Entrée et sortie CNC : placez la marque témoin dans la chute

Une plongée droite sur un bord fini laisse une marque visible au point d’entrée. La vraie solution n’est pas de poncer davantage ni d’utiliser une fraise plus affûtée : modifiez le parcours d’outil afin que la fraise soit déjà en mouvement avant d’atteindre la paroi.

Pour un profil CNC fermé, nous utilisons par défaut une entrée en arc et une sortie correspondante placées dans la chute. L’entrée en arc est tangente au profil, de sorte que la coupe commence en douceur au lieu de forcer l’outil contre la paroi finie lors d’un changement de direction. La marque témoin existe toujours, mais elle se retrouve dans la partie qui sera jetée.

Pourquoi une plongée droite laisse une marque témoin

Une plongée soumet la fraise à une charge radiale et axiale soudaine à une seule coordonnée. Sur un profil extérieur fini, cette charge peut faire dévier l’outil, comprimer les fibres du bois, frotter le plastique ou laisser une petite marque d’arrêt pendant que la broche atteint sa charge de coupe. Même si la machine maintient parfaitement sa position, la fraise entre dans la matière par le bord au lieu d’arriver en suivant le parcours de coupe.

La marque est plus prononcée lorsque :

• La fraise descend en rampe pendant qu’elle touche la paroi.
• L’avance programmée est trop lente pour la matière, ce qui crée un arrêt.
• La fraise est émoussée, remplie de copeaux ou trop grosse pour la rigidité de la machine.
• Le profil commence près d’un coin, où deux parois augmentent l’engagement.
• Le sens de coupe change au point d’entrée.
• Le parcours d’outil commence aux mêmes coordonnées visibles sur chaque pièce.

Une plongée droite peut convenir à l’intérieur d’une poche lorsque le point de plongée sera enlevé par une opération ultérieure. C’est un mauvais choix par défaut pour la passe finale d’un profil visible. Percer un trou d’abord ne règle pas le problème si la fraise entre toujours dans la paroi finie au même endroit.

Les entrées en arc changent la géométrie, pas la fraise

Une entrée est une partie de parcours d’outil supplémentaire avant le début du profil. Pour un contour extérieur, le centre de la fraise commence dans la chute environnante, suit un arc, puis rejoint le profil décalé. L’entrée en arc est tangente au profil à cette jonction. La fraise est déjà à l’avance programmée et a atteint un engagement de coupe stable avant de toucher la limite de la pièce.

Cette condition de tangence est importante. Si l’arc rejoint le profil à un angle, l’entrée reste un petit impact directionnel. S’il le rejoint tangentiellement, la direction de l’outil change continuellement pendant la jonction. Dans le logiciel de FAO, vérifiez le parcours du centre de l’outil plutôt que seulement la ligne nominale du dessin. La compensation du rayon de la fraise ainsi que les décalages intérieurs ou extérieurs changent l’endroit où la fraise physique rencontre la matière.

Un bon point de départ pour le bois et les plastiques d’usinage courants est un rayon d’entrée d’environ 0,5 à 1,5 fois le diamètre de la fraise, avec suffisamment de chute environnante pour couvrir tout l’arc. Pour une fraise de 6 mm, cela signifie un rayon d’environ 3 à 9 mm. Les rayons plus petits économisent de l’espace, mais rendent le changement de direction plus serré; les rayons plus grands donnent à la fraise plus de temps pour se stabiliser, mais peuvent rencontrer une caractéristique voisine.

Le rayon n’est pas un réglage universel. Une feuille mince, un portique flexible, une longueur de sortie d’outil importante et un plastique cassant favorisent tous une entrée plus grande et plus douce. Une machine rigide qui coupe un panneau épais peut permettre un rayon plus petit. Si l’arc ne peut pas entrer, modifiez la géométrie de la pièce ou déplacez l’entrée vers une zone de chute plus grande plutôt que de forcer une entrée décorative dans le profil fini.

Pour la plupart des profils fermés, utilisez également une sortie. Elle éloigne la fraise du profil avant que la machine s’arrête ou revienne au point de départ. Sans sortie, la fin du contour peut laisser une deuxième marque témoin même si l’entrée était propre.

Choisissez le mouvement d’entrée selon la matière et la chute

Le bon mouvement d’entrée CNC est celui qui protège la paroi finie sans créer un nouveau problème ailleurs. Voici les choix que nous utilisons lors de la préparation d’une passe de profil finale.

Pour un profil extérieur normal dans du contreplaqué, du bois franc, du panneau MDF ou du plastique d’usinage, nous choisissons l’arc tangentiel à moins que la disposition de la feuille ne laisse aucune place. Une entrée linéaire est le choix de repli lorsque la bande de chute est étroite. Une hélice ou une rampe doit se trouver dans la chute lorsque la matière, le diamètre de l’outil ou la machine ne tolère pas une plongée directe; ce n’est pas automatiquement mieux pour un bord fini.

Le sens de coupe demeure important. Le fraisage en avalant et le fraisage en opposition changent la direction de la force de coupe, l’évacuation des copeaux et l’arrachement du bord. Sur une toupie CNC rigide, le fraisage en avalant donne souvent un bord visible plus propre dans le bois, mais le jeu mécanique ou une installation flexible peut faire tirer la fraise dans la pièce. Gardez l’entrée du même côté du contour que le sens de coupe choisi, puis vérifiez la simulation et faites un test dans une chute.

Dimensionnez l’entrée à partir de la fraise, pas du dessin

Une entrée fait partie de la géométrie de fabrication. Elle doit être dégagée de la pièce finie, des languettes de retenue, des serre-joints, des vis, des ventouses à vide, des pièces voisines et de toute poche qui ne constitue pas une chute. Elle doit également offrir assez de déplacement à la fraise pour atteindre sa vitesse de coupe sans devoir enlever un copeau de pleine largeur à la jonction.

Commencez par le diamètre de la fraise et la chute disponible :

• Utilisez un rayon d’environ 0,5D à 1,5D pour un premier test, où D est le diamètre réel de la fraise.
• Gardez l’arc entièrement dans la chute, y compris le rayon complet de la fraise, et pas seulement l’axe de l’outil.
• Placez l’entrée sur une longue portion droite du profil lorsque c’est possible.
• Gardez l’entrée à au moins un rayon de fraise d’un coin extérieur, et davantage si la matière s’écaille facilement.
• Placez la sortie dans la même zone de chute uniquement si elle ne peut pas chevaucher l’entrée d’une manière qui double l’engagement.
• Si le profil comporte une face visible et une face cachée, placez la jonction sur la face cachée plutôt que de compter sur la finition après usinage.

L’entrée ne compense pas une mauvaise vitesse d’avance ou de rotation. Si la fraise frotte, l’arc ne fait que déplacer les dommages ailleurs. Pour une nouvelle matière, utilisez un panneau de chute de même épaisseur, avec la même fraise, le même maintien de pièce et la même longueur de sortie d’outil. Coupez un bord droit avec une entrée, puis inspectez la jonction sous le même éclairage que celui utilisé pour la pièce finie.

La plupart des défaillances sont visibles dans l’aperçu du parcours d’outil si celui-ci est examiné comme un dessin de fabrication plutôt que comme une ligne verte à l’écran.

Vérifiez le parcours physique de la fraise

Affichez le diamètre de la fraise ou la forme balayée par l’outil si le logiciel de FAO le permet. Confirmez que la fraise, et pas seulement son axe, reste dans la chute pendant l’arc. Vérifiez l’entrée à la profondeur réelle en Z, puisqu’une paroi de poche ou une feuille à gradins peut supprimer un dégagement présent dans la vue de dessus.

Vérifiez la transition d’avance

L’outil doit commencer à se déplacer en XY avant de toucher la paroi finie. Évitez une pause d’avance ou une réduction programmée directement au point de tangence, sauf si le contrôleur l’exige. Si une rampe est utilisée, confirmez que la fraise atteint la profondeur voulue avant le début du profil final, ou que la charge axiale restante convient à la matière.

Vérifiez la fin du contour

Une sortie empêche la fraise de s’arrêter sur la paroi finie, mais elle peut créer une entaille si elle revient au-dessus de la pièce. Gardez la sortie dans la chute et assurez-vous que le prochain déplacement rapide ne se produit qu’après que l’outil a dégagé la matière en Z ou en XY.

Vérifiez séparément les petites caractéristiques

Une entrée qui fonctionne sur une courbe extérieure de 100 mm peut être impossible sur une languette de 12 mm ou une fente étroite. Ne réduisez pas le même arc pour chaque caractéristique. Pour les petits profils intérieurs, une rampe dans une zone qui sera enlevée, un trou percé d’avance ou une extension sacrificielle peut être plus fiable qu’un arc qui modifie la dimension prévue.

Une marque témoin dans la chute est acceptable. Une marque témoin sur la pièce signifie que la limite de la chute a été dessinée trop près, que le parcours d’outil a été mal décalé ou que l’entrée n’est pas réellement restée tangente.

Lorsqu’une disposition n’a pas de chute, ajoutez une géométrie sacrificielle prévue à cet effet si la conception le permet. Une forme en os de chien ou une petite languette d’entrée peut déplacer la marque hors de la limite finale, mais elle modifie le nettoyage et peut avoir une incidence sur l’ajustement.

Pour un bord visible sans espace pour une entrée, gardez la section droite la plus propre pour l’entrée et réservez le coin à une finition manuelle ultérieure uniquement si la conception le permet. Ne placez pas l’entrée dans un coin intérieur serré. La fraise doit déjà composer avec un engagement variable à cet endroit, et la charge supplémentaire de la plongée rend généralement le défaut plus visible.

Une fraise plus petite peut créer de l’espace pour un arc plus petit, mais ce compromis n’est pas gratuit. Il peut exiger davantage de passes, une avance réduite, un meilleur contrôle de la déviation ou un temps d’usinage plus long. Acheter une fraise plus petite n’est pas la première solution pour une disposition qui n’a pas réservé de chute. Déplacez l’entrée, ajoutez une géométrie sacrificielle ou modifiez l’imbrication d’abord.

Questions fréquentes

Une entrée élimine-t-elle complètement la marque témoin?

Non. Elle déplace la marque témoin dans la chute et réduit la charge brusque sur la paroi finie. L’entrée peut tout de même laisser une marque visible dans la chute, et le profil peut encore présenter un défaut si la fraise est émoussée, si le parcours d’outil n’est pas tangent ou si la machine dévie.

Quelle doit être la longueur d’une entrée CNC?

Dimensionnez-la à partir du diamètre de la fraise et de la chute disponible. Un rayon d’arc initial d’environ 0,5D à 1,5D convient à de nombreuses coupes de profils dans le bois et le plastique, mais la matière, la longueur de sortie d’outil, la rigidité de la machine et la forme du contour peuvent déplacer cette plage. Confirmez le résultat dans une chute avec la fraise et l’épaisseur réelles.

La sortie devrait-elle correspondre à l’entrée?

Habituellement, oui, si le profil est fermé et s’il y a suffisamment de chute. Une sortie tangentielle correspondante empêche la fraise de s’arrêter sur la paroi. Elle n’a pas à avoir le même rayon lorsque l’espace est limité, pourvu que la sortie reste dans la chute et libère le mouvement suivant.

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