Fraisage HSM pour moules haut de gamme, outils de découpe et mécanique de précision

Usinage au micron près chez Tumag à Turnhout

Chez Tumag, nous combinons le High Speed Machining (HSM) avec une expertise approfondie en usinage CNC, en construction de moules et en mécanique de précision. Depuis notre site de Turnhout, nous produisons des composants extrêmement précis pour des clients en Belgique et aux Pays-Bas qui exigent un haut niveau de précision, de qualité de surface et de fiabilité.

À l’aide de machines HSM avancées à cinq axes, nous réalisons des pièces complexes avec des tolérances jusqu’au micron. Notre technologie est notamment utilisée pour la production de :

Grâce à des vitesses de rotation élevées, des trajectoires d’outils optimisées et un processus de production rigoureusement contrôlé, nous livrons des composants répondant aux exigences les plus strictes dans des secteurs tels que la santé, l’aérospatiale et les industries électronique high-end et automobile.

Un noyau de moule usiné avec des opérations de fraisage HSM à 5 axes pour atteindre une haute précision.

Qu’est-ce que le fraisage HSM (High Speed Machining) ?

Le High Speed Machining, souvent abrégé en fraisage HSM, est l’une des disciplines les plus avancées du fraisage CNC. Chez Tumag, cette technologie constitue un élément essentiel de notre production de mécanique de précision.

Grâce à de nombreuses années d’expérience et à un parc machines parfaitement équipé, nous pouvons réaliser des composants complexes qui répondent à des exigences extrêmement élevées en matière de précision et de qualité de surface ainsi que de stabilité du processus.

Une pièce de mécanique de précision est exposée.

High Speed Machining (HSM) vs Fraisage conventionnel

Lors du fraisage conventionnel, l’accent est mis sur des vitesses de rotation relativement faibles et des épaisseurs de copeaux plus importantes. Le fraisage HSM fonctionne exactement à l’inverse :

  • des vitesses de rotation très élevées,
  • des avances plus importantes,
  • une épaisseur de copeau beaucoup plus faible.

Les forces de coupe plus faibles permettent de réduire la charge sur l’outil et d’évacuer la chaleur plus efficacement par le copeau plutôt que dans la pièce. Ainsi, l’outil et le matériau restent dans un état optimal pendant l’usinage, ce qui offre des avantages directs en termes de précision et de durée de vie.

Les avantages du fraisage HSM pour les pièces de précision

Qualité de surface exceptionnelle

Grâce à la vitesse de rotation élevée et à la faible épaisseur de copeau, il est possible d’obtenir des rugosités de surface extrêmement fines, idéales pour les pièces de moules, les composants de mécanique de précision et les géométries complexes.

Haute précision dimensionnelle

Comme le processus est beaucoup plus stable et que la chaleur est évacuée par l’évacuation des copeaux, la pièce n’est pas soumise à des contraintes thermiques. Cela garantit une précision dimensionnelle constante et une déformation minimale.

Idéal pour les pièces à parois minces et complexes

Grâce aux faibles forces de coupe, le HSM génère nettement moins de vibrations. Cela permet de fraiser efficacement et avec précision des parois fines, des détails nets, des structures délicates et des surfaces 3D complexes.

Productivité accrue grâce au fraisage HSM

Bien que l’on travaille avec des épaisseurs de copeaux plus faibles, le HSM offre un avantage important en termes de temps de cycle grâce aux vitesses d’avance et de rotation élevées.

Fraisage HSM chez Tumag : usinage de précision pour moules et mécanique de précision

Chez Tumag, nous appliquons le High-Speed Machining pour la production de composants complexes et précis qui nécessitent une finition de très haute qualité. Notre expérience est vaste, allant des composants de moules aux pièces de mécanique de précision et aux électrodes spéciales pour l’électroérosion (EDM).

Usinage d’acier trempé jusqu’à 60 HRC

Nous usinons sans difficulté de l’acier trempé jusqu’à 60 HRC, ce qui est essentiel pour la construction de moules et le tooling haut de gamme où la résistance à l’usure est un facteur clé.

Production d’électrodes pour l’EDM

De plus, nous produisons également dans notre département HSM des électrodes pour l’électroérosion par enfonçage en :

  • Graphite
  • Cuivre
  • Cuivre-tungstène (Elconite)

Ces composants sont ensuite utilisés dans nos machines EDM lors de l’électroérosion par enfonçage, ce qui garantit un flux de production interne fluide et parfaitement coordonné.

Nuances d’aciers trempés où le fraisage HSM fait la différence

Pour de nombreux aciers à outils trempés, le fraisage CNC conventionnel devient rapidement inefficace à mesure que la dureté augmente. En raison de la combinaison d’une forte résistance à l’usure, de carbures durs et de contraintes thermiques, une usure rapide de l’outil et une accumulation indésirable de chaleur dans la pièce peuvent apparaître. Dans ces situations, le High Speed Machining (HSM) offre des avantages décisifs.

Grâce à des vitesses de coupe plus élevées, à des forces de coupe radiales plus faibles et à des trajectoires de fraisage optimisées, la chaleur est en grande partie évacuée par le copeau plutôt que de pénétrer dans le matériau.

Les nuances d’acier typiques pour lesquelles le fraisage HSM offre des performances exceptionnelles sont notamment :

  • 2379 (D2 / X153CrMoV12) – Acier à outils pour travail à froid résistant à l’usure, utilisé pour les outils de découpe et les poinçons.
  • K390 (acier PM) – Acier issu de la métallurgie des poudres avec une résistance à l’usure et une ténacité extrêmement élevées.
  • 2080 (D3 / X210Cr12) – Acier à outils pour travail à froid très dur avec une forte teneur en carbures.
  • 2363 (A2) – Acier à outils pour travail à froid souvent trempé jusqu’à environ 60 HRC.
  • 2344 (H13) – Acier à outils pour travail à chaud largement utilisé pour les moules et l’outillage haut de gamme.
  • 2367 – Acier pour travail à chaud tenace avec une excellente stabilité thermique.
  • Vanadis 4 Extra – Acier PM avec un équilibre parfait entre résistance à l’usure et ténacité.
  • Vanadis 10 – Acier à outils issu de la métallurgie des poudres extrêmement résistant à l’usure pour les applications les plus exigeantes.

Ces matériaux sont généralement trempés à un niveau compris entre 50 et plus de 65 HRC. C’est précisément dans cette plage extrême que le HSM (fraisage dur) excelle pour la réalisation de formes complexes, de contours précis et d’une qualité de surface miroir. Grâce à la stabilité du processus, le HSM est le choix idéal pour des applications exigeantes dans la construction de moules, la fabrication d’outils de découpe et la mécanique de précision.

Types d’acier et duretés typiques

Acier HRC typique
1.2344 48–54
1.2367 50–54
1.2363 58–60
1.2379 58–62
Vanadis 4 58–62
Vanadis 10 60–64
K390 62–65
Un petit morceau d’acier très dur, à peine 9 mm de large, repose sur le plan de fabrication. Sur cette photo, on voit clairement la finesse du travail qui peut être réalisée grâce au fraisage HSM.

Tumag comme partenaire pour des projets complexes de fraisage HSM

Lorsque votre projet exige une précision extrême, une qualité de surface parfaite et un savoir-faire de haut niveau, le fraisage HSM est la technique idéale — et Tumag le partenaire parfait. Nous maîtrisons l’ensemble du processus, de la matière brute jusqu’au produit final de haute qualité.

Vous cherchez un partenaire fiable pour la fabrication de pièces complexes ? Ne cherchez plus et faites confiance à Tumag.

Un fraiseur / programmeur FAO observe l’approche de la fraise sur la pièce. Sur l’OPS Ingersoll V9, des travaux de très haute précision sont réalisés.

Foire aux questions sur le fraisage HSM (FAQ)

Qu’est-ce que le fraisage HSM ?

Le fraisage HSM (High Speed Machining) est une technique spécialisée dans l’usinage qui utilise des vitesses de rotation et des avances très élevées. Grâce à une épaisseur de copeau plus faible et à une vitesse de coupe plus élevée, des formes plus complexes peuvent être produites avec une meilleure qualité de surface et une précision accrue.

Quand utilise-t-on le High Speed Machining ?

Le HSM est principalement utilisé pour la production de moules, d’outils de découpe, de composants de mécanique de précision et de formes 3D complexes dans des matériaux trempés. Ce procédé est particulièrement adapté aux applications où une grande précision et une haute qualité de surface sont requises.

Quels matériaux peuvent être fraisés avec le HSM ?

Avec le fraisage HSM, différents matériaux peuvent être usinés, notamment l’acier trempé, l’aluminium, le cuivre, le graphite et divers alliages techniques. Chez Tumag, nous usinons sans difficulté de l’acier jusqu’à 60 HRC.

Où le fraisage HSM est-il appliqué ?

Le fraisage HSM est utilisé notamment pour :

  • matrijzenbouw
  • outils de découpe
  • pièces de mécanique de précision
  • électrodes pour l’EDM
  • composants de précision complexes

Le fraisage conventionnel et le fraisage HSM sont-ils appliqués sur la même pièce ?

Oui, dans de nombreux processus de production, le fraisage conventionnel et le fraisage HSM sont combinés sur la même pièce. Les deux techniques ont en effet un rôle différent dans le processus d’usinage.

Dans la première phase, le fraisage CNC conventionnel est souvent utilisé pour l’ébauche. Lors de cette étape, la plus grande partie du matériau est enlevée et la pièce obtient sa forme de base.

Ensuite, des étapes intermédiaires peuvent suivre, telles que : traitement thermique ou trempe, rectification des surfaces de référence ou des surfaces d’ajustement.

Dans la phase finale, la pièce est finie par fraisage HSM. Cette technique est particulièrement adaptée pour le fraisage précis de formes complexes dans l’acier trempé, avec une très grande précision dimensionnelle et une excellente qualité de surface.

Grâce à cette combinaison de techniques, un processus de production efficace est créé, dans lequel la productivité et la précision sont exploitées de manière optimale.

Lors du fraisage de haute précision, il est également important que les porte-outils soient de haute qualité. Sur les photos, des porte-outils MST avec des fraises montées sont suspendus dans un carrousel d’une fraiseuse OPS.