Combien coûte l'usinage CNC d'une pièce ? Facteurs importants qui influent sur le coût

Les machines CNC ont complètement révolutionné la fabrication, permettant aux concepteurs de produits d'automatiser la fabrication et de produire des pièces usinées de haute qualité. Cependant, de nombreux concepteurs de produits trouvent l'estimation des coûts d'usinage CNC assez difficile. Par conséquent, ils sont souvent débordés lorsqu'ils reçoivent des devis de projets de fabricants.

Plusieurs facteurs affectent le coût de votre projet d'usinage CNC, notamment la conception du produit, le choix du matériau, la technologie de fabrication, l'outillage et la finition de surface.

Cet article couvrira tous ces facteurs. Et à la fin de cette lecture, vous apprendrez à estimer (et à réduire) vos coûts d'usinage CNC et à créer les pièces parfaites pour votre projet.

Facteurs qui affectent les coûts d'usinage CNC

N° 1 de la complexité de la conception

L'usinage CNC est un processus de fabrication soustractif, ce qui signifie qu'il utilise des outils de coupe pour retirer des portions de matériau d'une pièce jusqu'à ce que la pièce souhaitée soit formée. En raison de ce mode de fonctionnement, il existe certaines restrictions de conception dans l'usinage CNC.

Par exemple, les coins verticaux internes des pièces usinées CNC auront toujours un rayon quelle que soit la taille de votre outil de coupe. De plus, les outils de coupe CNC accèdent généralement à la pièce depuis la surface supérieure, ce qui rend difficile (et coûteuse) la fabrication de certaines caractéristiques ou pièces.

Plus la conception de votre produit est complexe, plus il faut de temps pour usiner votre pièce, ce qui entraîne des coûts d'usinage plus élevés. Par conséquent, pour simplifier la conception de votre produit et réduire vos coûts de fabrication, vous devez optimiser votre conception en mettant en œuvre les conseils suivants :

• Ajoutez un rayon d'angle sur les bords internes pour tenir compte de la forme cylindrique de l'outil de coupe CNC. Le rayon doit être d'au moins un tiers de la profondeur de la cavité et doit être le même pour tous les bords internes afin de gagner du temps et d'éliminer le besoin d'outillage supplémentaire.

Figure 1 :Rayon d'angle sur les arêtes internes

• Utilisez des contre-dépouilles lorsque vous devez créer un bord interne à 90 °, car la réduction de la taille de l'outil de fraisage en bout ne suffira pas.

Figure 2 :Lorsque vous devez fabriquer un bord interne à 90°, la réduction du rayon de la fraise en bout ne fonctionnera pas. Au lieu de cela, vous souhaitez créer une contre-dépouille avec un rayon d'au moins trois fois la profondeur de la cavité.

• Limiter la profondeur des cavités à quatre fois leur longueur (ou largeur). Les cavités avec un rapport profondeur/largeur plus petit nécessitent des outils de fraisage en bout spécialisés, ce qui augmente les coûts de fabrication.

Figure 3 :Limiter la profondeur des cavités

• Concevez les contre-dépouilles pour qu'elles aient une profondeur d'environ deux fois leur largeur et un dégagement suffisant pour permettre l'accès à l'outil de coupe. En règle générale, le dégagement doit être au moins quatre fois supérieur à la profondeur de contre-dépouille, surtout si vous utilisez un outil de coupe à rainure en T.

Figure 4 :Les contre-dépouilles nécessitent un outillage et un rapport profondeur/largeur spécifiques pour réduire les coûts d'usinage CNC

Figure 5 :Ajoutez du dégagement aux contre-dépouilles lorsque vous prévoyez d'utiliser l'outil de coupe pour rainure en T

• Minimisez le nombre d'orientations d'usinage en conservant les caractéristiques sur un côté de la pièce à usiner, à moins qu'il ne soit absolument nécessaire de faire autrement. Par exemple, vous devrez configurer une fraiseuse CNC 3 axes deux fois pour créer le produit illustré ci-dessous.

Figure 6 :Minimiser le nombre d'orientations d'usinage

#2 Travail

Le processus de développement de produits à l'aide de machines CNC comporte plusieurs étapes. Par exemple, vous devez d'abord créer un fichier CAO 3D avant de le convertir en un programme informatique que la machine CNC utilise pour automatiser la fabrication.

Étant donné que ces processus augmentent les coûts de main-d'œuvre, vous pouvez réduire les coûts en exécutant vous-même certains de ces processus plutôt qu'en les externalisant. Par exemple, vous pouvez créer la CAO 3D de votre produit avant de confier la révision et la production à un ingénieur de fabrication.

Vos coûts de fabrication dépendent également du nombre de pièces (ou d'unités) que vous produirez, des unités plus élevées se traduisant par des coûts de fabrication plus élevés. Cependant, vous pouvez vous attendre à un coût par pièce inférieur pour la production de pièces en vrac par rapport à la production en faible quantité.

#3 Choix de matériel d'ingénierie

Le matériau que vous choisissez pour votre produit est un déterminant majeur des coûts d'usinage CNC. Comme l'usinage CNC est un processus soustractif, il a tendance à utiliser plus de matière que les processus de fabrication additive comme l'impression 3D. Les ateliers d'usinage CNC achètent généralement ces matériaux en blocs et calculent les prix par bloc.

Les deux types de matériaux couramment utilisés pour les projets d'usinage CNC sont les métaux et les plastiques. Les métaux sont généralement plus chers que les plastiques, vous pouvez donc vous attendre à dépenser plus lors de la fabrication de pièces métalliques que de plastiques. Le tableau 1 présente les coûts approximatifs des matériaux pour les projets d'usinage CNC.

#4 Finition de surface

Les pièces usinées CNC sortent généralement de la chaîne de production avec une finition de surface impressionnante (voir Figure 7).

Figure 7 :L'état de surface brut d'usinage d'une pièce usinée CNC

Les machinistes ne vous factureront pas de frais supplémentaires pour créer ces pièces usinées. Cependant, vous devez vous attendre à un devis de projet plus élevé si votre produit nécessite des opérations de post-traitement supplémentaires (comme l'anodisation, le polissage et le revêtement en poudre).

Figure 8 :Pièces usinées CNC avec finition de surface anodisée

L'externalisation peut vous aider à réduire les coûts de fabrication

De nombreux concepteurs de produits et propriétaires d'entreprises de premier ordre réduisent les coûts d'usinage en externalisant leurs projets de fabrication vers des ateliers d'usinage CNC en Chine. Par exemple, supposons que vous cherchiez à fabriquer une pièce complexe à l'aide de machines CNC multi-axes. Dans ce scénario, vous pouvez vous attendre à payer aussi peu que 40 $ de l'heure en Chine, alors que les fabricants européens (ou américains) peuvent facturer jusqu'à 120 $ de l'heure.

Cependant, ce n'est pas parce que les prix sont plus abordables en Asie que vous devriez franchir le pas avec n'importe quel fabricant chinois. Au lieu de cela, vous devez choisir un fabricant disposant de technologies CNC de pointe et d'ingénieurs, de techniciens et d'experts en contrôle qualité (CQ) hautement qualifiés.

Gensun Precision Machining est l'un des principaux fournisseurs de services d'usinage CNC en Chine. Nous avons une équipe de techniciens, d'ingénieurs et d'experts en contrôle qualité hautement expérimentés qui travaillent ensemble pour que votre produit soit bien fait à des prix abordables.

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