Coûts d'outillage de fabrication - Un guide complet

Avec l'augmentation des coûts de la main-d'œuvre, du transport et des matériaux dans tous les secteurs manufacturiers, les entreprises sont impatientes de trouver des moyens d'économiser de l'argent. Pour l'usinage CNC, l'outillage est un coût supplémentaire, souvent imprévu, qui doit être engagé dans le cadre de l'activité.

Développer une meilleure compréhension des facteurs qui jouent un rôle dans les coûts d'outillage et apprendre comment vous pouvez suivre la santé des outils vous aidera à gérer un résultat net plus sain. Ce guide explore les facteurs qui influent sur les coûts d'outillage et les avantages associés à la mesure de cet élément de dépense.

Quel est le coût de l'outillage ?

Les coûts d'outillage représentent le prix de l'outillage amorti sur la durée de vie de l'outil divisé par le nombre de pièces qui ont été fabriquées pendant la durée de vie de l'outil. Il s'agit d'une mesure difficile à surveiller, mais avec une solution pour comprendre la durée de vie de l'outil, les fabricants peuvent mieux comprendre les performances et le coût de leur outillage.

Pourquoi l'outillage est-il important ? N'est-ce pas un coût mineur ?

La prise en compte du coût de l'outillage est importante car la qualité et l'état de l'outillage détermineront la qualité de la pièce finie.

Les caractéristiques de précision et de performance d'un outil détermineront la vitesse et la précision des pièces finies. Cela garantira également la répétabilité de la fabrication et la précision de chaque pièce sortant de la ligne. Le processus d'outillage n'est pas une question d'approvisionnement "le moins cher". La conception de l'outil doit être considérée avec d'autres variables, y compris le type et le volume des pièces produites et la dureté du matériau.

Choisir un outil trop dur pour le type de pièce produite peut entraîner des défauts de qualité et des coûts plus élevés. Choisir un outil qui n'est pas assez dur pour les pièces usinées signifie que les outils s'usent ou se cassent plus rapidement.

Quel devrait coûter l'outillage ?

Les coûts d'outillage dépendront du type de produit fabriqué. Les coûts d'outillage de l'entreprise peuvent être aussi bas que 3 % ou aussi élevés que 6 % des coûts de production. Étant donné que tous les outils doivent éventuellement être remplacés, les outils sont généralement considérés comme des consommables.

Supposons qu'une entreprise fabrique des unités de précision en volume pour chaque client et ait de petites pièces dans sa gamme de produits. Dans ce cas, le coût de l'outillage peut être prédit avec précision grâce à une analyse de l'utilisation au fil du temps.

Cependant, supposons que l'entreprise produise de nombreuses pièces ou fabrique de nombreuses pièces personnalisées en volume ou en pièces uniques pour chaque client. Dans ce cas, ils devront disposer d'un inventaire plus complet d'outils pour tenir compte de différentes variables telles que le matériau vierge.

Quels facteurs ont un impact sur le coût de l'outillage ?

Bien que de nombreux facteurs influent sur les coûts d'outillage, ils sont tous liés au type de matériau travaillé, au nombre d'actions requises par les spécifications de la pièce et à la qualité de l'outil.

Matériel

Les industries telles que la médecine, l'aérospatiale et la défense ont des exigences extrêmement strictes en matière de pièces à haute résistance. Des matériaux tels que l'acier trempé, le titane et d'autres nécessiteront des outils d'une dureté plus élevée pour effectuer des coupes. Ces outils sont naturellement plus chers que ceux utilisés pour couper, percer ou finir des matériaux moins durs.

Spécification de la pièce

Le nombre d'actions que la machine CNC doit effectuer a également un impact sur le coût de l'outillage. Les coupes simples ou les alésages nécessitent moins d'outils. Les coupes complexes, les alésages et le tournage nécessiteront plus d'outils. Les pièces peuvent également nécessiter des finitions de surface spécifiques telles que le polissage ou l'ajout d'éléments pouvant être saisis par d'autres outils ou revêtements tels que des joints. Chaque étape supplémentaire dans les spécifications de conception augmentera les coûts d'outillage.

Qualité des outils

Les outils doivent provenir de fournisseurs ayant une connaissance approfondie des caractéristiques de performance des surfaces à découper. Ils doivent être produits avec des spécifications de processus de fabrication exactes qui garantissent la trempe et le traitement thermique appropriés pour éviter un ternissement ou une fragilité rapide. Les outils doivent également être bien adaptés à la machine utilisée pour éviter une force, une vitesse ou une capacité incompatibles.

Les avantages de la mesure des coûts d'outillage

La mesure de la durée de vie de l'outil permet aux mesures du coût de l'outillage d'être plus précises. L'utilisation d'un calcul d'usinabilité pour la durée de vie de l'outil qui compare les propriétés des matériaux par rapport aux caractéristiques de l'outil signifie qu'une entreprise peut développer des graphiques ou des algorithmes pour les quantités d'achat, les types et les durées de vie.

D'autres méthodes incluent la mesure de la force et de la puissance de l'équipement et la prise en compte de l'indice d'usinabilité du matériau.

La mesure du coût des outils présente plusieurs avantages, notamment :

1. Réduction des coûts des matériaux :la mesure du coût des différents types d'outillage peut entraîner une réduction des coûts des matériaux. Des outils de haute qualité peuvent coûter plus cher, mais si leur durée de vie est plus longue et qu'ils subissent moins de casse, les entreprises peuvent réaliser moins de rebuts et moins de déchets.
2. Évaluer les processus de production :la qualité de l'outil affecte directement l'équipement dans lequel il est utilisé et met à l'épreuve les compétences de l'opérateur. Il n'est pas rare que les capacités d'une machine ou d'un opérateur soient remises en question. La mesure du coût des outils peut permettre de mieux comprendre la consommation d'énergie, la force utilisée et d'autres variables permettant de modifier le processus.
3. Modifications de conception :en mesurant les coûts des outils, les défauts de conception peuvent être découverts pour améliorer l'assurance qualité. Les modifications peuvent être aussi simples qu'une réorientation de la pièce ou aussi complexes que la modification du nombre de coupes. Avec une compréhension des coûts des outils, les décideurs peuvent avoir un aperçu des changements à suggérer pour fournir la pièce de la plus haute qualité.
4. Réduction des coûts énergétiques :la vitesse élevée et la force élevée sont des variables à haute énergie. En comprenant le coût des outils, les responsables peuvent analyser l'énergie nécessaire à la casse pour trouver des outils capables de mieux gérer ces éléments.

Comment pouvez-vous maximiser votre investissement dans l'outillage ? [Étude de cas]

Lorsque BC Machining a demandé de l'aide pour faire face aux bris d'outils continus et aux taux de rebut élevés, ils ont fait appel à MachineMetrics pour trouver une solution. BC Machining est au service des industries médicales, de la défense, des transports et des outils électriques où la précision est essentielle.

BC Machining a connu des bris d'outils excessifs dans ses machines CNC suisses, créant des rebuts à la fois au point de rupture et à la fin de la durée de vie de l'outil lorsque les pièces peuvent varier hors des spécifications.

À l'aide de la solution MachineMetrics de capture de données à haute fréquence et de leur analyse à l'aide d'algorithmes avancés, BC a pu identifier les bris d'outils pour éviter les rebuts.

La baisse des pièces perdues, du tri et de l'incertitude s'est traduite par une détection des pannes à près de 100 % et une économie annuelle de 72 000 USD par machine.

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MachineMetrics propose un système de surveillance pour l'évaluation des outils qui collecte les données directement à partir de la source - la machine CNC elle-même. Grâce à des algorithmes personnalisés conçus pour surveiller l'utilisation du couple, les entrées peuvent être saisies dans le système sous forme d'événements de séries chronologiques ou de modèles d'apprentissage automatique pour prédire avec précision la défaillance de l'outil.

L'adaptateur de données haute fréquence de MachineMetrics peut détecter les problèmes et analyser les données à la périphérie pour automatiser les solutions et alerter le personnel des problèmes avant que la panne ne se produise, évitant ainsi les rebuts et les temps d'arrêt coûteux. Grâce aux diagnostics avancés de la machine, l'outillage est optimisé et intégré dans un système de maintenance prédictive agressif et entièrement automatisé. Pour voir comment MachineMetrics peut être déployé pour vous aider à maîtriser les besoins de santé de votre outil, réservez une démonstration avec notre équipe dès aujourd'hui.