{
    "slug": "material-removal-rate",
    "title": "Taux d'enlèvement de matière selon la puissance de broche : 10 et 20 kW",
    "description": "Taux d'enlèvement de matière limités par la puissance pour huit alliages CNC sur broches de 10 et 20 kW, avec le tableau de puissance unitaire, des références publiées et un exemple chiffré.",
    "lang": "fr",
    "tables": [
        {
            "caption": "Capacité MR d'ébauche à 10 et 20 kW de puissance de broche (limitée par la puissance, calculée)",
            "columns": [
                "Matériau et état",
                "K_p utilisé (kW par cm³/s)",
                "Tournage 10 kW (cm³/min)",
                "Fraisage 10 kW, moyenne de cycle (cm³/min)",
                "Tournage 20 kW (cm³/min)",
                "Fraisage 20 kW, moyenne de cycle (cm³/min)"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Matériau et état": "Aluminum 6061-T6 (wrought, ~95 HB)",
                    "K_p utilisé (kW par cm³/s)": "0.76–0.90",
                    "Tournage 10 kW (cm³/min)": "425–505",
                    "Fraisage 10 kW, moyenne de cycle (cm³/min)": "340–405",
                    "Tournage 20 kW (cm³/min)": "850–1,010",
                    "Fraisage 20 kW, moyenne de cycle (cm³/min)": "680–810"
                },
                {
                    "Matériau et état": "Aluminum 7075-T6 (wrought, ~150 HB)",
                    "K_p utilisé (kW par cm³/s)": "0.76–0.90",
                    "Tournage 10 kW (cm³/min)": "425–505",
                    "Fraisage 10 kW, moyenne de cycle (cm³/min)": "340–405",
                    "Tournage 20 kW (cm³/min)": "850–1,010",
                    "Fraisage 20 kW, moyenne de cycle (cm³/min)": "680–810"
                },
                {
                    "Matériau et état": "Carbon steel 1045 (190–220 HB)",
                    "K_p utilisé (kW par cm³/s)": "1.70–2.32",
                    "Tournage 10 kW (cm³/min)": "165–225",
                    "Fraisage 10 kW, moyenne de cycle (cm³/min)": "130–180",
                    "Tournage 20 kW (cm³/min)": "330–450",
                    "Fraisage 20 kW, moyenne de cycle (cm³/min)": "260–360"
                },
                {
                    "Matériau et état": "Alloy steel 4140 (Q&T, 280–320 HB)",
                    "K_p utilisé (kW par cm³/s)": "2.18–3.29",
                    "Tournage 10 kW (cm³/min)": "115–175",
                    "Fraisage 10 kW, moyenne de cycle (cm³/min)": "90–140",
                    "Tournage 20 kW (cm³/min)": "230–350",
                    "Fraisage 20 kW, moyenne de cycle (cm³/min)": "180–280"
                },
                {
                    "Matériau et état": "Stainless 304 (annealed, 150–180 HB)",
                    "K_p utilisé (kW par cm³/s)": "1.64–2.94",
                    "Tournage 10 kW (cm³/min)": "130–235",
                    "Fraisage 10 kW, moyenne de cycle (cm³/min)": "105–190",
                    "Tournage 20 kW (cm³/min)": "260–470",
                    "Fraisage 20 kW, moyenne de cycle (cm³/min)": "210–380"
                },
                {
                    "Matériau et état": "Stainless 316 (annealed, 150–180 HB)",
                    "K_p utilisé (kW par cm³/s)": "1.64–2.94",
                    "Tournage 10 kW (cm³/min)": "130–235",
                    "Fraisage 10 kW, moyenne de cycle (cm³/min)": "105–190",
                    "Tournage 20 kW (cm³/min)": "260–470",
                    "Fraisage 20 kW, moyenne de cycle (cm³/min)": "210–380"
                },
                {
                    "Matériau et état": "Titanium Ti-6Al-4V (annealed, 330–350 HB)",
                    "K_p utilisé (kW par cm³/s)": "1.65–1.77",
                    "Tournage 10 kW (cm³/min)": "215–230",
                    "Fraisage 10 kW, moyenne de cycle (cm³/min)": "170–185",
                    "Tournage 20 kW (cm³/min)": "430–460",
                    "Fraisage 20 kW, moyenne de cycle (cm³/min)": "340–370"
                },
                {
                    "Matériau et état": "Brass C36000 (free-cutting, 90–120 HB)",
                    "K_p utilisé (kW par cm³/s)": "0.82–1.90",
                    "Tournage 10 kW (cm³/min)": "200–465",
                    "Fraisage 10 kW, moyenne de cycle (cm³/min)": "160–370",
                    "Tournage 20 kW (cm³/min)": "400–930",
                    "Fraisage 20 kW, moyenne de cycle (cm³/min)": "320–740"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "Quel taux d'enlèvement de matière une machine CNC de 10 kW atteint-elle dans l'aluminium ?",
            "columns": [
                "Source",
                "Machine / cas",
                "Matériau",
                "MRR (cm³/min)",
                "Note"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Source": "S5",
                    "Machine / cas": "40-taper VMC, stable roughing",
                    "Matériau": "Carbon steel",
                    "MRR (cm³/min)": "50–100",
                    "Note": "3–6 in³/min dans la source"
                },
                {
                    "Source": "S5",
                    "Machine / cas": "40-taper VMC, HSM strategy",
                    "Matériau": "Aluminum",
                    "MRR (cm³/min)": "245–410",
                    "Note": "15–25 in³/min dans la source"
                },
                {
                    "Source": "S5",
                    "Machine / cas": "50-taper / horizontal",
                    "Matériau": "Steel",
                    "MRR (cm³/min)": "100–200",
                    "Note": "Environ le double de la valeur cône 40"
                },
                {
                    "Source": "S6",
                    "Machine / cas": "120 kW, 27,000 rpm (DST Ecospeed)",
                    "Matériau": "Aluminum 7050",
                    "MRR (cm³/min)": "5,160",
                    "Note": "Outillage PCD concurrent, cas 1"
                },
                {
                    "Source": "S6",
                    "Machine / cas": "120 kW, 27,000 rpm",
                    "Matériau": "Aluminum 7050",
                    "MRR (cm³/min)": "7,465",
                    "Note": "Revêtement RAL90, même cas"
                },
                {
                    "Source": "S6",
                    "Machine / cas": "120 kW, 33,000 rpm (Makino MAG 3.W)",
                    "Matériau": "Aluminum (cutter diameter 50 mm)",
                    "MRR (cm³/min)": "7,000",
                    "Note": "420,000 cm³ enlevés en 60 min"
                },
                {
                    "Source": "S8",
                    "Machine / cas": "Bridgeport 2 hp / HAAS 30 hp comparison",
                    "Matériau": "Aluminum",
                    "MRR (cm³/min)": "165",
                    "Note": "10.1 in³/min à 1.1–3.0 kW de puissance de coupe"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "Combien l'inox 304 est-il plus lent que le 6061 sur la même broche de 10 kW ?",
            "columns": [
                "Matériau",
                "État",
                "ISO",
                "Dureté (HB)",
                "K_p (kW par cm³/s)",
                "Source (bas / haut)"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Matériau": "Aluminum 6061-T6",
                    "État": "wrought, T6",
                    "ISO": "N",
                    "Dureté (HB)": "~95",
                    "K_p (kW par cm³/s)": "0.76–0.90",
                    "Source (bas / haut)": "S4 / S3"
                },
                {
                    "Matériau": "Aluminum 7075-T6",
                    "État": "wrought, T6",
                    "ISO": "N",
                    "Dureté (HB)": "~150",
                    "K_p (kW par cm³/s)": "0.76–0.90",
                    "Source (bas / haut)": "S4 / S3 — take the upper end for 7075"
                },
                {
                    "Matériau": "Carbon steel 1045",
                    "État": "hot-rolled / normalized",
                    "ISO": "P",
                    "Dureté (HB)": "190–220",
                    "K_p (kW par cm³/s)": "1.70–2.32",
                    "Source (bas / haut)": "S2 (190 HB) / S3 (200–220 HB)"
                },
                {
                    "Matériau": "Alloy steel 4140",
                    "État": "quenched and tempered, 28–32 HRC",
                    "ISO": "P",
                    "Dureté (HB)": "280–320",
                    "K_p (kW par cm³/s)": "2.18–3.29",
                    "Source (bas / haut)": "S3 (280–320 HB) / S4 (220–420 HB upper bound)"
                },
                {
                    "Matériau": "Stainless 304",
                    "État": "annealed",
                    "ISO": "M",
                    "Dureté (HB)": "150–180",
                    "K_p (kW par cm³/s)": "1.64–2.94",
                    "Source (bas / haut)": "S3 (150–175 HB) / S4 (austenitic 150–275 HB)"
                },
                {
                    "Matériau": "Stainless 316",
                    "État": "annealed",
                    "ISO": "M",
                    "Dureté (HB)": "150–180",
                    "K_p (kW par cm³/s)": "1.64–2.94",
                    "Source (bas / haut)": "S3 (150–175 HB) / S4 (austenitic 150–275 HB)"
                },
                {
                    "Matériau": "Titanium Ti-6Al-4V",
                    "État": "annealed",
                    "ISO": "S",
                    "Dureté (HB)": "330–350",
                    "K_p (kW par cm³/s)": "1.65–1.77",
                    "Source (bas / haut)": "S4 (300–360 HB) / S3 (Ti-150 A, 340 HB)"
                },
                {
                    "Matériau": "Brass C36000",
                    "État": "leaded free-machining",
                    "ISO": "N",
                    "Dureté (HB)": "90–120",
                    "K_p (kW par cm³/s)": "0.82–1.90",
                    "Source (bas / haut)": "S3 / S4 — see the conflict register"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "Quel MRR devrais-je prévoir pour l'acier 4140 sur une machine de 10 kW ?",
            "columns": [
                "Matériau",
                "K_p (kW par cm³/s)",
                "P_c à l'outil (kW)",
                "Entrée de broche P_broche (kW)",
                "Charge sur une broche de 10 kW (%)"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Matériau": "Aluminum 6061-T6",
                    "K_p (kW par cm³/s)": "0.90",
                    "P_c à l'outil (kW)": "1.29",
                    "Entrée de broche P_broche (kW)": "1.5",
                    "Charge sur une broche de 10 kW (%)": "15"
                },
                {
                    "Matériau": "Carbon steel 1045",
                    "K_p (kW par cm³/s)": "2.32",
                    "P_c à l'outil (kW)": "3.33",
                    "Entrée de broche P_broche (kW)": "3.9",
                    "Charge sur une broche de 10 kW (%)": "39"
                },
                {
                    "Matériau": "Alloy steel 4140",
                    "K_p (kW par cm³/s)": "3.29",
                    "P_c à l'outil (kW)": "4.72",
                    "Entrée de broche P_broche (kW)": "5.6",
                    "Charge sur une broche de 10 kW (%)": "55"
                },
                {
                    "Matériau": "Stainless 304",
                    "K_p (kW par cm³/s)": "2.94",
                    "P_c à l'outil (kW)": "4.21",
                    "Entrée de broche P_broche (kW)": "5.0",
                    "Charge sur une broche de 10 kW (%)": "50"
                },
                {
                    "Matériau": "Titanium Ti-6Al-4V",
                    "K_p (kW par cm³/s)": "1.77",
                    "P_c à l'outil (kW)": "2.54",
                    "Entrée de broche P_broche (kW)": "3.0",
                    "Charge sur une broche de 10 kW (%)": "30"
                },
                {
                    "Matériau": "Brass C36000",
                    "K_p (kW par cm³/s)": "1.90",
                    "P_c à l'outil (kW)": "2.72",
                    "Entrée de broche P_broche (kW)": "3.2",
                    "Charge sur une broche de 10 kW (%)": "32"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "L'ébauche du titane est-elle limitée par la puissance de broche ?",
            "columns": [
                "Elément",
                "Valeur",
                "Comment la lire"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Elément": "K_p (unit power)",
                    "Valeur": "1.65–1.77 kW per cm³/s",
                    "Comment la lire": "En dessous de 4140 — la broche n'est pas le goulot d'étranglement"
                },
                {
                    "Elément": "10 kW turning ceiling",
                    "Valeur": "215–230 cm³/min",
                    "Comment la lire": "La puissance permet plus que ce que les ateliers font d'habitude"
                },
                {
                    "Elément": "10 kW milling ceiling, cycle avg",
                    "Valeur": "170–185 cm³/min",
                    "Comment la lire": "Moyenne de cycle au facteur de 80 % en coupe"
                },
                {
                    "Elément": "20 kW turning ceiling",
                    "Valeur": "430–460 cm³/min",
                    "Comment la lire": "Double le plafond, pas la coupe admissible"
                },
                {
                    "Elément": "Actual limiter",
                    "Valeur": "Heat and tool life",
                    "Comment la lire": "Utiliser les vitesses des paramètres de coupe avec un refroidissement haute pression — la fraîcheur est une condition préalable, pas une option"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "Une broche de 20 kW double-t-elle mon taux d'enlèvement ?",
            "columns": [
                "Paramètre",
                "Outil Ø12 (exemple calculé)",
                "Outil Ø20 (illustratif)"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Paramètre": "Tool",
                    "Outil Ø12 (exemple calculé)": "Ø12 mm, 3-flute carbide end mill",
                    "Outil Ø20 (illustratif)": "Ø20 mm — an example, not a recommendation"
                },
                {
                    "Paramètre": "Radial width a_e (mm)",
                    "Outil Ø12 (exemple calculé)": "6",
                    "Outil Ø20 (illustratif)": "10"
                },
                {
                    "Paramètre": "Axial depth a_p (mm)",
                    "Outil Ø12 (exemple calculé)": "6",
                    "Outil Ø20 (illustratif)": "10"
                },
                {
                    "Paramètre": "Feed speed V_f (mm/min)",
                    "Outil Ø12 (exemple calculé)": "2,388",
                    "Outil Ø20 (illustratif)": "2,000"
                },
                {
                    "Paramètre": "MRR (cm³/min)",
                    "Outil Ø12 (exemple calculé)": "86",
                    "Outil Ø20 (illustratif)": "200"
                },
                {
                    "Paramètre": "Cutting time for 25 cm³",
                    "Outil Ø12 (exemple calculé)": "17.5 s",
                    "Outil Ø20 (illustratif)": "7.5 s"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "Pourquoi le MRR de fraisage est-il inférieur au tournage sur la même machine ?",
            "columns": [
                "Étape",
                "Règle",
                "6061-T6, 10 kW"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Étape": "1",
                    "Règle": "Turning ceiling: Q_max = 60 × 10 × 0.6375 / K_p, rounded to 5 cm³/min",
                    "6061-T6, 10 kW": "425–505"
                },
                {
                    "Étape": "2",
                    "Règle": "Milling column = 0.8 × the rounded turning column, rounded to 5 cm³/min",
                    "6061-T6, 10 kW": "340–405"
                },
                {
                    "Étape": "3",
                    "Règle": "20 kW columns = 2 × the 10 kW columns (exact doubling)",
                    "6061-T6, 10 kW": "850–1,010 turning / 680–810 milling"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "Quelle charge de broche viser en ébauche ?",
            "columns": [
                "Paramètre",
                "Valeur",
                "Base"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Paramètre": "Rated spindle power P_rated",
                    "Valeur": "10 / 20 kW",
                    "Base": "Les deux classes de puissance CNC communes"
                },
                {
                    "Paramètre": "Drive efficiency η",
                    "Valeur": "0.85",
                    "Base": "Hypothèse de planification, pas une mesure — confirmer contre les données du constructeur de machine-outil"
                },
                {
                    "Paramètre": "Roughing load factor L",
                    "Valeur": "0.75",
                    "Base": "Milieu de la plage cible 70–85 % (S5)"
                },
                {
                    "Paramètre": "Usable cutting-power factor",
                    "Valeur": "0.85 × 0.75 = 0.6375 ≈ 0.64",
                    "Base": "Seuls 0.64 kW de chaque kW nominal atteignent le copeau"
                },
                {
                    "Paramètre": "Tool condition",
                    "Valeur": "Sharp carbide",
                    "Base": "Les tables K_p sont établies pour des outils coupants"
                },
                {
                    "Paramètre": "Milling in-cut factor",
                    "Valeur": "0.80",
                    "Base": "Exemple S5 : 80 % du cycle en coupe"
                },
                {
                    "Paramètre": "Coolant and setup",
                    "Valeur": "Stable, no chatter",
                    "Base": "Acier et inox arrosage d'émulsion ; titane refroidissement haute pression ; aluminium inondation ou MQL"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "Quelle est la formule MRR pour le fraisage et le tournage ?",
            "columns": [
                "Étape",
                "Grandeur",
                "Valeur"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Étape": "1",
                    "Grandeur": "Removal volume V",
                    "Valeur": "50 × 50 × 10 mm pocket = 25 cm³"
                },
                {
                    "Étape": "2",
                    "Grandeur": "Tool and engagement",
                    "Valeur": "Ø12 mm, 3-flute carbide end mill; V_c 300 m/min; f_z 0.10 mm/tooth; a_e = a_p = 6 mm"
                },
                {
                    "Étape": "3",
                    "Grandeur": "Spindle speed n = 1,000 × V_c / (π × D)",
                    "Valeur": "7,958 → take 7,960 rpm"
                },
                {
                    "Étape": "4",
                    "Grandeur": "Feed speed V_f = n × z × f_z",
                    "Valeur": "7,960 × 3 × 0.10 = 2,388 mm/min"
                },
                {
                    "Étape": "5",
                    "Grandeur": "MRR Q = a_e × a_p × V_f / 1,000",
                    "Valeur": "6 × 6 × 2,388 / 1,000 = 85.97 → 86 cm³/min"
                },
                {
                    "Étape": "6",
                    "Grandeur": "Cutting time T = V / Q",
                    "Valeur": "25 / 86 = 0.291 min = 17.5 s (21.8 s with 20% non-cutting)"
                },
                {
                    "Étape": "7",
                    "Grandeur": "Power check P_c = K_p × Q, spindle input P_c / 0.85",
                    "Valeur": "0.90 × 1.433 = 1.29 kW → 1.52 kW → 15.2% of 10 kW"
                },
                {
                    "Étape": "8",
                    "Grandeur": "Reading",
                    "Valeur": "Spindle only 15% loaded — the Ø12 cutter in a 50 mm pocket is tool-limited; the 425 cm³/min ceiling would need V_f 11,806 mm/min, five times beyond this cutter"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "Comment convertir le MRR en temps d'usinage ?",
            "columns": [
                "Cas de taux",
                "Q (cm³/min)",
                "Temps pour 25 cm³ (s)"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Cas de taux": "Worked example toolpath (Ø12 in 6061)",
                    "Q (cm³/min)": "86",
                    "Temps pour 25 cm³ (s)": "17.5"
                },
                {
                    "Cas de taux": "Ø20 cutter example",
                    "Q (cm³/min)": "200",
                    "Temps pour 25 cm³ (s)": "7.5"
                },
                {
                    "Cas de taux": "6061 10 kW turning ceiling",
                    "Q (cm³/min)": "425",
                    "Temps pour 25 cm³ (s)": "3.5"
                },
                {
                    "Cas de taux": "304 planning low end",
                    "Q (cm³/min)": "130",
                    "Temps pour 25 cm³ (s)": "11.5"
                },
                {
                    "Cas de taux": "4140 milling planning low end",
                    "Q (cm³/min)": "90",
                    "Temps pour 25 cm³ (s)": "16.7"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "Quelle précision ont ces chiffres MRR pour coter ?",
            "columns": [
                "Conflit",
                "Source A",
                "Source B",
                "Traitement sur cette page"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Conflit": "304 / 316 unit power",
                    "Source A": "S3 handbook band 1.64–1.97 (150–200 HB, sharp tools)",
                    "Source B": "S4 energy-study value 2.94 (austenitic 150–275 HB)",
                    "Traitement sur cette page": "La bande complète 1.64–2.94 reste dans les tableaux ; coter depuis l'extrémité 130 cm³/min sauf si la dureté et les outils sont confirmés à l'extrémité favorable"
                },
                {
                    "Conflit": "C36000 unit power",
                    "Source A": "S3 leaded brass 0.82",
                    "Source B": "S4 leaded brass 1.90",
                    "Traitement sur cette page": "0.82 correspond à la physique du laiton (K_p ≈ k_c / 1,000, k_c ≈ 800 N/mm²), donc préférer l'extrémité 0.82 ; la bande 200–465 reste comme enveloppe enregistrée"
                },
                {
                    "Conflit": "1045 / 4140 ranges",
                    "Source A": "S3 by 20 HB steps",
                    "Source B": "S4 220–420 HB envelope",
                    "Traitement sur cette page": "Pas un conflit — la plage suit la dureté ; ne pas la décrire comme sources en désaccord"
                }
            ]
        }
    ]
}