Fraisage aluminium — paramètres, outils et stratégies CNC
L'aluminium est la matière la plus fraisée en atelier CNC — mais mal paramétré, il donne des surfaces ternes, des arêtes rechargées et des copeaux dans les flûtes. Ce guide couvre les paramètres par diamètre outil, les 4 stratégies clés (concordance, entrée rampe, finition légère, arrosage), un exemple complet 7075 et les 5 causes de mauvaise surface.
Fraisage aluminium — Vc 300–600 m/min, fraise 3 dents, carbure non revêtu
Pour l'aluminium 6082/7075 : Vc 300–600 m/min, fraise carbure 3 dents non revêtu (ou ZrN/DLC). Ø12 mm → N 9 300–14 600 tr/min, fz = 0,07–0,12 mm, Vf = 1 900–5 250 mm/min. Jamais TiN ni TiAlN sur alu — affinité chimique → BUE systématique.
Règles : fraisage en concordance uniquement. Entrée en rampe 2–5° ou hélicoïdale — jamais plongée directe (zone morte fraise 3 dents). Sur 7075 et poches profondes : émulsion 8% ou MQL obligatoire pour évacuer les copeaux.
Usinabilité par série d'alliage
| Série | Rm (MPa) | Usinabilité | Notes |
|---|---|---|---|
| 1xxx (1050, 1070) | 60–130 MPa | ★★★★★ | Très mou et adhésif — tendency BUE forte. Rare en usinage de précision. |
| 2xxx (2011, 2017A, 2024) | 370–480 MPa | ★★★★★ | Excellente usinabilité — 2011 est le plus facile. Copeaux courts, surface brillante. |
| 5xxx (5083, 5754) | 250–350 MPa | ★★★★☆ | Bonne usinabilité. Durcissement écrouissage modéré. Copeaux plus longs que 2xxx. |
| 6xxx (6061, 6082) | 260–350 MPa | ★★★★★ | Excellente usinabilité. Série la plus courante en fraisage — référence universelle. |
| 7xxx (7050, 7075) | 450–560 MPa | ★★★★☆ | Très haute résistance. Usinabilité très bonne mais copeaux plus longs. Contrôler les contraintes résiduelles (aéro). |
Paramètres de coupe — fraises carbure 3 dents (Vc 300–550 m/min)
| Ø fraise | Dents | Vc (m/min) | N (tr/min) | fz (mm) | Vf (mm/min) |
|---|---|---|---|---|---|
| Ø 6 mm | 3 | 300–450 | 16 000–24 000 | 0,04–0,07 | 1 900–5 000 |
| Ø 8 mm | 3 | 300–450 | 12 000–18 000 | 0,05–0,09 | 1 800–4 800 |
| Ø 10 mm | 3 | 300–500 | 9 500–16 000 | 0,06–0,10 | 1 700–4 800 |
| Ø 12 mm | 3 | 350–550 | 9 300–14 600 | 0,07–0,12 | 1 900–5 250 |
| Ø 16 mm | 3 | 350–550 | 7 000–11 000 | 0,08–0,14 | 1 700–4 600 |
| Ø 20 mm | 3 | 400–600 | 6 400–9 500 | 0,10–0,16 | 1 900–4 600 |
Fraise carbure non revêtu ou ZrN/DLC. Ébauche : ae = 40–70% D, ap = 1–3×D. Finition : ae = 5–15% D. Arrosage émulsion ou MQL.
4 stratégies clés pour l'aluminium
Concordance (climb milling) — toujours en aluminium
La fraise taille en entrant avec le copeau épais (favorable) et sort avec copeau mince. Moins de frottement, meilleur état de surface, arête moins sollicitée.
⚠ vs conventionnel : Le conventionnel génère de la chaleur par frottement en début de coupe — BUE accéléré en alu.
Entrée en rampe ou hélicoïdale (pas de plongée directe)
La plongée directe Z sur fraise 3 dents crée une zone morte en centre — copeau mal évacué. Rampe 2–5° ou entrée hélicoïdale propre.
⚠ vs conventionnel : Plongée directe = fond de poche dégradé, risque de casse sur fraise sans centre coupant.
Engagement ae réduit en finition (10–20% D)
Passe de finition légère : ae 1–2 mm pour Ø10 → meilleur état de surface, moins de déflexion. Augmenter Vc et fz pour compenser la productivité.
⚠ vs conventionnel : Finition à ae large = ondulations de surface et traces de passes.
Arrosage abondant ou MQL (pas sec sur 7xxx)
L'alu adhère facilement sur carbure à chaud. Arrosage abondant ou brouillard huile (MQL) évite le rechargement sur les flûtes.
⚠ vs conventionnel : Usinage sec possible sur 6061 à Vc très élevée (évacuation par chaleur) mais risqué sur 7075.
Exemple complet — poche 7075-T6, fraise Ø12 carbure
/* Exemple — Fraisage poche 7075-T6, fraise Ø12 mm 3 dents */
Matière : 7075-T6 (Rm 560 MPa)
Fraise : Ø12 — 3 dents — carbure non revêtu poli miroir
(pas de TiN sur alu — adhérence)
Opération: Ébauche poche 80×60×20 mm
Vc = 500 m/min
N = (500 × 1000) / (π × 12) = 13 263 tr/min → arrondi 13 000
fz = 0,10 mm/dent
Vf = 0,10 × 3 × 13 000 = 3 900 mm/min
ap = 18 mm (quasi pleine profondeur — fraise rigide, poche courte)
ae = 7 mm (58% D — ébauche)
Lubrification : émulsion 8% ou MQL
Finition contour :
ae = 1,2 mm
fz = 0,08 mm/dent
Vc = 550 m/min → N ≈ 14 600 tr/min
Vf = 0,08 × 3 × 14 600 = 3 500 mm/min5 causes de mauvaise surface en aluminium
BUE (arête rapportée) — surface terne et irrégulière
✓ Augmenter Vc (> 300 m/min). Fraise non revêtée ou revêtement DLC/ZrN. Arrosage abondant. Jamais TiN sur alu.
Rechargement de copeaux dans les flûtes
✓ Fraise 2–3 dents (large flûte). Arrosage haute pression. Réduire ap ou ae. Air soufflé complémentaire.
Vibrations (flexion outil)
✓ Réduire LHC/D < 4. Augmenter ae pour diminuer la déflexion latérale. Serrage porte-fraise rigide (frette hydraulique).
Rayures d'entrée/sortie (marques de passes)
✓ Finition en concordance. Entrée/sortie en arc tangentiel. Pas de dégagement Z en plein matière.
Arête outil émoussée ou endommagée
✓ L'alu use peu les outils — vérifier si outil n'est pas rechargé de matière (BUL). Nettoyer à l'acétone ou remplacer si arête abîmée.
Fiche 7075
Propriétés, paramètres et cas atelier 7075-T6
Calculateur Vc → N
Calculer N pour vos fraises alu
Usinage grande vitesse (UGV)
Pousser l'alu à Vc 600–1000 m/min
Mémo Atelier CNC — Paramètres de coupe par matière
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Questions fréquentes
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