Les machines-outils sont des équipements mécaniques permettant de façonner ou de déformer des pièces métalliques, en leur imprimant un mouvement grâce à un outil de coupe ou de formage. Elles sont indispensables pour la fabrication de nombreux objets et composants industriels. Mais comment sont-elles apparues et comment ont-elles évolué au fil du temps ? Voici un aperçu de l’histoire et de la modernité des machines-outils.
Les origines des machines-outils
Les machines-outils ont pour ancêtre le tour, qui est un dispositif permettant de faire tourner une pièce de plastique, de bois ou de métal entre deux pointes, tout en la façonnant avec un outil. Le tour est connu depuis l’Antiquité, mais il connaît un essor considérable au XVIIIe siècle. Cela, grâce aux inventions de mécaniciens français comme Vaucanson, Focq ou Perdoux. Ces derniers améliorent le tour en lui ajoutant un chariot porte-outil, qui se déplace parallèlement à l’axe des pointes, ainsi qu’un bâti métallique, qui assure sa rigidité et sa précision.
D’autres machines-outils voient le jour à la même époque, comme la machine à raboter le fer, la machine à aléser ou la machine à tailler les engrenages. Elles sont inspirées par le besoin de réaliser des pièces plus complexes et plus précises, notamment pour l’horlogerie, l’armement ou les machines à vapeur. Elles sont aussi motivées par le souci d’une meilleure productivité et d’une réduction de la main-d’œuvre.
Il existe différents types de machines-outils, selon le mode d’usinage et la forme des pièces. En voici quelques exemples :
• Le tour : c’est une machine-outil permettant de façonner des pièces de révolution, c’est-à-dire des pièces dont la forme est symétrique par rapport à un axe. Par exemple, des axes, des cylindres, des cônes, des sphères, etc.
• La fraiseuse, permettant de déplacer une pièce par rapport à un outil rotatif appelé fraise. Elle sert à réaliser des pièces prismatiques, c’est-à-dire des pièces dont la forme est délimitée par des plans ou des surfaces planes. Par exemple, des rainures, des engrenages, des équerres, etc.
• La perceuse : nécessaire pour percer des trous dans une pièce avec un outil appelé foret.
• La rectifieuse : c’est est une machine-outil qui permet de rectifier la surface d’une pièce avec un outil abrasif appelé meule. Elle sert à réaliser des pièces rectifiées ayant une surface très lisse et très précise, telles que des arbres à cames, des roulements, des pistons.
Le développement des machines-outils au XIXe siècle
Le XIXe siècle est marqué par la révolution industrielle, qui entraîne une forte demande de machines-outils pour produire en masse des biens manufacturés. Ces dispositifs se diversifient et se perfectionnent, grâce aux apports des ingénieurs anglais comme Wilkinson, Maudslay ou Whitworth. Ces derniers introduisent notamment le filetage normalisé, le système métrique, le tour à banc plat ou le tour revolver.
Les machines-outils se répandent dans toute l’Europe et aux États-Unis, où elles contribuent au développement du chemin de fer, de la sidérurgie ou de l’automobile. Elles sont aussi utilisées pour fabriquer d’autres machines-outils, créant ainsi un cercle vertueux d’innovation et de progrès technique.
L’innovation des machines-outils au XXe siècle
Le XXe siècle est marqué par l’innovation technologique et scientifique, qui affecte également les machines-outils. Elles bénéficient notamment de l’électrification, qui permet de remplacer les moteurs à vapeur par des moteurs électriques, plus puissants et plus fiables. Elles profitent aussi de l’avènement de l’électronique, qui permet de contrôler et de réguler les mouvements des machines avec des capteurs, des actionneurs ou des automates.
Les machines-outils deviennent ainsi plus rapides, plus précises et plus polyvalentes. Elles sont capables d’exécuter des opérations complexes et variées, comme le fraisage, le perçage, le tournage ou le rectification. Elles peuvent aussi être utilisées sur différents matériaux, comme le bois, le plastique ou les composites.
La modernité des machines-outils au XXIe siècle
Le XXIe siècle est marqué par la numérisation et la robotisation, qui transforment les machines-outils en véritables centres d’usinage de précision. Elles sont équipées d’un système de commande, permettant de suivre les mouvements des axes et des outils selon un programme préétabli. Elles sont également reliées à un réseau informatique, permettant de les superviser et de les optimiser. Les machines-outils sont aussi associées à des robots qui assurent la manipulation et le chargement des pièces en cas de besoin.
Les machines-outils sont ainsi plus performantes, plus flexibles et plus autonomes. Elles sont capables de s’adapter aux besoins et aux exigences des clients, en termes de qualité, de délai ou de coût. Elles sont aussi respectueuses de l’environnement, en réduisant les déchets, les consommations d’énergie et les émissions de CO2.
