Usinage : quels sont les matériaux les plus utilisés ?

L’usinage de précision est un processus de fabrication de pièces mécaniques complexes utilisées dans divers secteurs – aérospatial, médical, horlogerie, automobile, etc. -. En raison de la diversité des champs d’application, les différents ateliers d’usinage s’appuient sur une variété de matériaux pour concevoir les pièces.

Chaque matériau utilisé dans le cadre de l’usinage de précision a des propriétés uniques qui le distinguent des autres. Voici les principaux matériaux utilisés pour la fabrication des pièces mécaniques.

Les métaux ferreux

La grande famille des métaux ferreux jouit d’une bonne réputation en mécanique de précision. Elle regroupe l’acier au carbone, l’acier inoxydable et les alliages d’aluminium.

L’acier au carbone

C’est un type d’acier composé de deux matières comme principaux éléments d’alliage : le fer et le carbone. En raison de ses propriétés mécaniques singulières – résistance, polyvalence et facilité de transformation -, l’acier au carbone est utilisé dans de nombreuses applications industrielles.

Par exemple, dans le secteur de l’automobile, ce matériau sert à fabriquer les châssis et des composants de moteurs. Il est également utilisé dans le BTP et permet de fabriquer des structures en acier comme les poutres et les colonnes.

L’acier inoxydable

Également connu sous le nom d’acier inox, l’acier inoxydable se distingue par sa forte proportion en chrome (Cr). Ce matériau est très prisé surtout en raison de sa résistance à la corrosion dans les environnements agressifs. Il est aussi apprécié pour sa solidité, sa ductilité et sa facilité de soudage.

Dans les ateliers d’usinage, l’acier inox est utilisé pour fabriquer des pièces mécaniques destinées à l’industrie chimique, alimentaire, médicale, automobile, pétrolière, etc. Il est également présent dans les équipements de cuisine, les réservoirs de stockage ainsi que dans les outils chirurgicaux.

Les alliages d’aluminium

Les alliages d’aluminium sont un mélange d’aluminium et d’autres matériaux comme le cuivre, le silicium, le zinc, etc. Cette association permet d’obtenir une nouvelle matière première plus résistante à la corrosion et plus facile à traiter.

Les alliages d’aluminium sont utilisés dans la construction aéronautique, dans l’industrie automobile… Ils permettent de fabriquer des emballages, des meubles, des appareils électroniques et des composants légers des avions.

Les métaux non ferreux

Les métaux non ferreux sont les matériaux qui ne contiennent pas du fer ou en contiennent peu dans leur composition. Voici quelques exemples de métaux non ferreux.

Les alliages de cuivre

Les alliages de cuivre désignent les matériaux obtenus après un mélange du cuivre et d’autres éléments comme le laiton, le bronze… Les alliages de cuivre sont largement utilisés en raison de leur excellente conductivité électrique et thermique.

Leur résistance à la corrosion, leur malléabilité et leur facilité de soudage ont fait d’eux des matériaux de premier choix dans de nombreuses applications industrielles. Ils servent notamment à concevoir des appareils électroménagers et des composants dans l’industrie de l’automobile et de l’aéronautique.

Les alliages de titane

Le titane est un métal léger obtenu après mélange de celui-ci avec d’autres matériaux tels que l’aluminium, le vanadium, l’étain et le niobium. Le titane est réputé pour son excellente résistance à la corrosion, sa bonne conductivité et sa légèreté.

Les alliages de titane sont couramment utilisés pour fabriquer des pièces dans l’automobile, l’architecture et dans l’industrie pétrolière et gazière. Ils servent également à usiner des équipements sportifs.

Les alliages de magnésium

Les alliages de magnésium sont un mélange savamment dosé entre le magnésium et d’autres éléments comme l’aluminium, le zinc et le zirconium. Ils se caractérisent aussi par leur légèreté et leur excellente résistance mécanique.

Les alliages de magnésium servent à forger des pièces automobiles, les boîtiers électroniques, les équipements sportifs et médicaux.

Les matériaux composites

Les matériaux composites sont des matières aux propriétés améliorées fabriqués à partir de la combinaison de deux ou plusieurs composants de nature différente. Ils offrent une multitude d’avantages comme une excellente ténacité à la corrosion, une faible conductivité thermique et électrique, une grande capacité d’absorption des vibrations…

Les éléments de base de la plupart des matériaux composites sont la matrice ou résine – résine lorsque la matrice est de matière organique – et les renforts.

La matrice

C’est le composant principal des matériaux composites. C’est elle qui entoure et maintient ensemble les renforts. Toute la robustesse structurale globale du composite repose sur elle. Elle affiche des propriétés comme la résistance chimique, la résistance à la corrosion et l’isolation électrique.

La matrice se décline sous trois formes :

• Les CMO (composites à matrice organique)

Ils sont très répandus et se retrouvent notamment dans les thermoplastiques et les thermodurcissables.

• Les CMC (composites à matrice céramique)

Il s’agit de l’aluminium, du titane ou du magnésium.

• Les CMM (composites à matrice métallique)

Ils concernent le carbone ou le carbure de silicium.

Les renforts

Ce sont des éléments ajoutés à la matrice pour améliorer les propriétés spécifiques du matériau composite. Les renforts les plus utilisés pour créer des matériaux composites sont les fibres (de carbone, de verre, d’aramide).

En raison de leurs propriétés uniques, les matériaux composites sont usinés pour servir dans l’automobile, la construction, l’industrie navale…

Les plastiques

La mécanique de précision utilise également des matériaux en plastique pour confectionner des pièces uniques prêtes à servir dans divers domaines. Les plastiques sont très prisés pour leur polyvalence, leur légèreté et leur facilité de fabrication.

Les matériaux en plastiques sont fabriqués à partir de diverses matières premières organiques et végétales. Les plus connus et les plus utilisés dans l’usinage sont le PVC et le polypropylène.

Le PVC

Abréviation de polychlorure de vinyle, le PVC est un type de plastique réputé pour sa durabilité et son coût de production très abordable. Ce matériau résiste bien aux produits chimiques, ce qui le rend important dans la conception de tuyaux et des revêtements.

Selon les besoins, le PVC peut être formulé pour être rigide ou flexible. De plus, il affiche une excellente propriété d’isolation électrique, ce qui le rend particulièrement utile dans l’automobile, l’industrie médicale, l’électronique.

Le polypropylène

C’est un modèle de plastique apprécié pour ses qualités physiques et chimiques. Il est conçu à partir de la polymérisation du propylène, un dérivé du pétrole brut ou du gaz naturel.

Le polypropylène est populaire dans les ateliers d’usinage parce qu’il est facilement recyclable, résistant à l’humidité et à la chaleur. L’automobile, l’électronique, les produits ménagers, les dispositifs médicaux font partie des champs d’application dans lesquels il est utilisé.

Alexandre Hounkpevi

Rédacteur web depuis de nombreuses années,
Je suis avant tout un passionné du monde de l’entreprenariat.
Je dispose de bonnes connaissances SEO, et mets mes compétences rédactionnelles au service de sujets
B2B d’actualité et pertinents.