Maîtriser les coûts d'outillage en fabrication : stratégies pour réduire les dépenses et augmenter la rentabilité

Avec la hausse des coûts de main-d'œuvre, de transport et de matériaux dans tous les secteurs manufacturiers, les entreprises cherchent activement des moyens d'économiser. Pour l'usinage CNC, l'outillage représente un coût supplémentaire, souvent imprévu, qui doit être supporté dans le cadre de l'activité.

Mieux comprendre les facteurs qui influencent les coûts d'outillage et apprendre à suivre l'état des outils permet de gérer une rentabilité plus saine. Ce guide examine les facteurs qui impactent les coûts d'outillage et les avantages associés à la mesure de cette dépense.

Qu'est-ce que le coût d'outillage ?

Le coût d'outillage représente le prix déprécié de l'outil sur sa durée de vie divisé par le nombre de pièces produites pendant cette période. C'est une mesure difficile à surveiller, mais avec une solution pour comprendre la durée de vie des outils, les fabricants peuvent obtenir des informations plus approfondies sur la performance et le coût de leur outillage.

Pourquoi l'outillage est-il important ? N'est-ce pas un coût mineur ?

La prise en compte du coût d'outillage est cruciale car la qualité et l'état de l'outillage dictent la qualité de la pièce finie.

La précision et les caractéristiques de performance d'un outil déterminent la vitesse et la précision des pièces finies. Il assure également la répétabilité en fabrication et l'exactitude de chaque pièce sortant de la chaîne. Le processus d'outillage n'est pas une question d'approvisionnement au "coût le plus bas". La conception de l'outil doit être considérée avec d'autres variables, notamment le type et le volume de pièces produites et la dureté du matériau.

Choisir un outil trop dur pour le type de pièce produite peut entraîner des défauts de qualité et des coûts plus élevés. Choisir un outil pas assez dur pour les pièces usinées signifie que les outils s'usent ou se cassent plus rapidement.

Combien devrait coûter l'outillage ?

Les coûts d'outillage dépendent du type de produit fabriqué. Les coûts d'outillage d'une entreprise peuvent varier de 3 % à 6 % des coûts de première ligne. Comme tout outillage doit éventuellement être remplacé, les outils sont généralement considérés comme des consommables.

Supposons qu'une entreprise fabrique des unités de précision en volume pour chaque client et ait de petites pièces dans son mélange de produits. Dans ce cas, le coût d'outillage peut être prédit avec précision grâce à l'analyse de l'utilisation dans le temps.

Cependant, si l'entreprise produit de nombreuses pièces ou réalise de nombreuses pièces personnalisées en volume ou en pièces uniques pour chaque client, elle devra maintenir un inventaire d'outils plus étendu pour tenir compte de différentes variables telles que la matière première.

Quels facteurs impactent le coût de l'outillage ?

Bien que de nombreux facteurs influencent les coûts d'outillage, ils sont tous liés au type de matériau travaillé, au nombre d'actions requises par les spécifications de la pièce et à la qualité de l'outil.

Matériau

Les secteurs tels que le médical, l'aérospatial et la défense ont des exigences extrêmement strictes pour des pièces à haute résistance. Des matériaux comme l'acier trempé, le titane et d'autres nécessitent des outils avec une dureté supérieure pour effectuer les coupes. Ces outils sont logiquement plus chers que ceux utilisés pour couper, aléser ou finir des matériaux moins durs.

Spécification de la pièce

Le nombre d'actions que la machine CNC doit effectuer impacte également le coût de l'outillage. Les coupes ou alésages simples nécessitent moins d'outils. Les coupes, alésages et tournages complexes en requièrent davantage. Les pièces peuvent aussi nécessiter des finitions de surface spécifiques comme le polissage ou l'ajout de caractéristiques permettant la préhension par d'autres outils ou revêtements comme les joints. Chaque étape supplémentaire dans les spécifications de conception augmente les coûts d'outillage.

Qualité des outils

Les outils doivent provenir de fournisseurs ayant une connaissance approfondie des caractéristiques de performance des surfaces à couper. Ils doivent être produits avec des spécifications de processus de fabrication exactes assurant le bon revenu et traitement thermique pour prévenir l'émoussement rapide ou la fragilité. Les outils doivent aussi être bien adaptés à la machine utilisée pour éviter les forces, vitesses ou capacités mal assorties.

Les avantages de la mesure du coût d'outillage

Mesurer la durée de vie des outils permet des mesures de coûts d'outillage plus précises. En utilisant un calcul d'usinabilité pour la durée de vie de l'outil qui compare les propriétés du matériau aux caractéristiques de l'outil, une entreprise peut développer des graphiques ou algorithmes pour les quantités, types et durées de vie d'achat.

D'autres méthodes incluent la mesure de force et de puissance de l'équipement et la prise en compte de l'indice d'usinabilité du matériau.

Il y a plusieurs avantages à la mesure des coûts d'outillage :

1. Réduction des coûts de matériaux : Mesurer le coût de différents types d'outillage peut entraîner une baisse des coûts de matériaux. Un outillage de haute qualité peut coûter plus cher au premier abord, mais si sa durée de vie est plus longue et qu'il subit moins de casses, les entreprises peuvent réaliser moins de rebuts et moins de gaspillage.
2. Évaluation des processus de production : La qualité de l'outil affecte directement l'équipement dans lequel il est utilisé et met au défi les compétences de l'opérateur. Il n'est pas rare que les capacités d'une machine ou d'un opérateur soient remises en question. La mesure des coûts d'outillage peut mener à une meilleure compréhension de la consommation d'énergie, de la force utilisée et d'autres variables permettant des changements de processus.
3. Modifications de conception : En mesurant les coûts d'outillage, des défauts de conception peuvent être découverts pour améliorer l'assurance qualité. Les changements peuvent être aussi simples qu'une réorientation de la pièce ou aussi complexes que la modification du nombre de coupes. Avec une compréhension des coûts d'outillage, les décideurs peuvent obtenir des informations sur les changements à suggérer pour livrer la pièce de la plus haute qualité.
4. Réduction des coûts énergétiques : La vitesse élevée et la force forte sont des variables à haute énergie. Avec une compréhension du coût d'outillage, les gestionnaires peuvent analyser l'énergie par rapport à la casse pour trouver des outils capables de mieux gérer ces éléments.

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BC Machining subissait des casses d'outils excessives sur leurs machines CNC suisses, créant des rebuts tant au point de casse qu'en fin de vie d'outil lorsque les pièces peuvent varier hors spécifications.

En utilisant la solution MachineMetrics de capture de données à haute fréquence et leur analyse par des algorithmes avancés, BC a pu identifier les casses d'outils pour prévenir les pièces rebutées.

La baisse des pièces perdues, du tri et de l'incertitude s'est traduite par une détection de panne proche de 100 % et une économie annuelle de 72 000 $ par machine.

Lire l'étude de cas complète avec BC Machining.

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