Manufacturabilité de l'ingénierie CNC :améliorer la qualité et les performances des pièces

Concevoir une nouvelle pièce est une chose. La fabrication est une autre histoire.

Discutez avec n'importe quel client d'un atelier d'usinage CNC et vous entendrez probablement un exemple de conception de pièce modifiée, affinée et/ou améliorée grâce à l'ingénierie de précision CNC. De tous les services d'ingénierie CNC fournis par un atelier, avoir une influence sur la conception elle-même n'est peut-être pas ce à quoi vous pensez en premier.

La fabricabilité de l'ingénierie CNC est une manière plus spécifique de dire conception pour la fabricabilité (DFM), le processus qui aligne l'ingénierie et la production pour réduire les coûts, simplifier la production de produits, réduire les reprises et maintenir une qualité élevée. Tout cela considéré, il est clair que la modification de la conception d’une pièce par un ingénieur CNC est essentielle. 

Explorons comment le recours à 6 services d'ingénierie CNC spécifiques contribue à rendre la fabrication de pièces plus fluide, plus efficace et à un prix raisonnable.

Spécialisation n°1

Conception de luminaires. Bâtiment de luminaires. Outillage. Programmation. Traitement. Et bien plus encore ! Dans les petits ateliers CNC, un ou deux ingénieurs sont obligés d'effectuer plusieurs tâches à la fois, gérant de nombreux services d'ingénierie de précision CNC et exigeant qu'ils s'arrêtent et se recentrent sur la tâche la plus urgente.

Avoir des ingénieurs dotés de compétences complètes est une bonne chose mais pas vraiment efficace. Au sein des grands ateliers haut de gamme, aucun ingénieur n’assume à lui seul toutes ces responsabilités; les ingénieurs se spécialisent dans un seul service. Cette spécialisation permet aux ingénieurs de faire ce qu'ils font de mieux, de perfectionner continuellement leurs compétences et d'améliorer la qualité de tous les projets dans cet atelier (nous en parlerons plus tard).

#2 Profondeur d'influence

Les ingénieurs CNC influencent la fabricabilité et le succès à long terme des pièces. Découvrez comment la présence simultanée des personnes suivantes dans la salle (en particulier les ingénieurs de l'atelier) permet à l'équipe de parcourir le plan de fabrication d'un projet. Le serrage, l'usinage et l'outillage sont tous planifiés afin qu'il n'y ait pas de surprises et que le résultat soit un processus PPAP fluide.

L'atelier d'usinage CNC

• Le chef de l'équipe commerciale et d'ingénierie indique la pièce et exécute les temps de cycle
• L'ingénieur de conception des luminaires prend en compte l'usinabilité et le serrage, et vérifie les impressions pour déceler les erreurs
• L'ingénieur en outillage vérifie les outils disponibles et évalue si des outils communs sont possibles
• Un ingénieur qualité peut également être inclus, en fonction de la complexité de la pièce

Le Client

• Un ingénieur en conception mécanique, ou concepteur de pièces, partage les aspects clés de la pièce, à l'intérieur comme à l'extérieur.
• L'ingénieur qualité s'assure que les processus sont efficaces, efficients et sûrs
• Le responsable des achats et/ou l'acheteur supervise la discussion

La Fonderie

Habituellement sélectionné par l'atelier CNC, le représentant de la fonderie discute de la coulabilité, pose des questions pertinentes et propose des idées.

En approfondissant un peu, l'atelier d'usinage CNC examine les impressions, toutes les spécifications et le matériau, identifiant les gains d'efficacité qui pourraient être obtenus en modifiant la conception. Par exemple, ce qui est spécifié peut être modifié pour utiliser des outils communs, ce qui permet d'économiser du temps et de l'argent. Ou bien, le nombre de trous peut être réduit (ou tous peuvent être uniformes) afin qu'un outil supplémentaire ne soit pas nécessaire.

#3 Évaluation de la tolérance

Un autre service qui améliore la qualité et les performances des pièces est l’évaluation des tolérances. Les plans peuvent nécessiter une certaine tolérance qui n’est pas nécessaire pour garantir les meilleures performances de la pièce. Ce qui peut sembler une légère différence peut modifier considérablement les coûts.

Par exemple, les spécifications de conception d'un boîtier de transmission en aluminium nécessitent 0,05 mm (ou 50 microns) alors qu'une tolérance acceptable serait de 0,13 mm. Ce simple changement pourrait permettre d'économiser plus de 2 $ par pièce en coûts d'outils, passes supplémentaires, etc., tout en maintenant une qualité élevée.

Même sur une pièce qui peut coûter des centaines de dollars, les économies sont significatives lorsqu’on en usine des milliers chaque année. Les ingénieurs d'un magasin évaluent les impressions de manière critique pour identifier les opportunités d'économies.

#4 Consultation de casting

Le moulage simplifie le processus de transformation du métal en produits. Deux objectifs principaux du moulage sont de créer moins de composants et moins de pièces à assembler.

Comme mentionné précédemment, l’implication précoce de la fonderie peut faire une énorme différence dans la fabricabilité des pièces. Cette première réunion est le moment pour la fonderie de formuler des idées et d'aider à rendre la pièce réalisable dès le début (nous connaissons tous le défi de modifier une conception une fois que tout le monde l'a approuvé.)

Besoin d'un exemple ? Revenons à ce boîtier de transmission en aluminium décrit au point 3 ci-dessus. L'ajout d'une nervure sur le côté permet d'alimenter la pièce moulée, ce qui rend la pièce plus coulable. Encore une fois, un petit changement qui fait une grande différence.

Un atelier expérimenté améliore le processus de fabrication CNC simplement grâce aux avantages de sa chaîne d'approvisionnement, y compris ses relations avec ses fonderies.

#5 Simplifier, optimiser, affiner

Les ingénieurs d'un atelier d'usinage CNC ne sont pas des concepteurs de pièces ; c’est la responsabilité du client. Cela dit, les ingénieurs influencent grandement les performances d’une pièce. Ces trois manières sont liées, nous les avons donc regroupées :

1. Simplifier — Évaluez la conception globale des pièces, recherchez des longueurs de trou et des tailles de fixations de taille commune, trouvez des opportunités permettant de réduire le nombre de changements d'outils sur la broche (gain de temps et d'argent)
2. Optimisation — Placez des localisateurs de serrage sur la pièce pour optimiser le serrage, utilisez des légendes sur l'état de surface et découvrez des moyens d'améliorer le processus de fabrication.
3. Affiner la conception du produit — Ajoutez des nervures d'alimentation pour éviter les défauts et faciliter l'usinage, ajustez la géométrie (rayon et dépouille, par exemple) pour en faire la pièce la plus coulable possible

#6 Technologie et expérience

Voici un puissant coup de poing 1-2 :les ingénieurs s’appuient à la fois sur la technologie et sur l’expérience (généralement en quantités égales) pour réussir. Pour certaines tâches, seules les dernières technologies permettront d’y parvenir. La capacité de rester à la pointe de la technologie (de l'hydraulique au serrage en passant par la détection) offre des capacités qui ne peuvent être égalées autrement.

Et bien sûr, rien ne remplace l’expérience. Des connaissances s'acquièrent à chaque fois qu'une tâche est accomplie. Je ne peux pas le dire avec certitude à 100 %, mais je ne pense pas qu'il existe de nombreux livres ou vidéos YouTube sur la conception de montages CNC personnalisés pour les pièces. C'est vraiment une compétence transmise de l'expert au novice, l'expérience étant le meilleur professeur.

Prix équitable et sans maux de tête

L’utilisation dès le départ de la fabricabilité de l’ingénierie CNC constitue la feuille de route vers le succès et la longévité d’une pièce. Il met l'accent sur l'implication précoce de l'équipe (en particulier pour les pièces complexes), génère une efficacité et des économies maximales et crée un processus fluide et reproductible. Lorsqu'une source d'usinage CNC peut réduire le niveau de stress d'un client, c'est une victoire.

Il est également important de se rappeler que vous en avez pour votre argent. Les clients expérimentés attendent beaucoup de l'usinage de précision CNC moderne et des experts en ingénierie des ateliers d'usinage CNC, et ils sont prêts à payer pour cette expertise.

Stecker Machine compte plus d’une douzaine d’ingénieurs parmi son personnel. Les ingénieurs se concentrent sur leur domaine :conception de luminaires, outillage, programmation, processus, emballage et qualité. C'est BEAUCOUP pour une boutique de notre taille.

Maintenant que vous en savez plus sur la fabricabilité de l'ingénierie CNC, voici une question :quand savez-vous qu'il est temps de travailler avec un atelier d'usinage CNC haut de gamme ? Ce guide couvre 9 scénarios et explique comment un partenariat avec des experts CNC était le choix judicieux. Cliquez sur le lien ci-dessous pour obtenir votre copie !

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À propos de l'auteur

Jason aime résoudre les défis des clients. En tant que vice-président du développement commercial, Jason est responsable du développement de nouvelles affaires et est la personne à contacter pour plusieurs clients actuels de SMC. Jason a travaillé dans l'ingénierie, la production et la vente, et estime que sa plus grande force consiste à fournir aux clients des solutions à leurs défis de fabrication.