Matériaux

Une machine-outil est faite pour usiner toutes sortes de matériaux, donc l'infinie variété de caractéristiques nécessitent des réglages différents:

Bois

Le bois, matériau chaud et agréable à travailler, donnent des poussières qui sont cancérigènes, tout particulièrement le balsa. La collecte de ces poussières avec un système d' aspiration est obligatoire.

Le bois Massif

La majorité des bois massifs s'usinent bien et sont peu abrasifs pour les outils, qui peuvent être en acier rapide. Comme notable exception, il y a de nombreux bois africains chargés de silice, qui abîment les outils.
Le bois est un matériau naturel (...) qui possède des caractéristiques irrégulières. Les bois de résineux (pin, sapin, épicéa) sont facilement disponibles en grande surfaces de bricolage en débit sciés ou rabotés. On trouve aussi des planches de chêne reconstituées à partir de morceaux de plus petites tailles collées.
Le balsa est réservé aux usages modélistes. Pour se fournir avec d'autres types de bois, dont certains donnent de très beaux résultats après usinage, il faudra chercher un peu plus, par exemple chez un menuisier local. Parmi les bois s' usinant bien on trouve le hêtre, le merisier.

Les dérivés du bois

Les dérivés du bois sont élaborés à partir de bois découpés, tranchés, ou de fibres. La colle qui sert à l'assemblage et très abrasive pour les outils, qui doivent impérativement être en carbure . La reconstitution en panneau donne une plus grande régularité et une meilleure stabilité que pour les bois massifs. Cependant, ces dérivés sont parfois très sensible à l'humidité.

Le 'Médium' ou MDF

C'est un aggloméré de fines particules, de moyenne densité (d'ou son nom). Il n'a pas vraiment d'orientation privilégiée. La finesse des particules et l'absence d'orientation est en fait un matériau de choix pour les usinages. Il ne se défibrent pas à la manière des agglomérés ordinaires. Ce matériau craint l'humidité et doit être protégé. Il n'est pas toujours facile à peindre, mais peut être traité à l' huile de lin . Les peintures de type 'aluminium', généralement très fluides et pénétrantes, donnent de bons résultats.

Le HDF

C'est un aggloméré de fines particules, de haute densité. C'est comparable au 'médium', mais en plus dense. Les agglomérés ordinaires sont des panneaux constitués de fibres de bois agglomérés par une colle. Leurs caractéristiques mécaniques sont faibles et pour les versions 'intérieur', ils sont très sensibles à l'humidité. Leur usage n'est pas recommandé. Les agglomérés pour usage extérieur sont dénommés CTB-H Les panneaux 'OSB' (marque de référence: Triply) Ce sont des panneaux agglomérés de larges fibres de bois orientés. Ils sont en général collés avec des colles résistantes à l'eau et peuvent être utilisés à l'extérieur (mais pas en exposition directe). Leur résistance mécanique est nettement meilleure que celles des panneaux agglomérés courants, sans atteindre celles des contreplaqués.

Les contreplaqués

Les contreplaqués courant sont obtenus à partir de bois 'déroulés' taillés par un genre de grand taille-crayon. Les feuilles ainsi obtenues sont orientées différemment et contrecollés pour obtenir un panneau plus épais. La possibilité d'usage intérieur ou extérieur est liée à la nature de la colle d'assemblage. Les contreplaqués pour usage extérieur sont dénommés CTB-X.

Aluminium

L'aluminium est un métal courant extrait d'un minerai qui s'appelle la Bauxite. Densité: 2.7 soit 2700kg/m3 ou 2.7kg/l. En fait, on désigne généralement sous ce nom des alliages comportant d'autres métaux (cuivre, zinc, magnésium) en proportions variables. En effet, l'aluminium pur est un matériau très tendre dont il est malaisé de faire des pièces mécaniques. C'est bon pour les tubes de médicaments ou les emballages. Les nuances les plus courantes sont les suivantes :

Acier

L'acier est un alliage Fer-Carbone, contenant moins de 2% de carbone. Au-delà de ce taux, on n'est plus en présence d'acier mais de fonte. Densité: 7.8, soit 7800kg/m3 ou 7.8kg/l. Matériau privilégié de l'industrie, il n'est pas facile à usiner du fait de sa dureté.

Plastiques

Les plastiques sont des matériaux issus de la chimie du carbone, dont il existe une immense variété. Nombre de ces plastiques sont connus par un nom de marque, mais ils sont souvent disponibles chez d'autres fabricants que le créateur de la molécule et de la marque.

Les thermoplastiques PolyTétraFluoréthylène - PTFE (marque de référence: Téflon)

Plastique à très faible coefficient de friction, très difficile à coller. A une tendance importante au fluage (déformation dans le temps), ce qui le rend d'emploi délicat pour faire des écrous ou des bagues pour lesquels son faible coefficient de friction serait d'un grand intérêt.

olyamide 6 - PA-6 (marque de référence : Nylon)

Plastique possédant de très bonnes caractéristiques mécaniques à le gros défaut de faire de la reprise d'eau, ce qui le fait gonfler, et tend à bloquer les pièces trop ajustées.

Polyamide 6.6 - PA-6.6

Plastique comparable au PA6, avec des caractéristiques mécaniques un peu meilleures.

Polyamide 12 - PA-12 (marque de référence : Rilsan)

Plastique possédant de bonnes caractéristiques mécaniques. Moindre reprise d'eau que le PA6.6, ce qui le rend plus stable.

Le Nylatron (c'est une marque)

Il s'agit d'un nylon poreux imprégné d'huile. Ceci corrige le problème de reprise d'eau du nylon et maintient une lubrification permanente. On a en fait des écrous à bas coefficient de friction. Polycarbonate - PC (marques de référence : Lexan, Makrolon) Plastique possédant de très hautes caractéristiques mécaniques et est très stable.

Polyacétal - POM (marque de référence: Delrin)

Plastique possédant de bonnes caractéristiques mécaniques et une bonne stabilité dimensionnelle. Matériaux de choix pour les pièces mécaniques. Sensible aux agents chimiques.

Le polyéthylène haute densité PE-HD

C'est un plastique gras, auto lubrifiant et anti-adhésif, résistant aux chocs, de caractéristiques mécaniques correctes. Son prix est relativement modeste ce qui en fait un bon candidat pour des pièces mécaniques ne nécessitant ni une grande précision ni des caractéristiques mécaniques élevées.

Les polyuréthanes - PUR

C'est une famille d'élastomères qui sont disponibles dans une très grande plage de duretés. Ils ont une bonne résistance à l'abrasion et au déchirement. Leur particularité par rapport aux caoutchoucs est un coefficient d'amortissement interne beaucoup plus faible, d'ou un échauffement moindre en charges cycliques et une très bonne capacité de rebond (pour les superballes !). Matériaux de choix pour les roues et roulettes.

Le PVC

Le PVC possède une bonne résistances aux agents chimiques. Hormis cela, les caractéristiques mécaniques sont faibles et la seule vraie qualité de ce plastique est un prix très bas.

Les Thermodurs

On désigne sous cette appellation les plastiques qui ne fondent pas à la chaleur. Ce sont des résines qui polymérisent (dont les molécules se joignent définitivement) par divers moyens:

• avec ajout d'un catalyseur (exemple: le polyester),
• par mélange de composants de base (exemple: certaines résines époxy),
• par émission de rayonnements UV (exemple: certaines résines époxy ou l'huile de lin),
• par cuisson en étuve ou en autoclave (exemple: certaines résines époxy).

Les thermodurs ne fondant pas par échauffement, leur usinage est généralement plus aisé que celui des thermoplastiques.

Mousses

Les mousses sont des matières plastiques expansées, qui se découpent avec une très grande facilité avec des outils tranchants, tournants ou par fusion. Attention, la découpe thermique (au fil chaud) de certaines mousses est absolument interdite, les gaz produits pouvant être mortels. Il ne faut ainsi jamais découper de mousses de polyuréthanes. Pour les modèles réduits, on utilise des mousses de polystyrène extrudé en plaque relativement mince (2 à 6 mm) destinée à l'isolation, la marque la plus connue étant le 'Dépron'. Ces plaques s'usinent avec une fraiseuse CNC. Les efforts de coupe étant très faibles, les machines peuvent être très légères.

Composites

Les matériaux composites sont simplement des alliances de matériaux. On désigne le plus souvent sous ce nom des fibres insérées dans une matrice plastique, mais il existe d'autres sortes de composites alliant par exemple des feuilles d'aluminium avec des noyaux thermoplastiques. La découpe de matériaux fibreux à matrice plastiques nécessite des fraises spéciales. On utilise souvent des fraises avec une surface taillée en pointe de diamant (et non pas des fraises en diamant). Ces fraises fonctionnent plus par abrasion que par coupe. Elles sont généralement de petit diamètre (< 3.5 mm).