Économisez 90 % sur les coûts de pièces tôlées avec le formage incrémental robotique

Pourquoi le formage de tôle est-il si cher !? Nous expliquons pourquoi et montrons comment calculer vos économies potentielles avec le formage incrémental robotique.

Former des matériaux en tôle peut être coûteux. À moins de fabriquer de grosses séries de pièces identiques, le coût peut être prohibitif, surtout si vous êtes un fabricant à forte variété et faible volume.

Que faire ? Faut-il abandonner les matériaux en tôle ? Non.

Heureusement, il existe un moyen d'obtenir les avantages du formage de tôle à un prix abordable : le formage incrémental robotique. Tout ce dont vous avez besoin, c'est d'un robot et d'une copie de RoboDK.

Dans cet article, nous expliquerons pourquoi le formage de tôle traditionnel est si cher et comment calculer vos économies potentielles.

5 facteurs qui rendent le formage de tôle traditionnel coûteux

L'une des méthodes les plus courantes de formage de tôle est l'emboutissage profond, qui consiste à étirer le matériau sur un matrice.

Un facteur influence énormément le coût de cette méthode :

1. Fabrication de la matrice — La dépense principale est le coût de fabrication de la matrice elle-même. Cela peut facilement être plusieurs fois le coût de production de chaque pièce. Pour amortir ce coût, il faut produire des centaines ou des milliers de la même pièce.

D'autres facteurs qui font grimper le coût du formage de tôle sont :

2. Coûts liés à de nombreux fournisseurs — Les matrices sont souvent fabriquées par des fabricants externes. Ce n'est pas l'idéal. Selon une étude du cabinet de conseil McKinsey, une différence majeure entre les entreprises prospères et non prospères était qu'elles limitaient leur nombre de fournisseurs.
3. Délais longs pour les matrices — La fabrication d'une matrice prend beaucoup de temps, particulièrement comparé au temps de production. Cela peut prendre des jours pour concevoir et fabriquer une matrice. Le formage incrémental peut être réalisé en quelques minutes ou heures (selon la taille et la complexité de la pièce).
4. Rebuts — L'emboutissage profond produit plus de rebuts. Bien que les rebuts puissent être vendus pour récupérer une partie des coûts, cela signifie que vous devez acheter de la tôle supplémentaire pour en tenir compte. Par exemple, une étude a révélé que la fabrication d'une pièce par emboutissage profond nécessitait 12 % de matière en plus que pour la même pièce en formage incrémental.
5. Lubrifiant — L'emboutissage profond nécessite plus de lubrifiants et plus agressifs que le formage incrémental. Cela augmente les coûts de diverses manières, notamment en nécessitant des systèmes de ventilation, filtres et vêtements de protection spéciaux. Cela peut aussi ajouter jusqu'à 10 % du coût de la pièce pour la nettoyer ensuite.

Le formage incrémental robotique permet de réduire ces coûts ou, dans certains cas, de les éliminer complètement.

3 étapes pour calculer si le formage incrémental vous fera économiser de l'argent

D'accord, le formage incrémental robotique peut être plus rentable. Mais votre question maintenant est probablement : Est-ce rentable pour moi !?

Il y a trois étapes simples pour le savoir :

1. Calculez le coût du formage de tôle traditionnel.
2. Calculez le coût du formage incrémental robotique.
3. À partir de vos réponses, calculez votre point mort. Cela déterminera la taille de lot qui rendra le processus traditionnel plus rentable.

Examinons chacune de ces étapes une par une.

1. Calculez le coût du formage traditionnel

Le coût du formage de tôle traditionnel peut être divisé en deux parties : coût de la matrice et coût de chaque pièce.

Vous pouvez calculer le coût de toute pièce fabriquée à l'aide de l'équation suivante :

Utilisez cette équation pour calculer à la fois le coût de chaque tôle formée et le coût de la matrice. Pour la fabrication de la matrice, le temps de cycle sera plus long et le coût d'usinage plus élevé. Le coût des matériaux peut aussi être plus élevé, selon les matériaux utilisés.

Le coût total de production est alors :

Comme mentionné ci-dessus, l'emboutissage profond produit une quantité raisonnable de rebuts, qui s'ajoutera au coût de la matière première.

Exemple

En utilisant l'exemple de cette étude de recherche, imaginons que chaque pièce emboutie nécessite 3,1 kg de matériau à un coût de 0,7 $/kg. Il coûte 25 $/h pour former chaque tôle et le processus d'emboutissage peut produire 420 pièces par heure. Supposons un coût de rebut de 10 % et un rendement de 100 %.

Le coût d'un lot de 50 pièces (hors coût de la matrice) est donc :

Cependant, le coût de la matrice elle-même est de 3000 $, dix fois plus que le coût par pièce. Le coût total de production est donc de 3122,15 $.

2. Calculez le coût du formage incrémental robotique

L'équation ci-dessus peut également être utilisée pour calculer le « Coût par pièce » du formage incrémental robotique. Le temps de cycle et le coût horaire de formage seront plus élevés pour le formage incrémental que pour l'emboutissage profond.

Le coût total est alors :

Comme vous pouvez le voir, il y a aussi un coût d'outillage unique ; cependant, celui-ci sera bien inférieur au coût de fabrication d'une matrice. Il n'y a pas de coût de rebut mais cela peut être inclus si applicable.

Exemple

D'après la même étude de recherche, disons que le formage incrémental de la même pièce nécessite 1,7 kg par pièce, aussi à 0,7 $/kg. Cela coûte 33 $/h pour le processus de formage robotique et il peut produire 7,5 pièces par heure. Il y a un coût d'outillage unique de 41 $.

Pour un lot de 50 pièces, le coût est maintenant :

Comme vous pouvez le voir, même si le formage incrémental prend beaucoup plus de temps que l'emboutissage profond, le coût élevé de la matrice signifie qu'il est 90 % moins cher d'utiliser le formage incrémental pour cette taille de lot.

3. Calculez votre point mort

Quelle taille de lot faut-il pour justifier l'emboutissage profond ?

Vous pouvez calculer votre point mort en utilisant cette équation combinée, qui compare le coût de l'emboutissage profond traditionnel et du formage incrémental :

Pour l'exemple que nous utilisons, cela donne une taille de lot de 726,13. Par conséquent, si le lot est de 726 ou moins, le formage incrémental est plus rentable. Si le lot est de 727 ou plus, le formage traditionnel est meilleur.

Pour les petits lots, vous constaterez souvent que c'est le cas.

Comment réaliser le formage incrémental robotique avec RoboDK

Il est surprenant de facilité d'utiliser un robot pour le formage incrémental. Avec RoboDK, vous pouvez générer le code robot en utilisant du G-Code standard en quelques minutes grâce à notre outil d'usinage.

Consultez notre étude de cas de l'Institut Maupertuis pour un exemple et des instructions sur la façon de faire cela vous-même.