Finition de surface pour l’usinage CNC

Une pièce usinée peut être commandée sans finition ou avec l'une des huit finitions : anodisation, sablage, polissage, bleuissage, zingage, chromage, nickelage et peinture RAL. Quatre d'entre elles modifient les dimensions de la pièce entre 2,5 et 100 microns, il est donc préférable de choisir la finition avant de définir les tolérances, et non après.

Dans ce guide, nous expliquons ce que chaque finition apporte en usinage CNC de pièces sur mesure, sur quel métal elle s'applique, comment elle modifie les cotes et comment la commander pour qu'un filetage ou un logement de roulement conserve son ajustement. Si vous préférez voir les photos, sur la page de finitions pour pièces usinées, vous trouverez les huit échantillons de l'atelier.

Qu'est-ce qu'une finition de surface et à quoi elle sert ?

À la sortie de la fraiseuse ou du tour, la pièce conserve les marques fines de l'outil : une rugosité comprise entre 0,8 et 3,2 µm Ra selon l'opération, parfaitement valable pour la plupart des pièces fonctionnelles. La finition est l'opération postérieure qui modifie cette surface, et elle est réalisée pour trois raisons :

• Protéger. L'aluminium et l'acier carbone s'oxydent. L'anodisation, le zingage, le bleuissage et le nickelage forment une couche qui retarde la corrosion.
• Donner un aspect. Le sablage uniformise la teinte et efface les marques d'usinage ; le polissage donne du brillant ; la peinture et l'anodisation apportent la couleur.
• Ajouter une fonction. L'anodisation dure et le chromage durcissent la surface contre l'usure ; le nickelage comble les trous et les arêtes de manière uniforme et sert de base pour d'autres revêtements.

Ce que aucune finition ne fait, c'est corriger une erreur d'usinage : un paroi fine qui a vibré ou un rayon mal conçu apparaissent identiques après anodisation.

Les huit finitions : matériau, épaisseur et utilité de chacune

Le tableau résume ce que nous appliquons aux pièces usinées. Les cotes sont indicatives et sont confirmées dans le devis ; le signe indique si la finition ajoute du matériau (+) ou en enlève (−).

Quel finition choisir selon le matériau ?

Aluminium

L'aluminium usiné est anodisé. C'est un procédé électrochimique qui transforme la propre surface en oxyde d'aluminium : ce n'est pas une couche collée, donc il ne s'écaille pas. Accepte les couleurs (noir, naturel, rouge, bleu…) et, si on sablage d'abord, le résultat est mat et uniforme. Si vous voulez en savoir plus, vous avez un article sur comment on anodise l'aluminium usiné.

Acier au carbone

Il s'oxyde en quelques semaines s'il est laissé nu. Pour un usage général, zingage ; pour les outils, guides et pièces de machine où la cote ne peut pas changer, bleuissement ; pour l'usure ou le brillant, chromage ou nickelage.

Acier inoxydable

Aucune protection n'est requise. La finition est demandée sans traitement, sablage pour un aspect mat uniforme ou polissage lorsque la pièce est visible ou doit être nettoyée soigneusement (alimentation, laboratoire).

Laiton et cuivre

Polissage pour les pièces décoratives ou de contact électrique ; nickelé quand il faut éviter que le laiton s'assombrisse avec le temps.

Plastiques techniques

Le POM, le nylon ou le polycarbonate sont livrés sans finition ou peints. Le polissage est possible en polycarbonate et en plexiglas quand on cherche la transparence.

Comment l'état de finition influence-t-il les tolérances et les filetages ?

C'est la question qui évite le plus de problèmes. Un anodisation conventionnelle forme une couche de 5 à 25 µm qui pousse d'environ la moitié vers l'extérieur et la moitié vers l'intérieur du métal : chaque face gagne entre 2,5 et 12,5 µm et un diamètre, le double. Un arbre s'engraisse et un perçage se rétrécit. L'anodisation dure forme des couches de 25 à 75 µm et modifie beaucoup plus les cotes.

La tolérance générale que nous appliquons si vous ne précisez rien, ISO 2768-f, est de ±0,1 mm sur une cote de 25 mm, donc dans la plupart des pièces, la finition rentre dans les tolérances. Le problème apparaît sur les ajustements : un logement H7 de 25 mm a une marge totale de 21 µm, et une anodisation peut la consommer entièrement. Trois solutions pour résoudre cela :

1. Usiner avec la cote corrigée : on usine le perçage quelques microns plus grand et on anodise à la mesure. C'est ce que nous faisons par défaut lorsque le plan indique l'ajustement.
2. Masquer : la zone de l'ajustement ou le filetage est recouverte et reste non recouverte. Cela est indiqué sur le plan PDF.
3. Fileter ensuite : sur les pièces peintes, le filetage est repris après la finition.

Avec la peinture RAL, il n'y a pas de doute : 40 à 100 µm ne rentrent dans aucun filetage ni aucun ajustement, donc les filetages et les faces d'appui sont toujours masqués. Si votre pièce possède des ajustements, calculez la marge avec la calculatrice de tolérances ISO 286 et lisez la fiche de tolérances en pièces usinées.

Combien un état de finition ajoute-t-il au délai et au prix ?

L'usinage sort de l'atelier à partir de 8 jours ouvrables. La plupart des finitions sont réalisées dans des entreprises spécialisées de la zone et ajoutent plusieurs jours, qui sont déjà inclus dans la date du devis. Le sablage et le bleuissage sont les plus rapides ; l'anodisation colorée, le chromage et la peinture RAL sont ceux qui demandent le plus de délai.

En prix, la finition se facture par lot et non par pièce, donc son poids relatif baisse beaucoup sur une série courte : anodiser une pièce coûte proportionnellement plus que d'anodiser vingt. Et la combinaison sablage + anodisation, qui est celle qui donne le meilleur résultat sur l'aluminium visible, sont deux opérations et deux prix.

Comment commander la finition sans surprises

1. Téléversez le STEP sur la plateforme, choisissez le matériau et sélectionnez la finition dans le menu déroulant de la pièce.
2. S'il s'agit de peinture ou d'anodisation colorée, indiquez la référence RAL ou la couleur dans le champ des commentaires. L'image de l'écran est indicative.
3. Cochez sur un PDF les filetages, les ajustements et les faces d'appui qui doivent rester non recouverts.
4. Si une cote doit être respectée après la finition, précisez-le sur le plan : l'ingénieur corrigera la cote d'usinage.
5. Pour une pièce visible, demandez une unité d'échantillon avant la série. C'est moins cher que de refaire vingt.

Toute question sur la compatibilité est résolue par l'ingénieur qui examine chaque commande : si vous demandez du chromage sur aluminium ou de l'anodisation sur acier, il vous proposera l'alternative qui fonctionne avant la fabrication.

Foire aux questions sur les finitions en usinage CNC