Qu'est-ce qui affecte le coût de l'usinage CNC et comment l'économiser

L'usinage à commande numérique par ordinateur (CNC) est le type de fabrication dans lequel les pièces sont fabriquées à l'aide de codes numériques. L'usinage CNC présente de nombreux avantages, car il augmente la vitesse de production des pièces et réduit considérablement le temps de fabrication en cas de production de pièces identiques.

Il réduit également les erreurs humaines lors de la fabrication car il est contrôlé par l'ordinateur. L'usinage CNC est également privilégié pour la production de pièces complexes avec précision.

L'impression 3D diffère des opérations CNC car il s'agit d'un type de fabrication additive. Pour la production de plastique et de matériaux de moindre qualité, l'impression 3D est privilégiée. Cependant, lorsque vous devez couper les produits avec précision et qu'un grand nombre de produits identiques est requis, l'usinage CNC est préféré à l'impression 3D.

Les produits de divers matériaux peuvent être fabriqués à l'aide de machines CNC, c'est-à-dire des métaux, des alliages et des plastiques. Le coût des services d'impression 3D n'est pas préféré pour la production de masse. Le coût requis pour fabriquer des produits utilisant la technologie CNC dépend de différents facteurs.

Dans cet article, différents facteurs sont discutés qui affectent le coût d'usinage CNC. Il vous aidera à calculer les coûts d'usinage CNC et vous fournira des conseils pour les réduire.

9 facteurs affectant le calcul du coût d'usinage CNC

Les coûts d'usinage CNC peuvent varier en fonction de différents facteurs, comme indiqué ci-dessous :

1. Coûts des machines CNC

Le coût d'usinage change avec le changement de type de machine. Principalement, il existe deux types de machines utilisées pour la fabrication de pièces par usinage CNC, à savoir les machines à 3 axes et multi-axes.

Le coût de la machine dépend également de divers facteurs tels que la taille et le poids de la machine, la vitesse, la puissance et la configuration de la machine.

Le coût d'usinage est calculé par heure et le coût approximatif de l'usinage CNC 3 axes est d'environ 40 $ de l'heure tandis que pour les tours CNC, il est d'environ 35 $ de l'heure. Le taux horaire d'usinage CNC à l'aide de machines multi-axes est comparativement plus compris entre 75 $ et 125 $.

En raison de l'implication de pièces plus complexes, le fraisage CNC est plus coûteux que les autres types d'opérations d'usinage. Les dépenses d'usinage augmentent avec l'augmentation des axes des fraiseuses. Par exemple, dans le cas d'un usinage 5 axes, cela coûte plus cher que les machines 3 axes.

2. Temps d'usinage

Le temps nécessaire à l'usinage complet de toute pièce usinée CNC joue également un rôle essentiel dans le calcul du coût d'usinage CNC. En règle générale, plus le temps d'usinage est long, plus le coût de l'usinage s'ajoute au coût de configuration de base.

Un logiciel comme la FAO, qui nécessite un modèle de conception CAO 3D, peut fournir une estimation du temps nécessaire à la réalisation du projet. Un projet avec un haut niveau de complexité nécessite plus d'heures de travail.

3. Travail

L'un des avantages de l'usinage CNC, par rapport à l'usinage manuel, est qu'il réduit le nombre d'ouvriers impliqués dans la fabrication. Le coût principal de la main-d'œuvre est celui du concepteur expert qui conçoit le modèle de conception CAO 3D pour l'usinage qui augmente avec la complexité du produit souhaité.

Ce coût reste le même même si vous devez fabriquer plus de pièces, ce qui réduit le prix d'usinage par pièce. Ensuite, le surcoût est celui de la main-d'œuvre qui fait fonctionner la machine CNC qui augmente également avec l'augmentation des heures nécessaires à l'usinage complet de la pièce.

Le coût supplémentaire est ajouté au coût de la main-d'œuvre si un travail manuel est effectué pour assembler, finir et post-traiter les pièces. Le coût de la main-d'œuvre supplémentaire est également ajouté si le produit fini est livré de l'atelier d'usinage au client à un endroit différent.

4. Complexité et dimensions de la forme

Le coût d'usinage est également augmenté avec l'augmentation de la complexité des pièces usinées CNC. Les pièces les plus complexes peuvent nécessiter plus d'opérations de traitement, différents outils et plus de temps de production.

Les caractéristiques de la pièce telles que les coins internes pointus, les cavités profondes ou les parois minces augmentent le coût d'usinage CNC. Les conceptions avec des fonctionnalités simples sont faciles à fabriquer et permettent également de gagner du temps de fabrication.

Les pièces de plus grandes dimensions nécessitent plus de matière première et de temps de fabrication, leur coût sera donc plus élevé que celui des pièces plus petites.

5. Coûts matériels

Les coûts des matériaux sont également impératifs dans le calcul du coût de l'usinage CNC. Le prix du produit final fabriqué par une machine CNC dépend du type de matériaux dont vous devez fabriquer le produit. Vous pouvez être amené à réaliser une pièce en matières plastiques ou métalliques.

Comme les matières plastiques sont moins chères et moins durables, le coût d'usinage du plastique ou de l'aluminium est inférieur à celui de l'acier inoxydable. Comme dans les machines CNC, le matériau est retiré des blocs solides pour créer l'objet 3D. ainsi, la matière première requise sera supérieure à la matière du produit final.

Les machinistes achètent les matériaux sous forme de blocs solides et calculent la dépense du produit par bloc. Les métaux les plus couramment utilisés dans l'usinage CNC sont l'aluminium, l'acier inoxydable et le laiton.

En raison des prix économiques et de l'excellente usinabilité de l'aluminium, la plupart des machinistes utilisent l'aluminium dans les machines CNC.

L'acier inoxydable et le laiton entraînent des coûts plus élevés en raison d'une mauvaise usinabilité par rapport à l'aluminium. L'alliage de titane est le plus cher de tous ces métaux donc le coût d'usinage de ce métal sera le plus élevé car il peut nécessiter certains outils spéciaux pour fabriquer les pièces.

Dans le cas des plastiques, le prix du matériau en vrac est inférieur, les outils nécessaires coûtent également moins cher et moins de temps est nécessaire pour usiner les plastiques comme le nylon, le Delrin et l'ABS.

6. Finition de surface

Dans le cas de certains produits, une finition de surface est requise, ce qui entraîne également une augmentation du prix des produits finaux. Afin d'améliorer l'esthétique du produit final et d'éliminer les rayures faites lors du processus d'usinage, vous devrez peut-être fournir une bonne finition comme le polissage.

D'autres processus de finition peuvent également inclure le revêtement, l'anodisation, la peinture, le chromage, le noircissement, la galvanisation, le brossage et le transfert d'eau. L'inclusion de l'une de ces finitions ajoutera un coût supplémentaire au prix du produit final.

7. Coût de l'outillage

Dans certains cas de fabrication, l'outillage standard n'est pas utile, un outillage personnalisé est donc nécessaire, ce qui augmente également le coût de fabrication à l'aide de machines CNC.

8. Tolérances

Lors de la fabrication de produits avec des tolérances serrées, le coût augmentera également car la fabrication de pièces avec des tolérances serrées nécessite des machines complexes. Parfois, vous devrez peut-être faire des trous ou des cavités avec des tolérances serrées qui peuvent développer des bavures sur la surface et passer plus de temps à les réduire.

9. Quantité

Le volume de la commande affecte énormément le coût du produit final. Il est vrai que le coût global augmentera avec l'augmentation des pièces finies requises mais le coût par pièce diminuera.

3 conseils pour réduire les coûts d'usinage CNC

Avant le début du projet, on calcule combien sera le coût de la machine CNC. Lors de la fabrication des pièces avec le processus d'usinage CNC, il faut essayer de minimiser le coût d'usinage.

Certaines exigences fixes du client ne peuvent pas être modifiées, mais il existe néanmoins différentes méthodes pour réduire le coût d'usinage comme suit :

1. Quantité

De nombreux coûts d'usinage peuvent être économisés si vous devez fabriquer des pièces en plus grand nombre. Le coût par pièce unitaire sera diminué car vous devrez concevoir une pièce identique une seule fois. Dans ce cas, vous devez répéter la configuration de la machine pour chaque pièce, ce qui entraîne également une diminution des coûts de production.

2. Soyez sage dans la sélection des matériaux

Afin de réduire le coût du produit, une attention particulière doit être portée au choix des matériaux. Les matériaux ayant de bonnes propriétés mécaniques auront des coûts de traitement inférieurs. En gardant à l'esprit la fonction du produit, vous devez choisir le meilleur matériau disponible, facile à traiter. Il existe une différence de prix entre les matériaux plastiques et métalliques. Bien sûr, vous pouvez suivre les besoins de votre projet et laisser votre fabricant vous donner plus de conseils sur le choix des matériaux.

3. Optimisation de la conception

Si certaines caractéristiques du produit n'affectent pas la fonctionnalité, la conception doit être optimisée pour éviter d'usiner ces caractéristiques qui réduiront le coût de production.

(1) Considérez les tailles et les profils des trous

Lors de la fabrication de vos pièces CNC, vous devez vous assurer que les caractéristiques de vos pièces (par exemple, les trous, les contours, les fentes, les filetages, etc.) peuvent être réalisées avec des outils standard couramment disponibles. Les tailles de trous et de filetages personnalisés nécessiteront des outils spéciaux, qui peuvent être assez coûteux. De nombreuses références sur les tailles standard utilisées dans l'industrie de l'usinage sont disponibles sur Internet.

(2) Évitez les parois minces et les cavités profondes pour la conception de votre pièce

Les pièces à parois minces et les cavités profondes sont très difficiles à réaliser par usinage, et elles sont généralement sujettes à des imprécisions dimensionnelles. Ces caractéristiques de la pièce ont tendance à provoquer des vibrations sur la pièce et entraînent parfois la mise au rebut des pièces.

(3) Évitez autant que possible d'exiger des tolérances très serrées

Les pièces avec des tolérances plus serrées sont beaucoup plus difficiles à réaliser, ce qui les rend coûteuses. Ne contrôlez une cote que si elle est essentielle à la fonctionnalité globale de la pièce. Un bon conseil que nous pouvons vous donner est de concevoir votre pièce de manière à avoir un point de référence ou une référence commune. Cela vous aidera à la fois vous et le machiniste. Premièrement, vous, pour minimiser les contrôles dimensionnels que vous devez mettre sur une pièce, et deuxièmement, le machiniste, pour réduire le temps d'inspection, ce qui réduit également les coûts.

(4) Si la complexité est inévitable, convertissez plutôt une pièce de cette pièce compliquée en composants modulaires

Lorsqu'une pièce devient trop complexe, il est conseillé de scinder une pièce entière en plusieurs composants à assembler. Cela rendra l'usinage beaucoup plus facile et plus simple. Il réduit considérablement le temps de réglage, diminue les opérations d'usinage et optimise le temps d'usinage. Il s'agit d'une stratégie couramment utilisée par les concepteurs pour promouvoir la fabricabilité d'une pièce et réduire son coût de fabrication.

Vous cherchez plus de conseils pour économiser le coût de l'usinage CNC. Regardons cette vidéo.

FAQ

Question : L'usinage CNC coûte-t-il cher ?

R : Le produit réalisé par usinage CNC sera moins cher s'il est fabriqué en plus grand nombre. Par exemple, on vous demande de fabriquer un produit pour lequel le coût d'installation de la machine est de 500 $. La matière première pour un produit coûte 10 $.

Le coût global d'usinage de celui-ci sera de 510$. Mais si vous devez fabriquer 50 pièces identiques, le coût par pièce sera de 20 $. Avec l'augmentation du nombre de pièces requises, le coût diminuera car les coûts de configuration de la machine ne changeront pas.

Q : Comment réduire efficacement les coûts d'usinage CNC ?

R : Le coût des opérations CNC peut être minimisé en optimisant la conception sans affecter la fonctionnalité complète du produit. Cela peut être fait en ajoutant du rayon dans les bords verticaux internes de la pièce, en limitant la profondeur des cavités, en augmentant l'épaisseur des parois, en limitant correctement la longueur des filets, en optimisant les trous taraudés, en divisant les pièces compliquées en pièces séparées plus simples. pièces, en ne choisissant que les finitions de surface essentielles, et en minimisant le nombre de réglages de la machine pour les opérations.

Conclusion

Il existe différentes approches pour fabriquer nos produits souhaités comme l'impression 3D et l'usinage CNC. Chaque client souhaite obtenir un produit abordable de la part de l'entreprise de fabrication. Les différents facteurs, pour calculer le coût d'usinage et réduire l'argent dépensé sur le produit, sont discutés dans cet article.

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