Qu'est-ce que la FAO : de la conception à la fabrication

La FAO ou fabrication assistée par ordinateur a inauguré le 2^nd La révolution industrielle a été menée en poussant l'automatisation à son apogée. L'utilisation des ordinateurs dans la fabrication permet une production de masse, une uniformité des produits et un usinage de précision tout en minimisant le gaspillage et les erreurs humaines.

Introduction à la fabrication assistée par ordinateur :

La fabrication assistée par ordinateur (FAO) permet l'intégration de systèmes informatiques dans la fabrication de produits, que ce soit par fabrication additive ou soustractive. L'application la plus courante est dans les machines CNC et l'impression 3D. Nous en parlerons plus en détail dans cet article.

Définition de CAM

La FAO consiste essentiellement à utiliser des ordinateurs et des logiciels pour faciliter le processus de fabrication. Alors que traditionnellement, toute la fabrication dépendait d'un ensemble de techniciens et d'ingénieurs qualifiés, un ordinateur fait désormais tout : la conception, la validation, les codes G et la fabrication. Tout est une question d'automatisation.

Bref historique de la médecine complémentaire et alternative

Après la Seconde Guerre mondiale, le besoin d'automatisation s'est fait sentir dans différents cercles de l'industrie manufacturière. L'US Air Force a financé John T Parsons pour construire la première machine à commande numérique (NC). De même, Boeing a adopté le processus de FAO pour ses applications d'usinage de précision. Renault a été le premier à adopter le processus de FAO dans l'industrie automobile.

Que signifie CAM ?

La FAO signifie Fabrication Assistée par Ordinateur. Grâce à la FAO, de plus en plus d'industries peuvent automatiser le processus de fabrication et augmenter considérablement l'efficacité et la précision de la production.

Qu'est-ce que la FAO en ingénierie ?

Les ingénieurs ont tiré le meilleur parti de la FAO dans la conception, les tests, la validation et la fabrication des modèles les plus complexes. Depuis, elle a minimisé les efforts de travail manuel et le gaspillage. Ils n'ont à fournir qu'un seul effort pour créer un prototype et une fois celui-ci approuvé, le même produit peut être reproduit encore et encore avec le même ensemble de commandes qui ont été données dans la programmation FAO. Ainsi, la fabrication a considérablement simplifié.

A quoi sert la CAM ?

Les applications de la FAO sont très nombreuses. Au début, la FAO était destinée à être utilisée uniquement dans les industries haut de gamme comme l'aérospatiale, la défense ou les aubes de turbine de précision. Mais, aujourd'hui, elle est si courante que même les applications de bricolage comme les ateliers de garage peuvent trouver un lien avec la FAO. Explorons-la davantage !

Quel est un exemple de CAM ?

Je vais citer l'exemple le plus courant ici. Les tours CNC utilisent le processus FAO pour l'usinage de précision et l'application de découpe CNC afin d'améliorer l'évolutivité et la cohérence du produit. Contrairement aux tours traditionnels, les tours CNC ont juste besoin d'une conception assistée par ordinateur (CAO), validée par l'ingénierie assistée par ordinateur (IAO), téléchargée dans un logiciel de FAO et traduite en langage G-Code. C'est tout ! Ils peuvent produire en masse le même article encore et encore avec le même ensemble de commandes. Ils n'ont pas besoin d'ajustements répétés, comme c'était le cas avec les tours traditionnels.

Veuillez visiter le lien YouTube pour vérifier l'impact de la FAO sur l'usinage :

Quels sont les coûts de la CAM ?

Certains non-techniciens pensent que la FAO est coûteuse. Mais si l'on considère les choses sous tous les angles, la FAO est en fait beaucoup plus rentable. Elle permet d'économiser de l'argent, du matériel et surtout du temps. Les coûts d'investissement comme les machines CNC et les logiciels de CAO ou de FAO sont certes élevés, mais ils seront rentables à long terme.

Comment fonctionne la CAM

Le processus de FAO comporte un ensemble presque fixe d'étapes ou de flux de travail utilisés dans la fabrication. Il implique l'utilisation de CAO, d'IAO, de programmeurs, de techniciens CNC, de logiciels de FAO et de machines CNC. Le flux de travail est décrit brièvement ci-dessous :

Le flux de travail de la CAO à la FAO

Création de conception en CAO

La première et la plus importante étape du processus de FAO est la génération d'un modèle CAO. Un modèle 3D est dessiné dans un logiciel courant comme AutoCAD, SolidWorks ou Fusion 360. Il est ensuite validé à l'aide d'un logiciel CAE intégré ou de programmes spécialisés comme Abaqus ou Ansys.

Génération de parcours d'outil

Une fois la CAO prête, elle est entrée dans le logiciel de FAO, où il génère le parcours d'outil à l'aide d'un ensemble d'instructions prédéfini.

Production de codes pour machines CNC

Jusqu'à présent, nous pouvons comprendre tout ce qui concerne une CAO spécifique. Mais notre machine doit également le comprendre. Pour cela, il est possible d'utiliser le langage machine, c'est-à-dire les codes G. Ces codes G sont introduits dans la machine CNC.

Intégration du logiciel FAO avec d'autres systèmes (IAO, CNC, etc.)

Il existe des extensions qui permettent d'intégrer le logiciel de FAO à la CAE, à la CNC et au PLM. Les logiciels comme Fusion 360 disposent à la fois de fonctions de CAO et de FAO, de sorte que la conception qu'ils utilisent n'a pas besoin d'être exportée séparément vers la FAO.

Quel est le rôle du programmeur FAO dans la fabrication ?

Le rôle du programmeur FAO est essentiel dans le sens où il doit s'assurer que la CAO passe par les étapes appropriées pour aboutir au produit final. Elle doit passer du dessin initial au programme CNC.

Avantages de la fabrication assistée par ordinateur

La FAO suscite de plus en plus d'intérêt dans presque tous les secteurs de l'industrie manufacturière en raison de ses énormes avantages. De plus, dans l'environnement concurrentiel actuel, il est difficile de fabriquer un produit compétitif sans FAO. Voyons les avantages :

• Efficacité de production:Les interventions humaines étant minimisées, l’efficacité de la production est améliorée.
• Gaspillage minimal de matériaux:L’erreur humaine étant minime, le gaspillage de matériaux est également minime.
• Précision et cohérence:Dès que le prototype devient réussi, toutes les productions successives sont réalisées sur le même modèle, garantissant ainsi précision et cohérence.
• Moins de temps de production :Grâce à la possibilité de produire en masse, les délais de production sont considérablement réduits.
• Réduction des coûts:Comme le gaspillage est minimisé et que l’évolutivité peut être obtenue, les coûts diminuent.

Processus et capacités de la FAO

Les processus de FAO peuvent être utilisés dans la fabrication additive et soustractive à condition que les machines soient capables de lire les détails de la FAO. Comme indiqué ci-dessus, un programmeur CNC traite le fichier CAO en plusieurs étapes, puis alimente les données dans la machine CNC.

FAO dans l'usinage CNC

Il s'agit d'une forme de fabrication soustractive, où la matière est retirée d'une pièce brute solide ou d'un filet de moulage proche de la forme pour obtenir une forme précise selon le fichier CAO.

FAO dans la fabrication additive (impression 3D)

Dans l'impression 3D, des couches de matériau sont ajoutées sur un substrat selon le motif guidé par la CAO pour obtenir un véritable objet 3D.

Découpe plasma, laser et jet d'eau

Bien que la découpe au plasma, au laser ou au jet d'eau puisse être utilisée sur de nombreux matériaux, elle est la plus courante dans le domaine de la tôle. Par exemple, un laser activé peut se déplacer sur une trajectoire guidée sur la tôle et graver les zones qui se trouvent en dessous.

Usinage par électroérosion (EDM)

Cette méthode est utilisée pour les matériaux conducteurs. Une haute tension est appliquée sur la cible, ce qui force le retrait du matériau.

Applications de la FAO dans tous les secteurs

Grâce à l'intégration des dernières avancées technologiques, la FAO est devenue beaucoup plus rentable et précise dans la fabrication. Elle devient partie intégrante de la fabrication dans divers secteurs.

• Industrie aérospaciale

Les pièces critiques de haute précision des avions, des fusées, des navettes, des engins spatiaux et des équipements de défense sont fabriquées à l'aide de la FAO avec une précision d'un millième de pouce. L'industrie aérospatiale est pionnière dans l'utilisation de la FAO dans la fabrication.

• Industrie automobile

Des millions d'unités d'un même composant, comme un bloc moteur, sont fabriquées encore et encore avec la même conception à l'aide de la FAO. Cela aide les constructeurs automobiles à garantir la cohérence de la qualité de leurs produits.

• Sciences médicales et de la vie

Les prothèses et les implants médicaux sont fabriqués avec une précision exceptionnelle et un risque minimal grâce à la FAO.

• Industrie du pétrole et du gaz

Différents types de composants haute pression de systèmes de tuyauterie tels que des vannes, des manomètres, etc. sont fabriqués de manière transparente et cohérente grâce à l'utilisation de la FAO.

• Production de biens de consommation

Grâce aux progrès technologiques, le coût de la FAO a été réduit à des niveaux tels que même les jouets, les pièces de décoration et les équipements d’exercice sont fabriqués avec des machines CNC et l’impression 3D.

Outils logiciels de FAO populaires

La plupart des développeurs de logiciels de CAO ont développé au moins un logiciel de FAO compatible. Par exemple, il existe une bonne compatibilité entre SolidWorks et SolidCAM. Un autre exemple est Fusion 360 développé par AutoDesk qui propose à la fois des logiciels de CAO et de FAO.

Présentation des principaux logiciels de FAO

Le tableau ci-dessous met en évidence les fonctionnalités de divers logiciels de FAO :

Caractéristiques à rechercher dans les outils de FAO

Un fabricant qui utilise la FAO doit rechercher la fonctionnalité suivante :

1. Facilité d’utilisation
2. Autorisation d'importation de divers formats de fichiers
3. Compatibilité avec le logiciel de CAO
4. Compatibilité avec le système CNC
5. Facilité de programmation CAM
6. Rentabilité

Défis dans la mise en œuvre de la CAM

Dans l'ensemble, la FAO a constitué une excellente avancée dans la fabrication moderne, mais elle présente néanmoins quelques défis et limites. Si ces défis peuvent être atténués, la fabrication peut devenir beaucoup plus facile et rentable pour de nombreuses industries de haute technologie. Le tableau ci-dessous donne également un bref aperçu de ces défis.

Coûts d’investissement initiaux élevés

Les systèmes de FAO ont un coût d'investissement relativement élevé en termes d'équipement, d'installation et de mise en œuvre du processus de FAO. Mais si l'on considère ces éléments dans une perspective à long terme, la FAO permet d'économiser beaucoup. Elle est réellement rentable

Besoin d'opérateurs qualifiés

Contrairement aux machinistes de la vieille école, le processus FAO nécessite des programmeurs FAO. Ces techniciens doivent être suffisamment formés pour réaliser des conceptions en CAO, lire les fichiers CAO, puis les exporter vers le logiciel de FAO où ils sont convertis en codes G.

Pannes technologiques potentielles

Comme pour de nombreux autres systèmes, le système FAO peut présenter des dysfonctionnements en raison d'erreurs de conception CAO ou de commandes incorrectes sur les machines CNC. Certains problèmes d'alignement peuvent également survenir.

Maintenance et entretien des systèmes CAM

Les machines compatibles CAM sont très avancées. Elles doivent être soigneusement inspectées et entretenues conformément au manuel d'utilisation du fabricant.

Tuofa China Expertise CNC en FAO

Chez Toufa China, nous disposons des machines CNC compatibles CAM les plus avancées pour nos précieux clients. Notre usinage de haute précision et notre fabrication additive répondent et dépassent même la demande des clients. Veuillez jeter un œil aux caractéristiques importantes de notre installation :

• Fabrication d'outils et de matrices
• Fraisage à grande vitesse
• Solutions de fabrication additive
• Services d'usinage personnalisés pour diverses industries

Stratégies avancées de parcours d'outils en FAO

Notre équipe hautement motivée et expérimentée apporte une stratégie transparente pour les parcours d'outils en FAO.

Conclusion

La FAO a évolué depuis son invention après la Seconde Guerre mondiale. Aujourd'hui, son efficacité a dépassé de nombreux niveaux. Elle facilite grandement la fabrication, en particulier lorsque des conceptions critiques, très précises et complexes sont impliquées. De plus, elle est beaucoup plus rentable en termes de dépenses d'exploitation. Elle comporte certaines limites. Mais si elles sont mises en balance avec ses avantages, ces limites seront éclipsées. En bref, la FAO est un excellent choix pour les industries de fabrication de haute technologie.

Questions fréquemment posées sur la CAM

Quelle est la différence entre les logiciels de CAO et de FAO ?

Un logiciel de CAO permet de dessiner un modèle en 2D ou en 3D. Un logiciel de FAO permet de traiter les fichiers du logiciel de CAO dans un langage lisible par machine. Les fichiers de CAO sont importés dans un logiciel de FAO.

Comment la FAO améliore-t-elle l’efficacité de la fabrication ?

La FAO réduit le temps de fabrication, maintient la cohérence de la qualité, minimise le gaspillage et usine des conceptions complexes avec précision.

La FAO est-elle difficile à apprendre ?

Il n'est pas difficile d'apprendre à utiliser la FAO pour une personne qui maîtrise l'informatique et qui a des connaissances en CAO. Il existe des cours de certification spécifiques pour apprendre la FAO.

Les certifications CAM valent-elles la peine d’être poursuivies ?

Les certifications aident beaucoup à apprendre et également à obtenir un bon emploi dans le secteur de la FAO.

Quel est l’impact de la FAO sur la productivité et les coûts ?

La FAO permet de réduire considérablement les coûts en minimisant les pertes et en réduisant les délais. Elle permet de réduire les coûts de manière idéale lorsque les conceptions sont complexes et qu'une production en série est nécessaire.