Dans le domaine de la fabrication de précision, le choix des matériaux influe directement sur les performances des produits et les coûts de production. Cet article compare en détail les différences de coûts entre l'aluminium (y compris les pièces tournées et les pièces usinées sur fraiseuse CNC ) et l'alliage de titane pour l'usinage CNC destiné aux équipementiers, en abordant des aspects tels que les propriétés des matériaux, les difficultés de mise en œuvre et les applications industrielles. Il analyse également comment optimiser ce choix en fonction des exigences.
Service à guichet unique, usine professionnelle de moulage par injection de plastique.
Comparaison des coûts d'usinage CNC de l'aluminium 7075 et du titane
2025-11-26
Différences fondamentales des matériaux : Comparaison des propriétés physiques entre les pièces usinées en aluminium et en alliage de titane
L'aluminium 7075 (alliage d'aluminium de qualité aérospatiale) et l'alliage de titane (tel que le Ti-6Al-4V) présentent des performances très différentes lors de l'usinage de pièces d'origine : Résistance et poids Alliage d'aluminium 7075 : La résistance à la traction est de 570 MPa, la densité est de 2,8 g/cm³, avec un excellent rapport résistance/poids .
Alliage de titane : Sa résistance à la traction varie de 900 à 1100 MPa, sa densité est de 4,5 g/cm³, avec une résistance proche de celle de l'acier mais 40 % plus légère .
Performances thermiques
Alliage d'aluminium : Conductivité thermique de 130 W/m·K, dissipation thermique rapide, adapté à l'usinage à grande vitesse .
Alliage de titane : Sa conductivité thermique est de 7 W/m·K et la chaleur a tendance à s'accumuler pendant la fabrication, ce qui nécessite une solution de refroidissement dédiée .
Résistance à la corrosion
7075 Nécessite un traitement d'anodisation pour améliorer la résistance à la corrosion .
L'alliage de titane est naturellement résistant à la corrosion, particulièrement adapté aux implants dans l'usinage CNC médical .
Analyse des défis de traitement : Coût - Facteurs déterminants dans l'usinage CNC pour les équipementiers
Les différences de coût entre les deux matériaux en usinage CNC pour les équipementiers proviennent principalement des aspects suivants : usure des outils L'usinage des alliages de titane nécessite des outils revêtus de diamant, qui coûtent trois fois plus cher que les outils en alliage d'aluminium et ont une durée de vie de seulement 200 minutes .
L'alliage d'aluminium 7075 permet l'utilisation d'outils en acier rapide, et la durée de vie d'un seul outil peut atteindre 1000 minutes .
Limitations des paramètres de coupe
Alliage d'aluminium : La vitesse de broche peut atteindre 8 000 tr/min et l'avance est de 0,3 mm/dent. Alliage de titane : La vitesse est limitée à moins de 1 500 tr/min et l'avance doit être réduite à 0,1 mm/dent.
L'aluminium 7075 (alliage d'aluminium de qualité aérospatiale) et l'alliage de titane (tel que le Ti-6Al-4V) présentent des performances très différentes lors de l'usinage de pièces d'origine : Résistance et poids Alliage d'aluminium 7075 : La résistance à la traction est de 570 MPa, la densité est de 2,8 g/cm³, avec un excellent rapport résistance/poids .
Alliage de titane : Sa résistance à la traction varie de 900 à 1100 MPa, sa densité est de 4,5 g/cm³, avec une résistance proche de celle de l'acier mais 40 % plus légère .
Performances thermiques
Alliage d'aluminium : Conductivité thermique de 130 W/m·K, dissipation thermique rapide, adapté à l'usinage à grande vitesse .
Alliage de titane : Sa conductivité thermique est de 7 W/m·K et la chaleur a tendance à s'accumuler pendant la fabrication, ce qui nécessite une solution de refroidissement dédiée .
Résistance à la corrosion
7075 Nécessite un traitement d'anodisation pour améliorer la résistance à la corrosion .
L'alliage de titane est naturellement résistant à la corrosion, particulièrement adapté aux implants dans l'usinage CNC médical .
Analyse des défis de traitement : Coût - Facteurs déterminants dans l'usinage CNC pour les équipementiers
Les différences de coût entre les deux matériaux en usinage CNC pour les équipementiers proviennent principalement des aspects suivants : usure des outils L'usinage des alliages de titane nécessite des outils revêtus de diamant, qui coûtent trois fois plus cher que les outils en alliage d'aluminium et ont une durée de vie de seulement 200 minutes .
L'alliage d'aluminium 7075 permet l'utilisation d'outils en acier rapide, et la durée de vie d'un seul outil peut atteindre 1000 minutes .
Limitations des paramètres de coupe
Alliage d'aluminium : La vitesse de broche peut atteindre 8 000 tr/min et l'avance est de 0,3 mm/dent. Alliage de titane : La vitesse est limitée à moins de 1 500 tr/min et l'avance doit être réduite à 0,1 mm/dent.
- Les prix d'achat des matériaux comme l'aluminium 7075 et l'alliage de titane varient également de manière significative :
- Alliage d'aluminium 7075 : Son prix sur le marché est d'environ 5 à 8 $/kg .
- Alliage de titane (Ti-6Al-4V) : Le prix du marché est d'environ 50 à 100 $/kg .
- Cela signifie que, pour un même volume, le coût des matériaux en alliage de titane est généralement plus de 10 fois supérieur à celui de l'alliage d'aluminium. Pour les pièces de grande taille ou les projets de production en série, cet écart de prix des matières premières aura un impact significatif sur le coût total. Analyse de la composition du coût total : Le coût d'un usinage CNC complet pour un projet OEM comprend généralement :
- 1 Coût des matériaux (Comptabilisation de 30 à 60 % )
coût d'achat des matières premières
Taux d'utilisation des matériaux (proportion de déchets de traitement )
2. Coût de traitement (représentant 40 à 70 % )
2. Coût de traitement (représentant 40 à 70 % )
Usure des outils (telle que décrite ci-dessus )
coût horaire de fonctionnement de l'équipement
Coût du traitement de surface
3 Frais supplémentaires
3 Frais supplémentaires
Inspection de la qualité
Logistique et transport
Comparaison de cas typiques (lot de 100 pièces)
Comparaison de cas typiques (lot de 100 pièces)
Frais supplémentaires pour le traitement de surface
Les pièces en aluminium tournées ou usinées sur des machines CNC en aluminium nécessitent souvent une anodisation (0,5 à 2 $/pièce) .
Les pièces en alliage de titane nécessitent un sablage et un polissage chimique (1 à 3 $/pièce) .
Prenons comme exemple une pièce en forme d'arbre d'un diamètre de 30 mm :
Coût de traitement des pièces en alliage d'aluminium 7075 : 12 $/pièce (anodisation comprise) .
Coût de traitement des pièces en alliage de titane : 38 $/pièce (traitement de surface inclus) .
Différenciation des applications industrielles : des pièces automobiles usinées CNC aux bancs de test de composants pour l’industrie des semi-conducteurs
La logique de sélection des matériaux diffère selon les industries :
Fabrication automobile
Les pièces en aluminium usinées sont sélectionnées de préférence .
Les pièces en aluminium tournées ou usinées sur des machines CNC en aluminium nécessitent souvent une anodisation (0,5 à 2 $/pièce) .
Les pièces en alliage de titane nécessitent un sablage et un polissage chimique (1 à 3 $/pièce) .
Prenons comme exemple une pièce en forme d'arbre d'un diamètre de 30 mm :
Coût de traitement des pièces en alliage d'aluminium 7075 : 12 $/pièce (anodisation comprise) .
Coût de traitement des pièces en alliage de titane : 38 $/pièce (traitement de surface inclus) .
Différenciation des applications industrielles : des pièces automobiles usinées CNC aux bancs de test de composants pour l’industrie des semi-conducteurs
La logique de sélection des matériaux diffère selon les industries :
Fabrication automobile
Les pièces en aluminium usinées sont sélectionnées de préférence .
Cas pratique : Dans un projet de support de batterie pour véhicule électrique, la solution en alliage d'aluminium 7075 permet de réaliser 60 % d'économies par rapport à l'alliage de titane .
Applications typiques : Pièces automobiles usinées CNC (composants de suspension, arbres de transmission) .
Équipement médical
L’alliage de titane domine, malgré le coût élevé de l’usinage CNC médical .
Applications typiques : Pièces automobiles usinées CNC (composants de suspension, arbres de transmission) .
Équipement médical
L’alliage de titane domine, malgré le coût élevé de l’usinage CNC médical .
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