Finition de surface
De nombreux facteurs contribuent à la finition de surface dans la fabrication. Dans les processus de formage, tels que le moulage ou le formage des métaux, la finition de surface de la matrice détermine la finition de surface de la pièce. En usinage, l’interaction des arêtes de coupe et de la microstructure du matériau à découper contribuent toutes deux à la finition de surface finale.
En général, le coût de fabrication d’une surface augmente à mesure que la finition de surface s’améliore. Un processus de fabrication donné est généralement suffisamment optimisé pour garantir que la texture résultante est utilisable pour l’application prévue de la pièce. Si nécessaire, un processus supplémentaire sera ajouté pour modifier la texture initiale. Le coût de ce processus supplémentaire doit être justifié par une valeur ajoutée d’une certaine manière — principalement une meilleure fonction ou une durée de vie plus longue. Les pièces qui ont un contact coulissant avec d’autres peuvent mieux fonctionner ou durer plus longtemps si la rugosité est plus faible. L’amélioration esthétique peut ajouter de la valeur si elle améliore la vendabilité du produit.
Un exemple pratique est le suivant. Un avionneur passe un contrat avec un fournisseur pour fabriquer des pièces. Une certaine nuance d’acier est spécifiée pour la pièce car elle est suffisamment solide et suffisamment dure pour la fonction de la pièce. L’acier est usinable bien qu’il ne soit pas usiné librement. Le vendeur décide de fraiser les pièces. Le fraisage peut atteindre la rugosité spécifiée (par exemple, ≤ 3,2 µm) tant que le machiniste utilise des inserts de qualité supérieure dans la fraise en bout et remplace les inserts toutes les 20 pièces (au lieu de couper des centaines avant de changer les inserts). Il n’est pas nécessaire d’ajouter une deuxième opération (comme le meulage ou le polissage) après le fraisage tant que le fraisage est suffisamment bien effectué (inserts corrects, changements d’inserts assez fréquents et liquide de refroidissement propre). Les inserts et le liquide de refroidissement coûtent de l’argent, mais les coûts de meulage ou de polissage (plus de temps et de matériaux supplémentaires) coûteraient encore plus que cela. L’élimination de la deuxième opération se traduit par un coût unitaire inférieur et donc un prix inférieur. La concurrence entre les fournisseurs élève ces détails d’une importance mineure à cruciale. Il était certainement possible de fabriquer les pièces d’une manière légèrement moins efficace (deux opérations) pour un prix légèrement plus élevé; mais un seul fournisseur peut obtenir le contrat, de sorte que la légère différence d’efficacité est amplifiée par la concurrence dans la grande différence entre la prospérité et la fermeture des entreprises.
Tout comme différents procédés de fabrication produisent des pièces à différentes tolérances, elles sont également capables de différentes rugosités. Généralement, ces deux caractéristiques sont liées : des procédés de fabrication dimensionnellement précis créent des surfaces à faible rugosité. En d’autres termes, si un procédé permet de fabriquer des pièces à une tolérance dimensionnelle étroite, les pièces ne seront pas très rugueuses.
En raison de l’abstraction des paramètres de finition de surface, les ingénieurs utilisent généralement un outil qui présente une variété de rugosités de surface créées à l’aide de différentes méthodes de fabrication.
