Fabricabilité en ingénierie CNC : améliorer la qualité et la performance des pièces

Concevoir une nouvelle pièce est une chose. La fabriquer en est une autre.

Parlez avec n'importe quel client d'un atelier d'usinage CNC et vous entendrez probablement un exemple de conception de pièce étant modifiée, raffinée 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 en ingénierie CNC est une façon 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 du produit, réduire les reprises, et maintenir une haute qualité. Tout bien considéré, il est clair que la modification d'une conception de pièce par un ingénieur CNC est critique.

Explorons comment s'appuyer sur 6 services d'ingénierie CNC spécifiques aide à rendre la fabrication de pièces plus fluide, plus efficace et raisonnablement prix.

#1 Spécialisation

Conception de dispositifs. Construction de dispositifs. Outillage. Programmation. Traitement. Et plus ! Dans les petits ateliers CNC, un ou deux ingénieurs sont forcés de faire du multitâche, gérant de nombreux services d'ingénierie de précision CNC et devant s'arrêter et se recentrer sur la tâche la plus urgente.

Avoir des ingénieurs avec des compétences polyvalentes est bien mais pas exactement efficace. Dans les grands ateliers haut de gamme, aucun ingénieur unique n'a toutes ces responsabilités ; les ingénieurs se spécialisent dans un service. Cette spécialisation permet aux ingénieurs de faire ce qu'ils font de mieux, d'affûter continuellement cette compétence, et d'améliorer la qualité de tous les projets dans cet atelier (plus sur la qualité plus tard).

#2 Profondeur d'influence

Les ingénieurs CNC influencent la fabricabilité des pièces et leur succès à long terme. Voyez comment avoir les personnes suivantes dans la pièce (surtout les ingénieurs de l'atelier) en même temps permet à l'équipe de parcourir le plan de fabrication d'un projet. Serrage, usinage et outillage sont tous planifiés pour qu'il n'y ait pas de surprises et que le résultat soit un processus PPAP fluide.

L'atelier d'usinage CNC

• Le responsable commercial et ingénierie cote la pièce et calcule les temps de cycle
• L'ingénieur conception de dispositifs considère l'usinabilité et le serrage, et vérifie les plans pour les erreurs
• L'ingénieur outillage vérifie l'outillage disponible et évalue si un outillage commun est possible
• Un ingénieur qualité peut aussi être inclus, selon la complexité de la pièce

Le Client

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

La Fonderie

Généralement sélectionnée par l'atelier CNC, le représentant de la fonderie discute de la coulabilité, pose des questions pertinentes, et apporte des idées.

En creusant un peu plus, l'atelier d'usinage CNC examine les plans, toutes les spécifications, et le matériau, identifiant les éventuelles efficacités qui pourraient être gagnées en modifiant la conception. Par exemple, ce qui est spécifié peut être modifié pour utiliser un outillage commun, ce qui économise de l'argent et du temps. Ou, le nombre de trous peut être réduit (ou tous peuvent être uniformes) pour qu'un outil supplémentaire ne soit pas requis.

#3 Évaluation des tolérances

Un autre service qui pilote la qualité et la performance des pièces est l'évaluation des tolérances. Les plans peuvent exiger une certaine tolérance qui n'est pas nécessaire pour assurer la performance optimale de la pièce. Ce qui peut sembler une légère différence peut drastiquement changer les coûts.

Par exemple, une conception de carter de transmission en aluminium spécifie 0,05 mm (ou 50 microns) alors qu'une tolérance acceptable serait de 0,13 mm. Ce simple changement pourrait économiser plus de 2,00 $ par pièce en coûts d'outils, passes supplémentaires, etc., tout en maintenant une haute qualité.

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

#4 Consultation fonderie

Le moulage simplifie le processus de formation du métal en produits. Deux objectifs principaux du moulage sont de créer moins de composants et moins de pièces nécessitant d'être assemblées.

Comme mentionné plus tôt, inclure la fonderie tôt peut faire une énorme différence dans la fabricabilité de la pièce. Cette réunion initiale est le moment pour la fonderie d'apporter des idées et d'aider à rendre la pièce fabricable dès le tout début (nous connaissons tous le défi de changer une conception après que tout le monde a signé dessus.)

Besoin d'un exemple ? Revenons à ce carter de transmission en aluminium décrit au #3 ci-dessus. Ajouter une côte sur le côté aide à alimenter le moulage, rendant 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 par ses avantages de chaîne d'approvisionnement, incluant les relations avec ses fonderies.

#5 Simplifier, Optimiser, Raffiner

Les ingénieurs dans un atelier d'usinage CNC ne sont pas des concepteurs de pièces ; c'est la responsabilité du client. Cela dit, les ingénieurs influencent fortement la performance d'une pièce. Ces trois façons sont connectées, donc nous les regroupons :

1. Simplifier — Évaluer la conception globale de la pièce, chercher des longueurs de trous de taille commune et des tailles de fixations communes, trouver des opportunités pour moins de changements d'outils sur la broche (économisant temps et argent)
2. Optimiser — Mettre des repères de serrage sur la pièce pour optimiser le serrage, utiliser des appels de finition de surface, découvrir des façons d'améliorer le processus de fabrication
3. Raffiner la conception du produit — Ajouter des côtes d'alimentation pour prévenir les défauts et faciliter l'usinage, ajuster la géométrie (rayon et angle de dépouille, par exemple) pour en faire la pièce la plus coulable possible

#6 Technologie & Expérience

Voici un puissant coup de 1-2 : Les ingénieurs s'appuient à la fois sur la technologie et l'expérience (généralement en quantités égales) pour réussir. Pour certaines tâches, seule la dernière technologie l'accomplira. La capacité de rester à la pointe de la technologie — de l'hydraulique au serrage en passant par la détection — fournit des capacités qui ne peuvent être égalées d'aucune autre façon.

Et, bien sûr, il n'y a pas de substitut à l'expérience. La connaissance est acquise chaque fois qu'une tâche est complétée. Je ne peux pas le dire avec 100 % de certitude, mais je ne pense pas qu'il y ait beaucoup de livres ou de vidéos YouTube sur la conception de dispositifs CNC personnalisés pour des pièces. C'est vraiment une compétence transmise de l'expert au novice, l'expérience étant le meilleur professeur.

Prix juste & Pas de maux de tête

Utiliser la fabricabilité en ingénierie CNC en amont est la feuille de route vers le succès et la longévité d'une pièce. Elle met l'accent sur l'implication précoce de l'équipe (surtout pour les pièces complexes), pilote une efficacité maximale et des économies de coûts, et crée un processus fluide et répétable. Quand une source d'usinage CNC peut réduire le niveau de stress d'un client, c'est une victoire.

Il est aussi important de se rappeler que vous en avez pour votre argent. Les clients expérimentés s'attendent à 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 a plus d'une douzaine d'ingénieurs en personnel. Les ingénieurs sont concentrés sur leur domaine : conception de dispositifs, outillage, programmation, processus, emballage, et qualité. C'est BEAUCOUP pour un atelier de notre taille.

Maintenant que vous en savez plus sur la fabricabilité en 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 le partenariat avec des experts CNC était le choix judicieux. Cliquez sur le lien ci-dessous pour obtenir votre exemplaire !

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À propos de l'auteur

Jason aime résoudre les défis des clients. En tant que VP Développement Commercial, Jason est responsable du développement de nouveaux affaires ainsi que d'être la personne de référence pour plusieurs clients actuels de SMC. Jason a travaillé en ingénierie, production, et ventes, et trouve que sa plus grande force est de fournir aux clients des solutions à leurs défis de fabrication.