Traitement du verre CNC : bordure, perçage et art de ne pas casser des objets

Si la trempe est une affaire de chaleur et la chimie une affaire de bains, l'usinage CNC est une affaire de force brute avec un toucher délicat. C'est là que le verre flotté brut se transforme en produit fini-bords meulés, coins façonnés, trous percés. Et c’est là qu’une quantité surprenante de verre se brise avant même de voir un four.

 

Le paysage des machines

Il existe deux manières d'usiner le verre, et le choix vous dit tout sur le modèle économique du magasin.

 

Déligneuses linéaires à double-brochessont les bêtes de somme. Le verre entre par une extrémité, est meulé simultanément sur les deux bords par des broches verticales et horizontales, et ressort par l'autre extrémité avec des bords finis. Ils sont rapides-, vraiment rapides. Une déligneuse double-peut parcourir des milliers de pieds carrés par jour si vous utilisez des tailles standard. Le compromis-est une flexibilité limitée. En gros, vous faites des bords droits sur des rectangles.

 

Centres d'usinage CNCsont le contraire. Ils utilisent une seule broche avec plusieurs outils -meules, forets diamantés, tampons de polissage. Le verre repose sur une table aspirante et la tête se déplace selon les axes X, Y et Z. Ces machines sont lentes mais incroyablement polyvalentes. Vous pouvez créer des formes complexes, des coins arrondis, des bords étagés, des trous fraisés et des découpes personnalisées. Si vous fabriquez du verre architectural avec des géométries étranges, du verre pour meubles ou tout ce qui n'est pas un rectangle, vous avez besoin d'une CNC.

 

L'outillage : le diamant est éternel

Tout ce qui touche le verre est du diamant. Il ne s'agit pas de grains synthétiques-de vrais diamants liés au métal ou à la résine.

Meules grossièresutilisez du diamant grossier (grain 60 à 120) et exécutez-le mouillé pour éliminer rapidement le matériau.

Meules finesdescendez à 200 à 400 grains pour lisser les rayures avant le polissage.

Meules de polissageutilisez du diamant de grain 800 à 3000 dans un liant résine, parfois avec de l'oxyde de cérium ou des meules en feutre pour une clarté optique sur les bords exposés.

Les roues s'usent. Un bon opérateur sait quand une roue est « fatiguée » par le son et l'état de surface. Poussez trop longtemps une roue usée et vous obtiendrez des marques de brûlure sur le bord-chaleur localisée qui crée des microfractures. Ces fractures apparaissent généralement dans le four de trempe.

 

Forage : risque élevé, récompense élevée

Percer des trous dans le verre est un risque calculé. Chaque trou est une concentration potentielle de contraintes. Le secret réside dans un processus en deux -étapes et dans la bonne géométrie de l'outil.

Forets diamantéssont standards. Ils ressemblent à des scies cloches. L'astuce consiste à tester-vous commencez avec une foreuse plus petite pour établir l'emplacement, puis passez à la carotteuse pleine taille-. Ou vous utilisez une perceuse avec un "collier" imprégné de diamant-qui s'enclenche progressivement.

Grâce au-liquide de refroidissement de la brocheest obligatoire. Courir à sec crée instantanément des fractures thermiques. Le liquide de refroidissement (eau ou huile soluble dans l'eau-) doit atteindre le tranchant directement à travers le corps du foret. Si votre CNC a un mauvais débit de liquide de refroidissement, vous jouez.

L'entrée et la sortieC'est là que la casse se produit. Lorsque le foret traverse la surface inférieure, l'épaisseur restante du verre ne peut pas supporter la pression vers le bas. Les opérateurs expérimentés programment une routine « révolutionnaire » -taux d'avance réduit dans le dernier millimètre, parfois avec une pause d'un micro-pas pour laisser le liquide de refroidissement se stabiliser.

 

Types de bords : ce que voit le client

Différents emplois exigent des avantages différents. Chacun nécessite un jeu de roues et une séquence de passes spécifiques.

Bord plat (cousu)est le minimum. Il suffit d'éliminer les angles vifs avec une meule droite. C'est rapide, bon marché et s'insère dans des cadres dont personne ne voit le bord.

Plat poliva plus loin -meulage grossier, broyage fin, puis polissage jusqu'à ce que le bord soit clair et brillant. C'est courant pour le verre intérieur où le bord est visible mais non mis en évidence.

Biseautéest un angle de 45 degrés meulé dans le bord. Il s'agit d'une opération CNC, sauf si vous utilisez une machine à chanfreiner dédiée. Les biseaux nécessitent plusieurs passes et une pression constante sur les roues pour maintenir la ligne droite.

Bord du crayon (rayon)est le plus courant pour le verre architectural. C'est un rayon lisse sur toute l'épaisseur du bord. Vous avez besoin d'au moins deux passes-ébauche puis polissage-et d'une machine suffisamment rigide pour maintenir le rayon de manière constante sur une feuille de 3 mètres.

Arrivéest le plus simple-juste un chanfrein à 45 degrés des deux côtés, généralement de 1 à 2 mm. C'est la valeur par défaut pour le verre qui est trempé. Rapide, supprime les arêtes vives et réduit le risque de choc thermique dans le four.

 

La table à vide : la garder immobile

L'usinage CNC repose sur le vide pour maintenir le verre en place. Perdez le vide, perdez la pièce.

La table est généralement segmentée, avec des zones que vous pouvez activer et désactiver. Pour les petites pièces, vous utilisez une zone plus petite. Pour les grands draps, vous éclairez le tout. Les joints en caoutchouc entre les zones s'usent avec le temps-une petite fuite peut faire chuter suffisamment la pression du vide pour que le verre se déplace lors d'une coupe importante. Un changement de vitesse à 15 000 tr/min signifie généralement une perceuse cassée et une pièce mise au rebut.

Certains ateliers utilisent des pinces mécaniques en plus du vide pour des travaux très agressifs ou pour des pièces dont les trous brisent le joint sous vide.

 

La question de l'eau

L'usinage CNC est un travail humide. Le liquide de refroidissement maintient l'outil au frais, élimine la poussière de verre et prévient les fractures thermiques. Cela signifie que la gestion de l’eau est une affaire plus importante que ne l’admettent la plupart des magasins.

Les particules de verre en suspension sont abrasives. Si votre système de filtration du liquide de refroidissement est faible, l'eau recirculée devient une boue qui use les pompes, les joints et les guides. Les bons magasins utilisent des -filtrations à plusieurs étages-des décanteurs, des filtres en papier, parfois des centrifugeuses-pour garder l'eau propre.

L'élimination est un autre casse-tête. Le coulis de verre est inerte mais c'est un flux de déchets. Les réglementations environnementales de la plupart des régions exigent la séparation et l'élimination appropriée. Les magasins qui ignorent cela finissent par recevoir la visite des régulateurs.

 

Pré-Revenu et Post-Revenu

C’est la décision fondamentale : usiner le verre avant ou après la trempe.

Pré-températureest l’approche standard. Couper, border, percer, puis tempérer. C'est plus rapide car vous travaillez avec du verre recuit, qui est plus indulgent. L’inconvénient est que la trempe introduit une distorsion et de légers changements de taille. Si vos tolérances sont serrées, vous devez en tenir compte.

Post-humeurest rare mais nécessaire pour certaines applications. Vous tempérez d’abord, puis usinez. Ceci est nécessaire pour les trous qui nécessitent un positionnement précis par rapport aux revêtements, ou pour le verre qui se déforme de manière imprévisible dans le four. Mais l'usinage du verre trempé est dangereux - : vous cassez la couche superficielle compressée au bord de chaque coupe. Vous perdez localement votre force tempérante. Et si on n'y prend pas garde, c'est tout le panneau qui explose sur la machine.

La plupart des ateliers ne touchent pas à l'usinage après-revenu. Ceux qui facturent en conséquence.

 

Modes de défaillance courants

Puces de bord.Généralement à cause de roues émoussées, d'une vitesse d'avance excessive ou d'une mauvaise configuration. Une puce de plus de 2 mm est généralement un rejet. Mais le vrai problème, ce sont les éclats invisibles-micro-fissures qui n'apparaissent que lorsque le verre touche le four de trempe et que le panneau explose.

Forage en petits groupes.La surface inférieure s'effrite à la sortie du foret. Il s'agit presque toujours du débit d'alimentation ou du débit de liquide de refroidissement. Parfois, c'est un outillage usé.

Traces d'eau.Taches sur la surface du verre dues à une eau dure qui reste trop longtemps. Cela est particulièrement important pour le verre à couches. Une marque d'eau sous un revêtement Low-E ressemble à un défaut après trempe.

Le vide glisse.Le verre se déplace lors de l'usinage. Vous vous retrouvez avec des trous au mauvais endroit ou des bords qui ne sont pas carrés. Ferraille coûteuse.

 

La réalité du travail

L'usinage CNC du verre était autrefois un travail d'opérateur. La machine a fait ce qu’on lui disait. Aujourd’hui, la programmation constitue le goulot d’étranglement. Un bon programmeur peut mettre en place un travail complexe avec plusieurs modèles de trous, des bords façonnés et des géométries variables en dix minutes. Un mauvais programmeur prend une heure et fait quand même planter l'outil.

Les meilleurs ateliers que j'ai vu traitent leur département CNC comme un atelier d'usinage, pas comme un atelier de verre. Ils mesurent l’usure des outils, suivent les temps de cycle et enregistrent chaque pause. Ils savent qu'une meule diamantée de 500 $ doit parcourir un certain nombre de mètres avant d'être rentable. Et ils ne laissent jamais, au grand jamais, un nouvel opérateur exécuter un travail de grande valeur-sans un essai à sec-car le verre ne donne pas de seconde chance.