Comment préparer votre projet d'usinage sur mesure pour un devis compétitif

Avez-vous récemment conçu une pièce personnalisée ou devez-vous fabriquer un composant avec des exigences particulières ? Si c'est le cas, les étapes suivantes consistent à engager un fabricant, envoyer votre fichier de conception assistée par ordinateur (CAO) 3D, recevoir un devis équitable et lancer la production, n'est-ce pas ? Pas exactement.

La réalité est que beaucoup de choses peuvent mal tourner si votre produit n'est pas correctement conçu pour la fabrication dès le départ. Par exemple, vous pourriez engendrer d'énormes coûts de fabrication ou des défauts rendant votre produit inutilisable. Il existe donc plusieurs points et conseils de conception que vous devez comprendre avant de créer votre modèle CAO 3D et de contacter un fabricant.

Cet article couvre tous ces aspects et bien plus. Il sert de guide pour vous aider à préparer votre demande de devis.

Comprendre le processus de fabrication

Comprendre la technologie et le processus de fabrication qu'un fabricant utilisera pour produire votre pièce vous aide à créer des conceptions réalisables avec cette technologie. Par exemple, l'usinage CNC et l'impression 3D — deux des méthodes de fabrication les plus populaires aujourd'hui — ont des modes de fonctionnement différents et conviennent à différents scénarios de conception de produits personnalisés.

L'usinage CNC est un procédé de fabrication soustractif. Cela signifie qu'il implique l'enlèvement de matière d'une pièce brute (à l'aide d'outils de coupe) jusqu'à l'obtention de la pièce souhaitée. Il utilise la technologie de commande numérique par ordinateur (CNC) pour automatiser le mouvement des outils de coupe et de la pièce afin de créer le produit désiré. En revanche, l'impression 3D est un procédé de fabrication additive. Elle consiste à ajouter de la matière couche par couche jusqu'à la formation de la pièce finale.

Le processus d'usinage CNC est idéal pour créer des conceptions de produits personnalisés complexes comportant des coupes en angle, des cavités, des trous décentrés et d'autres caractéristiques complexes. Bien que les imprimantes 3D puissent également créer ces pièces, vous disposez d'options de matériaux limitées (plastiques et quelques métaux). Choisir l'impression 3D plutôt que l'usinage CNC est donc pertinent pour certains prototypes en plastique ou pièces complexes.

En savoir plus : Usinage CNC vs Impression 3D

Quelques directives de conception pour l'usinage CNC personnalisé

Voici quelques directives de conception utiles pour obtenir des pièces de haute qualité et réduire vos coûts de fabrication.

#1 Cavités

Vous devez concevoir les cavités et les poches avec une profondeur inférieure à quatre fois la largeur de la cavité. En effet, les fraises en bout ont une longueur de coupe limitée, vous risquez donc de subir une déflexion et des vibrations de l'outil lors de la fabrication de cavités avec un rapport profondeur/largeur plus petit.

Figure 1 : Conception de cavités

Cependant, si votre conception de produit nécessite un rapport profondeur/largeur plus important, vous aurez besoin d'outils de coupe spéciaux, ce qui pourrait engendrer des coûts de fabrication supplémentaires.

#2 Épaisseur de paroi

Les parois minces sont sujettes aux vibrations pendant l'usinage CNC, ce qui réduit la tolérance et la précision atteignables des pièces usinées. Par conséquent, en règle générale, vous devez concevoir les pièces métalliques avec une épaisseur de paroi minimale de 0,8 mm, tandis que les pièces en plastique doivent avoir une épaisseur de paroi minimale de 1,5 mm.

Figure 2 : Exigences d'épaisseur de paroi pour pièces métalliques et plastiques

Il est possible d'obtenir des parois plus fines, mais cela s'accompagne généralement de coûts de fabrication supplémentaires.

#3 Trous

Vous devez concevoir les trous avec des diamètres standard. Cela vous permet d'utiliser des forets de tailles standard pour créer ces trous et élimine le besoin d'outils de fraisage en bout spéciaux. Nous recommandons également que la profondeur du trou soit inférieure à quatre fois le diamètre nominal de la fraise en bout pour minimiser la déflexion de l'outil.

Figure 3 : Conception de trous

#4 Tolérances

La tolérance est la variation admissible de la taille d'une pièce usinée qui lui permet encore de fonctionner correctement.

Les concepteurs de produits spécifient généralement les tolérances aux fabricants en indiquant les limites permises de variation d'une dimension physique. Vous pouvez spécifier les tolérances en utilisant le symbole « ± » (prononcé « plus ou moins ») accompagné d'une valeur, par exemple ±0,05 mm. Par exemple, disons que vous prévoyez de fabriquer une pièce avec deux trous (ayant un diamètre de 21 ±0,25 mm), comme indiqué à la Figure 4.

Figure 4 : Tolérance d'usinage

Dans un tel scénario, cela signifie simplement que vous permettez un écart de 0,25 mm en plus (ou en moins) par rapport à votre valeur de diamètre standard. Ainsi, si votre fabricant produit un trou d'un diamètre de 21,25 mm ou 20,75 mm, cela n'affectera pas le bon fonctionnement de votre pièce.

Les machines CNC font partie des technologies de fabrication les plus précises, capables d'atteindre des tolérances serrées jusqu'à ±0,04 mm. Cependant, gardez à l'esprit que des exigences de tolérance plus strictes entraînent généralement des coûts de fabrication plus élevés.

Choisir la finition de surface idéale

Bien que le processus d'usinage CNC soit soustractif, il fait un excellent travail en produisant des pièces avec d'excellentes finitions de surface. La finition « brut d'usinage » fait référence aux pièces sortant directement des machines CNC. Ces pièces conservent la précision du processus de fabrication et ne nécessitent aucun coût supplémentaire.

Figure 5 : Pièce fraisée brut d'usinage

Si vos pièces nécessitent des options de post-traitement supplémentaires comme l'anodisation ou le revêtement par poudre, vous pouvez vous attendre à un devis de projet plus élevé de la part de votre fabricant.

Figure 6 : Pièces avec finition aluminium anodisé

Pièces avec finition revêtement par poudre

En savoir plus : Finitions aluminium anodisé.

Usinage CNC personnalisé : Gensun peut vous aider

Maintenant que vous en savez un peu plus sur l'usinage personnalisé et les conseils de conception de produits, vous conviendrez probablement que votre devis de projet et le succès de votre développement de produit dépendent de votre conception de produit. C'est pourquoi vous devez travailler avec un fabricant qui examine votre conception de produit et vous conseille sur ce qui est le mieux pour vous.

Gensun Precision Machining est un fournisseur de premier plan de services d'usinage CNC personnalisés en Asie. Nous disposons d'une équipe d'ingénieurs, de techniciens et d'experts en contrôle qualité hautement qualifiés, capables de réaliser votre produit correctement. Nous gardons à l'esprit les meilleurs intérêts de nos clients, alors utilisez notre outil de devis pour télécharger vos fichiers CAO 3D, demander un devis et discuter de votre projet de fabrication avec nos ingénieurs hautement qualifiés.

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Note : Cet article a été publié à l'origine en février 2021 et mis à jour en mai 2022.