Pourquoi l'usinage rapide booste l'efficacité dans la fabrication moderne

Les entreprises qui conçoivent et fabriquent des pièces plastiques ou métalliques auront souvent besoin de services d'usinage rapide à un moment du développement produit.

Cet article examine les tenants et aboutissants du processus et son importance.

Qu'est-ce que l'usinage rapide ?

L'usinage rapide est l'usinage de pièces et prototypes avec un focus explicite sur la réduction du temps de fabrication. Il implique généralement l'usinage CNC (fraisage, tournage, etc.) mais peut inclure l'usinage manuel pour pièces simples.

L'usinage peut être accéléré de diverses façons. Selon les exigences client, l'usinage rapide peut impliquer l'utilisation accrue de machines à haut couple et de techniques d'ébauche pour accélérer l'enlèvement de matière. Il peut aussi impliquer des matériaux faciles à usiner comme les alliages d'aluminium plutôt que des matériaux demandant plus de temps.

Bien que non mutuellement exclusifs, l'usinage rapide peut être vu comme un contrepoint à l'usinage de précision, qui privilégie l'exactitude et le détail sur la vitesse.

Avantages et inconvénients

L'usinage rapide est un outil essentiel pour le prototypage, le développement produit, la fabrication en faible volume et les pièces sur mesure. Mais il ne convient pas à tous les travaux.

Avantages et inconvénients :

Avantages

• Le moyen le plus rapide de produire des pièces avec équipement CNC
• Itération rapide des prototypes pour accélérer le développement produit
• Facile de fabriquer plusieurs versions d'une pièce pour tests mécaniques, etc.
• Time-to-market plus court
• Pièces plus solides que les autres procédés rapides comme l'impression 3D
• Pas de quantité minimale de commande
• Pas de coûts d'outillage ou de démarrage
• Compatible avec une gamme de métaux et plastiques
• Gamme d'options de finition de surface
• Évolutif car le CNC convient à la production ultérieure

Inconvénients

• Qualité inférieure à l'usinage de précision
• Moins de liberté géométrique que l'impression 3D
• Plus lent que le moulage pour grosses commandes (100+)

Comment l'usinage rapide accélère le développement produit et réduit le time-to-market

Depuis des décennies, l'usinage rapide est le processus de référence pour les concepteurs voulant faire avancer leur produit d'une étape à l'autre.

Les prototypes usinés rapidement servent aux tests et évaluation, et il est facile de fabriquer plusieurs itérations d'un design pour analyse comparative. Certains prototypes usinés rapidement conviennent même à l'usage final.

On comprend pourquoi designers et ingénieurs reviennent vers l'usinage rapide pour des pièces instantanées. Aujourd'hui, la plupart des pièces sont conçues en CAO, et les fichiers exportés sont traitables par machines CNC avec préparation minimale. Cela comble l'écart entre la finalisation d'un design prototype et la réception de la pièce finie.

Le processus se répète souvent plusieurs fois. Si les concepteurs commandent des prototypes pour tests, ils devront ajuster leurs designs et construire plusieurs itérations avant que la pièce soit prête pour la production.

L'usinage rapide fournit aussi des prototypes similaires aux pièces finales en qualité, performance mécanique et apparence. D'autres procédés comme l'impression 3D et l'assemblage manuel ont leurs avantages, mais si une pièce sera finalement fabriquée en CNC, un prototype usiné sera évidemment plus représentatif.

S'engager sur un processus de fabrication cohérent apporte des avantages temporels évidents. Si un prototype imprimé 3D doit être reconçu en pièce finale usinable, une toute nouvelle étape de design s'ajoute. Pas de telle étape pour les prototypes usinés rapidement.

Un workflow de développement produit avec usinage rapide peut suivre ces lignes :

1. Concept
2. Conception CAO de la pièce
3. Prototype(s) conceptuel(s) initial(aux) via usinage rapide
4. Tests et évaluation
5. Prototype(s) fonctionnel(s) via usinage rapide
6. Tests et évaluation mécaniques
7. Prototype(s) pré-production via usinage de précision
8. Présentation, marketing, etc.
9. Production
10. Distribution

Finalement, un développement produit plus rapide et un time-to-market plus court donnent un avantage concurrentiel et augmentent les chances de succès commercial.

Quel niveau de qualité attendre de l'usinage rapide ?

L'usinage rapide est le plus souvent utilisé comme processus de prototypage. Les clients doivent se rappeler qu'il existe d'autres options (usinage de précision) mieux adaptées aux pièces détaillées exigeant des tolérances serrées. Comme son nom l'indique, l'usinage rapide privilégie la vitesse.

Cela dit, l'usinage rapide peut produire des pièces et prototypes de qualité professionnelle à un niveau très élevé.

Commander auprès d'un spécialiste permet au client de stipuler le niveau de qualité requis, en spécifiant tolérances et en choisissant un matériau de qualité et prix adaptés.

Tolérances larges, designs simples et matériaux à haute usinabilité permettent aux opérateurs de travailler plus vite, donnant une priorité moindre à la qualité de la pièce. En prototypage et développement, c'est généralement une voie sensée, car les opérateurs pros font encore de bonnes pièces en travaillant vite.

Comment 3ERP atteint des vitesses élevées en usinage rapide

Choisir l'usinage rapide n'en vaut la peine que si l'entreprise sait vraiment faire les choses efficacement — sinon le client sacrifie la qualité sans en tirer les bénéfices.

3ERP est spécialiste de l'usinage rapide et a perfectionné plusieurs techniques pour des pièces de qualité faites vite.

Voici pourquoi nous usinons plus vite que la concurrence :

C'est dans notre nature : 3ERP a été fondé comme entreprise de prototypage rapide, et toute notre organisation — des interactions clients au plancher d'usine — est optimisée pour des délais courts, quel que soit le projet.

Nous savons quelles machines utiliser : Différents projets demandent différents équipements. Pour de grosses pièces nécessitant beaucoup d'enlèvement de matière, nous pourrions employer une machine 20 kW à haut couple avec broche 12 000 tr/min ; pour des finitions de surface détaillées, une machine à couple plus faible avec broche 24 000 tr/min.

Nous savons couper vite : L'usinage rapide ne s'obtient pas en enlevant le plus de matière possible d'un coup : parfois plusieurs passes légères sont plus rapides qu'une passe profonde. L'usinage rapide implique le bon outil de coupe, les bonnes passes, et l'utilisation de logiciels FAO haut de gamme pour déterminer les chemins d'outil les plus efficaces.

Délais serrés : Usinage rapide ou impression 3D ?

L'impression 3D a changé le paysage du prototypage en permettant de fabriquer des pièces uniques en quelques heures. Les imprimantes 3D peuvent même fonctionner en bureau, réduisant le besoin d'usines et ateliers traditionnels.

Vu la vitesse et simplicité de l'impression 3D, certains développeurs se tournent automatiquement vers la fabrication additive plutôt que soustractive comme l'usinage CNC rapide quand le temps presse.

Mais l'impression 3D est-elle toujours la meilleure option pour des pièces à délai court ?

Pour du prototypage interne, il n'y a probablement pas de meilleure solution rapide que l'impression 3D, les imprimantes nécessitant peu d'expertise et imprimant en quelques heures. Cependant, un service d'usinage rapide professionnel peut être plus rapide et donner de meilleurs résultats qu'un service d'impression 3D comparable.

Il y a des parallèles évidents : les deux utilisent des designs numériques convertis en G-code, et sont des solutions tout-en-un sans outillage ni machinerie séparée.

Facteurs à considérer pour choisir :

• Certaines pièces sont plus vite imprimées ; d'autres plus vite usinées
• Même si l'impression 3D est plus rapide, retravailler un prototype imprimé en pièce finale usinée peut prendre longtemps
• Métaux et plastiques s'usinent avec le même équipement ; les imprimantes 3D ne font qu'un ou l'autre
• Les prototypes usinés sont généralement plus proches de la pièce finale que les imprimés

3ERP est spécialiste de l'usinage rapide. Demandez un devis gratuit pour votre prochain projet d'usinage rapide.