations de fraisage CNC offertes par Fusion360, dans le but de vous aider à identifier les meilleures pour votre prochain projet.
Tout d'abord, nous allons comparer les différentes opérations pour différentes utilisations :
Nous approfondirons également chaque opération afin de donner des indications sur la manière de les configurer correctement :
Veuillez noter qu'il existe de nombreuses façons valables d'usiner, et que Fusion360 propose d'autres opérations de fraisage que celles que nous présentons dans cet article. Nous avons décidé de nous concentrer sur les opérations les plus utilisées par la communauté Mekanika avec leurs fraiseuses numériques. Après avoir lu cet article, nous vous recommandons vivement d'essayer différentes options et de voir ce qui vous convient le mieux..
Astuce : en plaçant votre souris sur l'icône d'une opération, Fusion ouvre un petit widget d'aide expliquant brièvement son fonctionnement.
Choisir les bonnes opérations pour une tâche spécifique peut être difficile du fait du nombre d'options disponibles. Commençons par une comparaison rapide des opérations de base.
Contour
Le Contour est utilisé pour effectuer des coupes en 2D afin de libérer une pièce de son stock ou pour réaliser des fentes à l'intérieur de la pièce. Il peut également être utilisé pour nettoyer les bords intérieurs après une opération d'effacement adaptatif ou de poche. Pensez-y comme à une coupe de dégagement que vous feriez avec une scie sauteuse.
Pocket 2D/3D contre Adaptive Clearing 2D/3D
Pocket contre Adaptive Clearing
Lorsqu'il s'agit de fraiser des poches (en d'autres mots : de grands trous), vous avez deux options : l'opération Poche (Pocket) ou l'opération Dégagement adaptatif (Adaptive Clearing).
La principale différence entre les deux opérations est que Pocket maintiendra un engagement constant de votre fraise dans le stock, tandis que le dégagement adaptatif prendra des morsures, alternant la coupe et le refroidissement.
Alors que le mode Pocket coupe constamment (et va donc plus vite que le mode Adaptative Clearing), le temps supplémentaire dont dispose votre fraise pour refroidir avec ce dernier lui permet de gérer des étapes plus importantes. Plus la poche que vous êtes prêt à usiner est grande, plus vous gagnerez du temps en utilisant l'Adaptive Clearing au lieu de la Pocket.
C'est particulièrement vrai pour les matériaux durs comme l'aluminium ou les plastiques durs.
Exemple :
Conseil :
Nous vous recommandons de toujours préférer le mode Adaptive Clearing à celui de Pocket.
2D contre 3D
Le choix entre une opération en 2D ou en 3D est assez simple : le volume que vous voulez fraiser est-il une forme droite extrudée, ou y a-t-il des variations dans l'extrusion (chanfreins, filets, bosses, espaces, fentes, etc.) ?
Si ce que vous voulez fraiser est droit (image du dessus), choisissez une opération 2D. Sinon, utilisez une opération en 3D.
Remarque : Si vous utilisez une opération 2D au lieu de 3D sur le trou conique par exemple, vous obtiendrez un cylindre.
Perçage contre alésage
L'opération de perçage utilise des coordonnées XY fixes et plonge en Z. Cela signifie que vous ne pouvez percer qu'un trou ayant exactement le même diamètre que la fraise que vous utilisez et que l'extraction de la poussière n'est pas très bonne.
L'opération d'alésage plonge en Z tout en réalisant une hélice en XY. Cela signifie que vous pouvez créer des trous dont le diamètre est jusqu'à deux fois supérieur à celui de votre fraise. C'est également beaucoup plus rapide que d'utiliser une opération de poche pour ces trous, et cela aidera les copeaux à s'extraire du trou que vous percez.
Gravure
Pour graver du texte, des logos ou tout autre profil 2D dans votre matériau, Fusion360 dispose d'une fonction de gravure. Vous pouvez en savoir plus sur son utilisation dans notre article Comment brander vos projets CNC.
Opération de fraisage plat
Le fraisage de surfaces planes est l'un des atouts majeurs que peut offrir une fraiseuse CNC. Que vous souhaitiez utiliser votre CNC comme fraiseuse, fraiser des projets d'ingénierie ou simplement aplanir votre martyr, l'opération "Face" est celle que vous devez privilégier.
Textures 3D
Une machine à commande numérique n'est pas seulement utilisée pour des opérations en 2D comme la découpe de contours ou la réalisation de trous droits, elle vous donne la possibilité de fraiser des projets texturés en 3D qui auraient été impossibles à réaliser à la main (voir par exemple notre projet decarte topographique.
Ces types de projets utilisent souvent une opération de nettoyage adaptatif 3D (Adaptive Clearing) en premier lieu (pour dégrossir le matériau), puis une opération de festonnage (Scallop) avec une fraise à boule pour affiner la texture.
L'opération Scallop créera un parcours d'outil 3D autour d'un point et fera voyager la fraise tout autour de la texture que vous souhaitez usiner pour éliminer l'effet de rizière laissé par l'opération 3D Adaptive Clearing.
Remarque :
Bien que vous puissiez utiliser une fraise à bout plat avec une opération de festonnage, elle laissera des bords plus tranchants qu'une fraise à bout sphérique et pourrait laisser des marques de coupe indésirables sur votre pièce qui seront très difficiles à poncer.
Comment configurer ces opérations
Note : N'oubliez pas qu'il s'agit que de recommandations. Il existe un nombre infini de possibilités de configuration des opérations de fraisage et vous devrez éventuellement adapter ces paramètres à vos besoins.
Contour2D
Comme pour toute opération, il faut commencer par choisir la fraise que l'on souhaite utiliser pour cette opération. Dans notre exemple, nous allons choisir une fraise plate de 8 mm (de nos pack de fraises) pour laquelle nous avons choisi l'option "hard wood preset".
Dans le deuxième onglet, sélectionnez le contour que vous voulez fraiser. S'il s'agit d'un contour extérieur, nous devons utiliser des onglets afin que, lorsque la fraise atteint le bas de notre pièce, le corps entier ne se détache pas (ce qui pourrait être très dangereux).
Remarque : Modifiez la largeur, la hauteur et l'espacement des onglets jusqu'à ce que vous ayez l'impression que la pièce sera suffisamment soutenue, mais que ce ne sera pas un cauchemar à nettoyer une fois le fraisage terminé. En général, des languettes tous les 40-80 mm sont suffisantes.
Le troisième onglet du menu est utilisé pour définir des plans au-dessus du modèle pour que la fraise se déplace lorsqu'elle ne coupe pas. L'édition de cet onglet est facultative, mais vous devrez éventuellement modifier ces valeurs si vous utilisez des fraises longues ou si vous fraisez des pièces très épaisses.
Si vous utilisez des pinces pour fixer votre crosse à votre martyr, nous vous conseillons de ne pas modifier ces valeurs. Si vous avez fixé votre crosse à l'aide de vis, vous pouvez modifier les valeurs jusqu'à celles indiquées dans la figure ci-dessous (mais pas moins).
Dans le quatrième onglet, vous ne devez modifier que la valeur de l'étape Passages multiples - Dégrossissage maximal (Multiple passes - Maximum roughing stepdown) et les valeurs du Stock à Laisser (Stock to leave).
- Maximum Roughing Stepdown : nous vous recommandons de rester sous le rayon de la fraise que vous utilisez (dans ce cas, sous 4 mm). Comme ce projet sera réalisé en bois dur, nous resterons prudents et prendrons 2,5 mm comme valeur d'étape.
- Le Stock à laisser (Stock to leave) est le décalage que vous souhaitez laisser entre le modèle et la face que la fraiseuse va couper. Cette option est bien sûr facultative.
Le dernier onglet permet d'indiquer à Fusion360 comment vous voulez que votre fraise entre et sorte de la pièce. En général, nous recommandons d'utiliser des l'option Ramp plutôt que Leads & Transitions.
Votre onglet de menu devrait donc ressembler à ceci.
Remarque : Si vous avez modifié les valeurs de hauteur à l'étape 3, vous devrez modifier la valeur "Distance de sécurité" (Safe Distance). Sinon, vous pouvez utiliser les valeurs par défaut de Fusion360.
Conseil : L'angle de rampe (Ramping Angle) dépend de la dureté du matériau que vous fraisez, voici les valeurs que nous recommandons : - MDF : 15° - Contreplaqué : 12° - Bois tendre : 10° - Bois dur : 5-8° - Aluminium : 1-2°
Poches
Pour fraiser les poches, vous devez choisir entre 2 opérations différentes (comme expliqué précédemment) : Pocket and Adaptive Clearing. Veuillez vous référer à la section précédente pour en savoir plus sur ces deux opérations.
Poche
Comme pour l'opération de contour, nous allons commencer par définir le préréglage de l'extrémité de la fraise que nous voulons utiliser. Nous allons ensuite sélectionner la poche que nous voulons fraiser.
Astuce : Tant qu'elles ont toutes la même profondeur, vous pouvez sélectionner plusieurs poches en une seule opération.
De la même manière que pour l'opération Contour, nous pouvons optionnellement ajuster les hauteurs dans le troisième onglet du menu. Ici aussi, le quatrième onglet du menu n'est utilisé que pour régler la profondeur des pas et les stocks à laisser.
Le cinquième onglet du menu de cette opération est assez similaire à celui que nous avons pour l'opération Contour, sauf que nous avons plusieurs options pour les rampes. 
Nous vous recommandons d'utiliser des hélices pour tous les matériaux avec l'angle réglé sur les valeurs présentées précédemment.
Les valeurs que vous devez modifier ici sont les suivantes :
- Ramp Clearance Height : 1 mm
- Minimum Ramp Diameter : 0.1 mm
Adaptive Clearing
La seule différence dans les paramètres par rapport à l'opération Pocket se trouve dans le quatrième onglet du menu. La Charge Optimale doit toujours être inférieure au rayon de votre moulin (dans notre cas, inférieur à 4 mm). Une valeur supérieure ferait chauffer le moulin plus rapidement, et une valeur inférieure lui donnerait plus de temps pour refroidir, mais augmenterait également le temps de fraisage.
Le principal avantage du mode Adaptive Clearing par rapport au mode Pocket est que vous pouvez augmenter la profondeur de coupe. Alors que nous utilisions une profondeur de coupe de 3,5 mm lors de la configuration de l'opération Pocket, nous allons maintenant passer à une profondeur de 6 mm. Ce qui réduira considérablement le temps de fraisage.
Opération d'alésage
Il n'y a aucun paramètre à modifier lorsque vous utilisez l'opération d'alésage (Bore). Il suffit de sélectionner le bon outil, le préréglage et les trous que vous souhaitez aléser.
Comme toujours, vous pouvez (en option) modifier les hauteurs pour faire face à un matériau épais ou à des fraises longues. Il n'est pas nécessaire de définir des façons d'entrer et de sortir du matériau, car l'opération Bore décrira une hélice en plongeant dans le matériau.
Scallop
Commencez par sélectionner la fraise ainsi que l'alimentation et la vitesse correctes.
Conseil : Bien que les opérations de festonnage (Scallop) fonctionnent avec n'importe quelle fraise, nous recommandons d'utiliser des fraises à nez sphérique pour obtenir les meilleurs résultats.
Dans le deuxième onglet, vous avez les champs suivants à modifier :
- Machining Boundary: Silhouette -> Bounding box
- Additional Offset (optionel) : Jouez un peu avec ce paramètre pour vous assurer que la fraise se déplace un peu à l'extérieur du modèle, ce qui garantit que tout votre modèle sera fraisé.
- Model: Sélectionnez le modèle sur lequel vous souhaitez utiliser l'opération Scallop.
Comme toujours, le troisième onglet du menu (Hauteurs) est facultatif.
Dans le quatrième onglet du menu, vous trouverez le paramètre le plus important pour cette opération : le Stepover.
La valeur Stepover est ce qui définit la distance entre deux lignes de parcours. Plus elle est petite, plus votre texture 3D sera précise. Mais plus l'opération sera longue à exécuter...
Habituellement, un Stepover de 0.3 mm donne de bons résultats tout en restant assez rapide. S'il s'agit simplement de dégrossir le profil de votre modèle, un Stepover de 0,5-1 mm sera plus rapide et laissera un résultat "correct".
Pour un travail très précis sur des matériaux qui se rayent facilement (comme le plastique par exemple), un pas de 0,1 mm peut être nécessaire.
Gravure
Faites référence à notre article Comment brander vos projets CNC pour tout savoir sur l'opération de gravure.
Opération de surfaçage
Pour configurer une opération de surfaçage (Face), commencez par sélectionner l'outil, puis choisissez Avance et Vitesse. Dans le deuxième onglet du menu, sélectionnez le contour de la face que vous souhaitez fraiser à plat.
Dans le quatrième onglet du menu, modifiez les paramètres suivants :
- Stock Offset = ½ du diamètre de l'outil
- Step over: entre 0,1 mm et le diamètre de votre outil. Nous vous recommandons de le régler sur le rayon de votre outil.
- Multiple depth
- Stock-to-leave (optionel)
Dans le dernier onglet du menu, changez uniquement le type de transition de "Smooth" à "Straight Line". 
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Mekanika est une start-up belge basée à Bruxelles, dont l’ambition est de rendre la production locale plus accessible. Depuis 2019, elle produit des machines de bureau destinées à l’impression textile et à la fabrication numérique de pièces en bois et en métal, reconnues pour leur qualité et facilité de prise en main, et leurs plans open source permettant aux entrepreneurs d’adapter leurs machines à leurs besoins spécifiques.
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