Comment réduire les coûts d'usinage CNC

L'usinage CNC fait partie intégrante de nombreuses industries - obtenir les outils et les pièces dont vous avez besoin avec une précision difficile à battre. Les entreprises recherchent souvent des moyens de réduire leurs budgets - et la réduction des coûts d'usinage CNC ne fait pas exception. Pour réduire les prix de l'usinage CNC, vous devez d'abord comprendre le processus d'usinage et les différents facteurs qui affectent le prix.

Découvrez comment vous pouvez modifier ou réviser votre conception CNC pour être plus compatible avec les machines CNC et réduire considérablement les coûts.

Comment calculer les coûts d'usinage CNC

Les coûts d'usinage CNC varient en fonction de plusieurs facteurs, notamment le temps nécessaire pour terminer le projet ainsi que la machine spécifique utilisée, comme les machines à trois et cinq axes. Les ateliers d'usinage CNC fixent généralement leurs propres taux horaires pour leurs différents types de machines. Par exemple, les machines CNC à cinq axes coûtent souvent environ 100 $ de l'heure, tandis que les machines à trois axes coûtent généralement moins cher.

N'oubliez pas qu'il ne s'agit que du coût de fonctionnement des machines CNC. Ceux-ci peuvent servir de base, mais vous devrez également penser au coût de la main-d'œuvre. De plus, plusieurs autres facteurs peuvent affecter le prix des pièces CNC, que nous abordons dans la section suivante. Étant donné que les prix peuvent varier, il est préférable de consulter les magasins CNC potentiels avant de vous engager dans votre commande afin d'avoir une idée de la façon dont cela affectera votre budget.

Qu'est-ce qui impacte le coût des pièces CNC ?

Si vous êtes intéressé par la réduction des coûts d'usinage CNC, vous devez d'abord comprendre les facteurs qui influent sur le coût des pièces CNC - temps d'usinage, coûts de démarrage, coûts des matériaux et plus encore. Voici quelques informations générales sur chacun de ces facteurs qui peuvent être utilisées pour réduire les coûts de production :

• Temps d'usinage : Il s'agit généralement du principal facteur de coût lorsqu'il s'agit d'usinage CNC. En règle générale, plus une pièce prend du temps à usiner, plus elle coûtera cher.
• Coûts de démarrage : Ces frais sont fixes. Ils sont en place pour couvrir le coût de la préparation du fichier CAO et de la planification du produit. Pour les petits volumes, les coûts de démarrage peuvent être importants.
• Coûts matériels : Le coût du matériau en vrac que vous choisissez et la facilité ou la difficulté d'usinage du matériau constituent un autre facteur important du coût de l'usinage CNC.
• Autres coûts de fabrication : Certaines pièces usinées CNC sont soumises à des exigences particulières, telles que des tolérances serrées ou des parois minces. Celles-ci nécessitent souvent des outils spécifiques, des étapes de traitement supplémentaires et supplémentaires et des vitesses d'usinage plus faibles. Tous ces facteurs peuvent avoir un impact sur le temps d'usinage, ce qui finit par augmenter les coûts.
• Finition du matériau : L'ajout d'une finition à vos pièces peut améliorer l'apparence et rendre la pièce plus résistante aux environnements difficiles. Bien que cela puisse être bénéfique, cela augmentera sûrement le coût d'usinage.

Coûts des machines CNC

Il existe de nombreux types de machines CNC parmi lesquelles vous pouvez choisir lorsque vous engagez une entreprise pour votre projet. Certaines machines sont plus chères à exploiter et à entretenir pour les entreprises, ce qui peut affecter le prix que vous payez pour les utiliser. Par exemple, les machines à 3 axes sont plus standard, elles peuvent donc coûter entre 35 $ et 40 $ de l'heure. D'autres machines, comme les machines multi-axes, sont plus complexes à faire fonctionner, donc elles coûteront plus cher, généralement entre 75 $ et 120 $ de l'heure.

Le prix de la machine utilisée variera en fonction de plusieurs facteurs, y compris les prix d'une entreprise et le montant qu'elle doit payer à ses opérateurs. Il est préférable de parler à l'entreprise avant de terminer le projet pour comprendre son prix par machine.

Conseils pour réduire les coûts d'usinage CNC

Pour aider à réduire les coûts, vous pouvez apporter des modifications au temps d'usinage CNC, aux coûts de démarrage, aux coûts des matériaux et plus encore. Vous ne pourrez pas modifier certaines exigences du produit, mais prendre des mesures pour vous assurer que votre conception est optimisée peut réduire considérablement les coûts. Voici quelques-uns de nos conseils pour réduire les coûts d'usinage CNC.

1. Coins internes arrondis

Les angles vifs à 90 degrés nécessitent l'arrêt des machines, la rotation de la pièce, puis le processus se poursuit. Comme vous pouvez l'imaginer, ces étapes supplémentaires prennent du temps d'usinage et finissent souvent par vous coûter de l'argent supplémentaire. Apporter des modifications à la conception des coins internes de votre pièce peut avoir un impact sur la réduction des coûts d'usinage CNC.

Si vous ajustez votre conception pour inclure des coins arrondis, la machine peut fonctionner en continu pour créer votre pièce, et vous risquez de réduire votre résultat net. Allez un peu plus loin et assurez-vous que le rayon de vos coins internes est d'au moins 1/3 de la profondeur de la cavité. Des rayons plus grands aux coins signifient que des outils plus grands peuvent les couper efficacement - au lieu qu'un petit outil doive passer plusieurs fois sur un coin avec un rayon plus petit.

2. Évitez les poches profondes

Les poches profondes peuvent avoir un impact négatif sur le coût de l'usinage CNC car la réalisation de poches profondes implique l'enlèvement de beaucoup de matière. L'enlèvement de matière prend du temps et peut nécessiter un outil spécial pour atteindre la profondeur souhaitée.

Essayez de limiter la profondeur des poches dans votre conception à quatre fois la longueur. Les outils CNC ont une limite lorsqu'il s'agit de découper des poches - idéalement, une profondeur allant jusqu'à deux à trois fois leur diamètre. Couper jusqu'à quatre fois le diamètre est possible, mais cela vous coûtera plus cher.

3. Limiter l'utilisation de tolérances serrées

Lorsque la conception de votre pièce inclut une tolérance serrée, cela augmente le coût car cela augmente le temps d'usinage et ajoute une inspection manuelle. Malheureusement, les tolérances serrées sont particulièrement difficiles à atteindre sur les surfaces internes de votre pièce, car les trous d'usinage et autres cavités peuvent développer des bavures sur les bords. Ces bavures nécessitent une étape supplémentaire au-delà de l'inspection manuelle :l'ébavurage. L'ébavurage est un processus manuel et chronophage qui augmente également le coût de l'usinage CNC.

Si une tolérance spécifique n'est pas définie par la conception, la tolérance standard de ± 0,010 millièmes ou mieux est utilisée. Cette tolérance standard fonctionne bien pour de nombreuses fonctionnalités, vous devez donc reconsidérer toutes les tolérances serrées que vous avez et ne spécifier une tolérance serrée que lorsque cela est nécessaire. Si vous avez des connaissances avancées en conception, vous pouvez réduire davantage le coût de l'usinage CNC, car les tolérances qui les accompagnent sont généralement plus lâches.

Une dernière note concernant les tolérances - les nombres qui représentent vos dimensions sont essentiels, car ils spécifient le niveau de précision dont vous avez besoin pour votre pièce. Dans l'usinage CNC, ce niveau de précision se traduit par l'outil qui sera utilisé pour l'usiner. Plus vous incluez de décimales, plus l'outil est complexe et plus le coût est élevé. Assurez-vous d'éliminer tous les points décimaux inutiles de votre conception.

4. Développer les parois minces

Les parois minces prennent du temps à usiner car elles sont fragiles. Les parois minces sont usinées en plusieurs passes avec de faibles profondeurs de réglage pour éviter toute erreur ou fracture. Une cause fréquente de parois minces est liée à l'emplacement des trous et des filetages près du bord de la pièce. Placez-les stratégiquement.

Les parois épaisses sont plus stables et coûtent moins cher à usiner. Tant que le poids n'est pas un problème, concevez des pièces métalliques avec des parois d'une épaisseur supérieure à 0,8 millimètre et des pièces en plastique avec des parois d'une épaisseur supérieure à 1,5 millimètre.

5. Limiter la longueur des fils

Des filetages plus longs que 1,5 fois le diamètre du trou ne renforcent pas la connexion, et des filetages plus longs que nécessaire peuvent entraîner des coûts supplémentaires car des outils spéciaux peuvent être nécessaires pour les créer.

Réduisez les coûts en définissant une longueur maximale de trois fois le diamètre du trou lorsque vous concevez votre pièce. N'oubliez pas que les filetages dans les trous borgnes doivent avoir un demi-diamètre supplémentaire, non fileté, à l'extrémité du trou.

6. Optimiser les trous taraudés

Les deux facteurs qui affectent le coût des trous taraudés sont la profondeur et la taille du taraud. Comme nous l'avons mentionné, augmenter la longueur d'un fil au-delà d'un point ne rend pas la pièce plus solide. Aller plus loin que trois fois le diamètre du trou s'accompagne d'un risque accru de casser le robinet et de temps supplémentaire, ce qui peut augmenter les coûts. Les très petits filetages augmentent également les coûts, car ils nécessitent un taraudage manuel, ce qui ajoute du temps et des risques.

Au lieu de cela, limiter votre profondeur à trois fois le diamètre du trou et vous en tenir aux tailles de tarauds standard dans votre conception peut aider à réduire les coûts d'usinage CNC. Par exemple, votre conception peut nécessiter 3 à 48 entailles, mais passer à 4 à 40 entailles, une taille plus courante, pourrait vous faire économiser de l'argent. Essayez également de garder des trous filetés supérieurs à 2-56 pouces.

7. Tirer parti des tailles de perçage standard

Si vous planifiez en conséquence et que vous vous assurez que les trous de votre pièce sont de taille standard, les machines CNC peuvent utiliser des forets pour créer des trous rapidement et efficacement. Cependant, les tailles non standard nécessitent souvent l'utilisation d'un outil de fraisage en bout, ce qui peut avoir un impact négatif sur le coût. La profondeur des trous a également un effet :bien que des trous aussi profonds que 10 fois le diamètre puissent être créés, ils sont difficiles à usiner et vous coûteront plus cher.

Pour maximiser la réduction des coûts d'usinage CNC, si vous avez un diamètre de trou allant jusqu'à 10 millimètres, concevez-le par incrément de 0,1 millimètre. Pour tout ce qui dépasse 10 millimètres, utilisez un incrément de 0,5 millimètre. Si vous concevez en pouces, reportez-vous aux tailles de mèches fractionnaires et utilisez des fractions de pouce. Quelle que soit la taille du trou, assurez-vous que la longueur du trou ne dépasse pas quatre fois le diamètre.

8. Évitez les finitions multiples

La finition de votre pièce usinée CNC aide à la protéger contre les environnements difficiles et améliore souvent son apparence. Malheureusement, cela fait également grimper les coûts. Aller encore plus loin et demander plusieurs finitions sur une pièce augmente encore plus le coût.

Si vous voulez économiser de l'argent, pensez à choisir la finition usinée pour l'ensemble de la pièce. Ne demandez plusieurs finitions que lorsque vous en avez besoin.

9. Diviser les parties complexes

Si vous avez une pièce complexe - telle que des géométries complexes, une rotation ou un repositionnement requis - l'usinage de votre pièce impliquera probablement un montage personnalisé, une rotation manuelle, un repositionnement ou un système CNC multi-axes. Tout cela a un coût.

Si vous n'êtes pas en mesure de rendre votre pièce moins complexe, vous pouvez toujours trouver un moyen de réduire les coûts d'usinage CNC en divisant la pièce en deux ou plusieurs pièces usinées séparément qui peuvent être assemblées pour créer la pièce dont vous avez besoin. En décomposant la pièce en deux ou plusieurs géométries pouvant être usinées en une seule configuration, vous constaterez probablement une réduction des coûts.

10. Évitez les petites fonctionnalités avec un rapport hauteur/largeur élevé

Toutes les pièces qui ont des rapports largeur/profondeur extrêmes sont généralement difficiles à usiner. Par exemple, les petites caractéristiques qui ont un rapport hauteur/largeur élevé sont difficiles à usiner car elles sont sujettes aux vibrations. Comme pour de nombreux autres aspects de l'usinage, s'il est difficile à usiner, cela fait grimper les coûts.

Pour réduire les coûts d'usinage CNC, concevez toutes les fonctionnalités avec un rapport hauteur/largeur inférieur à quatre et envisagez de les connecter à un mur ou d'ajouter un support de renfort pour améliorer la rigidité.

11. Commandez de plus grandes quantités

Le nombre de pièces que vous commandez a un impact significatif sur le prix unitaire. Ce que l'on appelle les économies d'échelle peut être un outil puissant pour déterminer comment réduire les coûts. Augmenter la quantité de 1 à 50 pourrait diminuer le prix unitaire de plus de 50 %.

Envisagez de commander une quantité plus élevée la prochaine fois que vous passerez une commande.

Restez simple

Le thème général de bon nombre de ces conseils pour réduire les coûts d'usinage CNC est la simplicité. Lorsque vous concevez une pièce complexe, elle nécessitera probablement l'aide d'outils ou de montages spéciaux, plusieurs configurations de machine ou des matériaux spéciaux qui vous coûteront plus cher.

Lorsque vous soumettez votre prochaine commande pour un devis, posez-vous les questions suivantes pour vous aider à réduire le coût de l'usinage CNC :

• Ai-je optimisé ma pièce en suivant les directives de conception pour l'usinabilité ? Découvrez comment optimiser la conception de pièces pour l'usinage CNC si vous ne le savez pas déjà.
• Est-ce que toutes les fonctionnalités de ma pièce sont nécessaires pour qu'elle fonctionne pleinement ?
• La pièce peut-elle être divisée en plusieurs pièces plus simples pour l'usinage, puis l'assemblage ?
• Puis-je changer le matériau pour quelque chose qui serait plus facile à usiner et qui répondrait toujours à mes exigences ?

Usinage CNC des micro-industries américaines

Après avoir appliqué chacun de nos conseils pour réduire les coûts d'usinage CNC à votre conception, vous pouvez être sûr d'avoir optimisé votre pièce pour l'usinage CNC. Lorsque vous arrivez à ce stade, vous êtes prêt à trouver une entreprise d'usinage CNC qui peut donner vie à votre pièce, à un coût abordable.

American Micro Industries est un partenaire d'usinage CNC en qui vous pouvez avoir confiance. Notre haute qualité est le résultat d'une attention aux détails inégalée. Nous identifions les matériaux, produisons des pièces et expédions à partir d'un seul endroit. Nos clients savent qu'ils peuvent compter sur nous car nous soutenons chacun de nos produits et sommes prêts à faire tout notre possible pour vous assurer que vous êtes satisfait de votre pièce usinée CNC.

Une fois que vous avez optimisé votre conception pour réduire les coûts d'usinage CNC et que vous êtes prêt à obtenir un devis, appelez-nous au 1-866-765-9191 ou soumettez votre demande en ligne .