Comment économiser 90 % par pièce grâce au formage incrémentiel robotisé

Pourquoi le formage de feuilles est-il si cher ? ? Nous expliquons pourquoi et montrons comment calculer combien vous pourriez économiser en utilisant le formage incrémental robotisé.

Le formage d'un matériau en feuille peut être coûteux. À moins que vous ne fabriquiez d'énormes séries de pièces identiques, le coût peut être restrictif, en particulier si vous êtes un fabricant à haut volume et à faible volume.

Qu'êtes-vous censé faire ? Devriez-vous simplement renoncer à utiliser des matériaux en feuilles? Non.

Heureusement, il existe un moyen de bénéficier des avantages du formage de feuilles à un prix avantageux :le formage incrémentiel robotisé. Tout ce dont vous avez besoin est un robot et une copie de RoboDK.

Dans cet article, nous expliquerons pourquoi le formage traditionnel de feuilles est si cher et comment vous pouvez calculer vos économies potentielles.

5 facteurs qui rendent la formation de feuilles traditionnelle coûteuse

L'une des méthodes les plus courantes de formage de matériau en feuille est l'emboutissage profond, qui consiste à étirer le matériau sur une matrice.

Un facteur affecte énormément le coût de cette méthode :

1. Fabrication de la matrice — La principale dépense est le coût de fabrication de la matrice elle-même. Cela peut facilement représenter plusieurs fois le coût de production de chaque pièce. Pour équilibrer ce coût, il est nécessaire de produire des centaines ou des milliers de la même pièce.

D'autres facteurs qui augmentent le coût de la formation de feuilles sont :

1. Coûts associés au fait d'avoir de nombreux fournisseurs — Les matrices sont souvent fabriquées par des fabricants de matrices externes. Ce n'est pas idéal. D'après une étude menée par le cabinet de conseil McKinsey, l'une des principales différences entre les entreprises prospères et celles qui ne le sont pas est qu'elles limitent le nombre de leurs fournisseurs.
2. Longs délais de livraison pour les matrices — La fabrication d'un moule prend beaucoup de temps, notamment par rapport au temps de production. La conception et la fabrication d'une matrice peuvent prendre des jours. Le formage incrémentiel peut être réalisé en quelques minutes ou heures (selon la taille et la complexité de la pièce).
3. Rebut — L'emboutissage profond produit plus de déchets. Bien que la ferraille puisse être revendue pour récupérer une partie des coûts, cela signifie que vous devez acheter des feuilles supplémentaires pour en tenir compte. Par exemple, une étude a révélé que la fabrication d'une pièce par emboutissage profond nécessitait 12 % de matière en plus que la fabrication de la même pièce par formage incrémentiel.
4. Lubrifiant — L'emboutissage profond nécessite des lubrifiants plus nombreux et plus durs que le formage incrémental. Cela augmente le coût de diverses manières, notamment en exigeant des systèmes d'aération spéciaux, des filtres et des vêtements de protection. Cela peut également ajouter jusqu'à 10 % du coût de la pièce pour la nettoyer par la suite.

Le formage incrémental robotisé vous permet de réduire ces coûts ou, dans certains cas, de les éliminer complètement.

3 étapes pour calculer si le formage incrémentiel vous fera économiser de l'argent

D'accord, donc le formage incrémentiel robotisé peut être plus rentable. Cependant, votre question est probablement la suivante :est-ce que ce sera rentable pour moi ! ?

Il y a trois étapes simples pour le savoir :

1. Calculez le coût d'un formage de feuille traditionnel.
2. Calculez le coût du formage incrémentiel robotisé.
3. À partir de vos réponses, calculez votre seuil de rentabilité. Cela déterminera la taille du lot, ce qui rendra le processus traditionnel plus rentable.

Regardons chacune de ces étapes une par une.

1. Calculer le coût du formage traditionnel

Le coût du formage de feuille traditionnel peut être divisé en deux parties :le coût de la matrice et le coût de chaque pièce.

Vous pouvez calculer le coût de n'importe quelle pièce fabriquée à l'aide de l'équation suivante :

Utilisez cette équation pour calculer à la fois le coût de chaque feuille formée et le coût de la matrice. Pour la fabrication de la matrice, le temps de cycle sera plus long et le coût d'usinage sera plus élevé. Le coût des matériaux peut également être plus élevé, selon les matériaux utilisés.

Le coût de production total est alors :

Comme je l'ai mentionné ci-dessus, l'emboutissage profond produit une quantité raisonnable de rebut, qui sera ajoutée au coût de la matière première.

Exemple

En utilisant l'exemple de cette étude de recherche, imaginons que chaque pièce emboutie nécessite 3,1 kg de matériau pour un coût de 0,7 $/kg. Il en coûte 25 $/h pour former chaque feuille et le processus d'emboutissage profond peut produire 420 pièces par heure. Supposons un coût de rebut de 10 % et une efficacité de 100 %.

Ainsi le coût d'un lot de 50 pièces (hors coût de la matrice) est :

Cependant, le coût de la matrice elle-même s'avère être de 3 000 $, soit dix fois plus que le coût par pièce. Par conséquent, le coût de production total est de 3 122,15 $.

2. Calculer le coût du formage incrémentiel robotique

L'équation ci-dessus peut également être utilisée pour calculer le « coût par pièce » du formage incrémentiel robotisé. Le temps de cycle et le coût horaire de formage seront plus élevés pour le formage incrémentiel que pour l'emboutissage profond.

Le coût total est alors :

Comme vous pouvez le voir, il y a aussi un coût de fixation unique ; cependant, cela sera bien inférieur au coût de fabrication d'une matrice. Il n'y a pas de coût de rebut, mais cela peut être inclus le cas échéant.

Exemple

S'appuyant sur la même étude de recherche qu'auparavant, disons que le formage incrémentiel de la même pièce nécessite 1,7 kg par pièce également à 0,7 $/kg. Il en coûte 33 $/h pour le processus de formage robotisé et il peut produire 7,5 pièces par heure. Il y a un coût unique de 41 $.

Pour un lot de 50 pièces, le coût est désormais :

Comme vous pouvez le voir, même si le formage incrémental prend beaucoup plus de temps que l'emboutissage profond, le coût élevé de la matrice signifie qu'il est 90 % moins cher d'utiliser le formage incrémental pour cette taille. du lot.

3. Calculez votre seuil de rentabilité

Quelle doit être la taille de votre lot pour justifier l'emboutissage ?

Vous pouvez calculer votre seuil de rentabilité en utilisant cette équation combinée, qui compare le coût de l'emboutissage profond traditionnel et du formage incrémental :

Pour l'exemple que nous avons utilisé, cela correspond à une taille de lot de 726,13. Par conséquent, si le lot est de 726 ou moins, le formage incrémentiel est plus rentable. Si le lot est de 727 ou plus, le formage traditionnel est préférable.

Pour les petits lots, vous constaterez souvent que c'est le cas.

Comment réaliser une formation robotique incrémentielle avec RoboDK

Il est étonnamment facile d'utiliser un robot pour le formage incrémental. À l'aide de RoboDK, vous pouvez générer le code du robot à l'aide du code G standard en quelques minutes à l'aide de notre outil d'usinage.

Consultez notre étude de cas de l'Institut Maupertuis pour un exemple et des instructions sur la façon de le faire vous-même.