Analyse précise des coûts d'usinage CNC : booster le ROI et prendre des décisions éclairées

Souhaitez-vous améliorer le Retour sur Investissement (ROI) de vos opérations d'usinage ? Vous devez calculer votre coût total d'usinage CNC.

L'un des calculs trompeurs faits par de nombreux fabricants est celui-ci : investir dans une machine-outil CNC à bas prix pour réduire leurs coûts de production. Après tout, le prix d'un centre d'usinage ou de tournage CNC peut être de dizaines de milliers, centaines de milliers, voire millions de dollars.

Malheureusement, cette façon de penser est plutôt courante parmi les fabricants. Elle omet de considérer les coûts totaux de fonctionnement d'une opération d'usinage CNC dans n'importe quel atelier. Souvent, le prix de la machine-outil n'est qu'une petite composante du coût réel de l'usinage CNC.

Dans cet article, vous apprendrez quels sont les principaux composants des coûts d'usinage CNC, considérerez les coûts cachés que vous pourriez manquer, et découvrirez des moyens d'économiser sur vos opérations d'usinage CNC.

10 principaux composants du coût d'usinage CNC

Avant de plonger dans les divers composants du coût d'usinage CNC, nous devons examiner un processus d'usinage typique chez un fabricant qui fait de la fabrication de pièces pour ses clients.

Souvent, le fabricant (nos clients) reçoit une demande de devis pour une commande à fabriquer. Pour exécuter le travail, le fabricant doit considérer de multiples facteurs afin de calculer avec précision ses coûts totaux d'usinage.

Sans connaître exactement ces composants de coûts d'usinage, il peut sous-coter (entraînant une perte) ou sur-coter (ce qui peut amener son prospect à chercher d'autres fournisseurs).

#1 Conception et complexité de la pièce

Premièrement, vous devez considérer à quel point la pièce à fabriquer serait complexe. En effet, la conception et la géométrie de la pièce peuvent jouer un rôle significatif dans le coût d'usinage.

Plus une pièce est complexe, plus elle peut être coûteuse à fabriquer. Cela est dû à divers facteurs tels que le besoin d'une machine plus avancée, le temps pour fabriquer chaque pièce, le besoin possible de plusieurs mises en place et processus, ainsi que le besoin d'un contrôle qualité plus strict en raison de tolérances serrées.

Des pièces non standard avec parois minces, cavités profondes, tailles de trous irrégulières, ou qualités de surface élevées peuvent également mener à un coût par pièce plus élevé.

#2 Volume de production

C'est l'un des facteurs les plus universellement compris dans les coûts d'usinage. Plus le volume de la pièce produite est grand, plus le coût par pièce sera bas.

Un défi majeur ici est le passage vers la production « high mix – low volume », qui rend nécessaire pour les ateliers d'usinage de fabriquer une grande variété de produits en petits lots. De telles pratiques augmenteront certainement les coûts d'usinage.

#3 Types de matériaux

Différents matériaux ont des coûts différents. Un bloc standard d'acier inoxydable coûtera certainement moins cher qu'un alliage plus avancé comme l'Inconel sur une base de prix par bloc.

Parmi les matériaux standards utilisés en usinage, on trouve l'Aluminium, l'Acier Inoxydable, le Laiton, ou même l'alliage de Titane. Selon le matériau choisi, vous ferez l'expérience de différents degrés d'usinabilité et de coût.

#4 Coûts liés à la machine CNC

L'efficacité, la flexibilité, la précision et la durabilité de votre machine-outil CNC jouent un rôle crucial dans les coûts d'usinage. Ici, vous devriez considérer les composants suivants des coûts liés à la machine :

• Coût de la machine-outil elle-même
• Coût estimé par an pour les pièces de rechange (réfléchissant la qualité fabriquée / utilisée dans cette machine)
• Nombre estimé d'heures que la machine peut fonctionner par an
• Coûts de main-d'œuvre nécessaires pour faire fonctionner la machine
• Types d'outils de coupe que vous pouvez utiliser avec votre machine
• Finition de surface qui peut être atteinte
• Disponibilité de systèmes d'automatisation (apprenez comment Hwacheon le fait ici)
• Capacité d'usiner sur plusieurs axes
• Temps nécessaire pour la mise en place, la gestion et le post-traitement des pièces
• Coûts de maintenance et réparation nécessaires (apprenez comment adopter la maintenance préventive ici)

Comme vous pouvez le voir, il y a de nombreux coûts liés à la machine, bien au-delà du prix initial de la machine elle-même.

#5 Coût de programmation

La programmation est souvent coûteuse en raison du besoin de main-d'œuvre experte pour concevoir et numériser la pièce requise ainsi que le niveau de CAO/FAO requis.

Premièrement, le produit doit être donné à un concepteur qui en fait un fichier CAO (Conception Assistée par Ordinateur). Ensuite, l'ingénieur de fabrication doit vérifier que la conception peut être produite efficacement et faire des suggestions pour améliorer son usinabilité. Finalement, un programmeur est requis pour transformer les fichiers CAO en fichier FAO, qui sera ensuite chargé dans la machine CNC.

(Cela se rapporte aussi à la complexité de la pièce — plus le design est complexe, plus d'heures-homme sont nécessaires pour le concevoir et le programmer.)

#6 Coûts de mise en place, changement de série et traitement

Dans le monde de la fabrication, le temps c'est de l'argent. Plus vous prenez de temps pour produire une pièce, plus votre processus d'usinage sera coûteux.

Les coûts de mise en place impliquent souvent un Ingénieur de Production, qui devra s'assurer que tout est prêt avant que le premier lot de pièces ne puisse être produit. Il devra planifier le flux de production, les matériaux nécessaires, la mise en place de la machine, ainsi que comment serrer le matériau / la pièce et gérer les changements de série nécessaires (le cas échéant), et le post-traitement du fichier CAO avec un FAO.

#7 Coûts de qualité

Aussi connu sous le nom de Coût de la Qualité (CdQ) qui est plus précisément compris comme le coût de la mauvaise qualité, les coûts de qualité sont associés à la prévention, la détection et le traitement des problèmes de produit liés à la qualité.

Dans un environnement d'usinage, de tels coûts peuvent inclure :

• Coûts d'inspection nécessaires pour évaluer une pièce produite pour des problèmes de qualité
• Équipement de test requis pour vérifier la qualité et la cohérence des pièces
• Coûts d'échec interne lorsque des produits défectueux sont produits — ceux-ci doivent être mis au rebut ou retravaillés
• Coûts d'échec externe qui surviennent lorsqu'un produit défectueux est livré au client. Ceux-ci peuvent être particulièrement coûteux s'il y a rappels de produits, réclamations de garantie, service sur site, et même poursuites clients !

#8 Coûts d'opportunité

Ceux-ci sont souvent invisibles pour le fabricant, mais ils peuvent faire une différence significative sur la rentabilité de vos opérations d'usinage.

Les coûts d'opportunité peuvent inclure l'un des éléments suivants :

• Temps d'arrêt : Plus le temps d'arrêt dû à la perturbation de votre fabrication est important, plus vous perdrez d'argent
• Perturbations : Celles-ci sont largement dues soit à des erreurs humaines, soit à des pannes d'équipement, et peuvent même être aussi majeures que des crashs de machine-outil.
• Capacité : Selon votre configuration de fabrication, vous pourriez être incapable de prendre des travaux supplémentaires en raison de la capacité de vos opérations d'usinage
• Compétence : Cela pourrait être un autre facteur menant à des opportunités manquées, et peut inclure le manque du bon équipement ou de main-d'œuvre qualifiée

#9 Services publics, espace, main-d'œuvre, formation et autres coûts

Finalement, vous devez considérer le coût de l'électricité, de l'eau, de l'élimination des déchets, du nettoyage, de l'espace, et autres coûts d'exploitation continus. Ceux-ci peuvent être considérables si vous faites tourner une opération 24/7 pour votre atelier d'usinage.

N'oublions pas non plus le besoin de prendre en compte les quarts de travail, ainsi que le nombre d'opérateurs nécessaires pour chaque processus. Selon le niveau de compétence et de maîtrise de votre main-d'œuvre, vous devez aussi prendre en compte leurs besoins de formation et de perfectionnement.

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