Quels sont les inducteurs de coût du moulage au sable ?

Le moulage au sable est un moyen rentable de produire des pièces dans une large gamme de métaux. Cependant, un examen attentif du processus et de la pièce en cours de fabrication peut parfois révéler des opportunités d'économiser de l'argent. La clé est de savoir quels facteurs contribuent le plus au coût.

Coûts récurrents et non récurrents

Le moulage au sable est un processus de formage des métaux. Le métal en fusion est versé dans une cavité formée dans du sable et on le laisse se solidifier. Une fois refroidie, la pièce moulée est extraite du sable et les glissières et contremarches (les canaux par lesquels le métal entre et sort de la cavité) sont retirées. À partir de là, la pièce passe à l'usinage où des caractéristiques de tolérance serrées telles que des trous, des filetages et des surfaces de montage sont produites.

Certains des coûts de production d'une pièce moulée en sable sont encourus à chaque cycle ou pièce. D'autres ne sont engagées qu'au début ou avant la production. Ceux-ci sont considérés comme non récurrents.

Coûts récurrents

Le métal est un coût récurrent :il est nécessaire pour chaque pièce moulée. Il en va de même pour l'énergie utilisée pour faire fondre le métal et le travail nécessaire pour créer la cavité, retirer le moulage et le préparer pour l'usinage. (Les systèmes de moulage au sable automatisés utilisés pour la production à grand volume ont des coûts de main-d'œuvre directs minimes.)

D'autres coûts importants comprennent le sable et l'inspection. Le sable est consommé dans le processus, bien que les opérations de moulage soient capables de récupérer et de réutiliser une proportion élevée. L'inspection et les tests, que ce soit pour le contrôle dimensionnel ou la détection des défauts de coulée, doivent être considérés comme un coût récurrent.

Coûts non récurrents

Celles-ci concernent l'outillage qui forme la cavité et le temps nécessaire pour mettre en place l'équipement ou le processus. Les principaux éléments d'outillage sont pour le modèle et tous les noyaux supplémentaires.

L'outillage de modèle comprend des pièces qui ressemblent à la pièce coulée, mais plus grandes avec diverses tolérances et angles de dépouille ajoutés, et des pièces qui forment le système de distribution du métal. L'outillage pour les noyaux consiste à produire des inserts supplémentaires dont le but est de créer des vides à l'intérieur de la pièce moulée. (Par exemple, les corps de vanne ont généralement besoin de noyaux.)

L'outillage pour le moulage au sable peut être utilisé plusieurs fois. Cependant, il finira par s'user. (Dans ce contexte, "l'usure" signifie qu'il est usé par le processus de compactage du sable autour de lui et ne peut plus maintenir les dimensions et les tolérances nécessaires.) L'outillage peu coûteux pour la production en petite quantité est souvent fabriqué à partir de bois ou de plastique. Le métal est préféré pour les volumes plus importants.

Alors que les coûts d'outillage ne sont encourus qu'au début de la production, les coûts de configuration surviennent au début de chaque cycle de production. Celles-ci concernent la main-d'œuvre et les matériaux nécessaires pour préparer l'équipement de coulée.

La quantité entraîne des coûts

Les coûts non récurrents sont répartis sur le nombre de pièces coulées. Pour les commandes en grande quantité satisfaites par de longs cycles de production, les coûts d'outillage et de configuration ne représentent qu'une très petite fraction du coût total. À l'inverse, lorsqu'un cycle de production est court, les coûts d'outillage et de mise en place ont tendance à prédominer. Comprendre et agir sur les inducteurs de coûts signifie prendre en compte les quantités.

Facteurs de coût dans les commandes en grande quantité/Longs cycles de production

Le facteur le plus important est le volume et le type de métal utilisé pour la pièce, les glissières et les contremarches. Cela entraîne des coûts énergétiques, des taux de production et même des coûts d'outillage. Il en découle que pour réduire le coût d'un moulage au sable, il faut chercher à utiliser du métal moins cher en plus petites quantités.

Les prix des métaux sont influencés par les éléments d'alliage utilisés. Au sein de familles de métaux similaires, certains sont plus coulables (ce qui signifie qu'ils ont de meilleures propriétés d'écoulement) que d'autres. Les métaux qui coulent mieux se traduiront généralement par des coûts à la pièce légèrement inférieurs. Les spécialistes de la fonderie peuvent indiquer si le passage d'un alliage à un autre présente des avantages dans des cas spécifiques.

Inducteurs de coût de faible volume/de prototypage

Dans les scénarios de petites quantités, les coûts d'outillage dépassent généralement le coût du métal. Ainsi, le moyen de faire des économies est de simplifier, et si possible de réduire, l'outillage. Les aspects spécifiques à examiner incluent :

• Divisez le moulage en plus petits morceaux pour un soudage ou un assemblage ultérieur (permet l'utilisation de flacons plus petits)
• Réduire la complexité :fonctionnalités internes de la machine au lieu d'utiliser des cœurs
• Revoir les tolérances d'usinage et de distorsion appliquées ; les ouvrir simplifie le travail des modélistes
• Établissez des tolérances aussi généreuses que possible

Priorité par quantité

Partout, les fabricants sont sous pression pour réduire les coûts et pour beaucoup, le moulage au sable est une voie à explorer. Pour les commandes de petites quantités, commencez par rechercher des moyens de simplifier l'outillage, même au détriment de l'ajout d'opérations secondaires. Dans une production en grande quantité, les coûts d'outillage n'ont qu'un faible impact sur les coûts totaux :ici, la manière de faire des économies consiste à réduire la quantité de métal utilisée, et peut-être à passer à un alliage moins cher.