Comment les configurations CNC affectent les coûts du projet

Pour terminer votre production dans les délais et le budget, il est préférable d'avoir une image claire des coûts prévus de votre projet dès le début. Cependant, prévoir avec précision les coûts d'un projet d'usinage CNC est plus facile à dire qu'à faire pour de nombreuses équipes de produits. Vous devrez tenir compte des coûts des matériaux et de l'usinabilité, de la complexité de votre pièce, des exigences de post-traitement et des configurations réelles de la machine CNC. Explorons l'effet que les configurations CNC peuvent avoir sur les coûts de production.

Décomposer les inducteurs de coût pour les configurations CNC

Selon la complexité de votre conception, votre opérateur CNC peut avoir besoin d'utiliser plusieurs configurations de machine CNC pour fabriquer des pièces avec des caractéristiques sur plusieurs côtés, plans ou axes. Pour usiner ces fonctionnalités, votre opérateur devra retirer votre pièce de la machine et la retourner pour travailler de l'autre côté ou la déplacer vers une configuration de machine CNC différente pour terminer le processus de production. Ils devront également recalibrer l'appareil et les outils à chaque fois. De plus, plus il faut de temps pour usiner une pièce, plus les coûts de votre projet seront élevés.

Une pièce qui ne nécessite qu'une seule configuration sur une fraiseuse 3 axes ne nécessitera qu'une seule face pour avoir accès à l'outil, comme le montre l'image ci-dessous.

Une pièce qui nécessite plusieurs configurations sur une machine à 3 axes aura plusieurs faces qui nécessitent un accès, comme la pièce ci-dessous.

Lorsque vous déterminez si une pièce nécessitera plusieurs configurations pour être usinée, réfléchissez à la façon dont l'outil accédera à toutes les différentes fonctionnalités de la conception.

Il y a quelques facteurs de coût supplémentaires à garder à l'esprit lorsqu'il s'agit de toute configuration CNC, notamment :

• Fixation : Pendant l'usinage, l'ébauche doit être fixée dans une orientation ou un emplacement fixe à l'aide d'un dispositif de fixation. Des fixations peuvent être nécessaires pour les pièces aux formes irrégulières, lorsqu'un étau standard peut restreindre les trajectoires d'outils et peut être utilisé pour aider à garantir les tolérances. Parfois, tout ce dont votre machiniste aura besoin pour fixer votre pièce est un étau standard, mais il peut avoir besoin de concevoir et de fabriquer un montage personnalisé pour des projets spécifiques, ce qui peut augmenter les délais et les coûts.

• Outils CNC spécialisés/non standard : Si votre conception présente des caractéristiques uniques, votre partenaire de fabrication devra peut-être acheter de nouveaux outils d'usinage CNC. Ces outils coûtent généralement entre 50 $ et 500 $. Ils peuvent donc augmenter rapidement votre coût par pièce, surtout si vous prévoyez une production à faible volume.

• Parcours d'outils : Le parcours d'outil est le parcours prédéfini que l'outil de coupe de la machine CNC suivra pendant le processus d'usinage. Les machinistes optimisent souvent les trajectoires d'outils pour minimiser ou éliminer les actions et les déplacements d'outils inefficaces ou inutiles. Cela peut vous faire gagner du temps et réduire les coûts de fabrication, quelle que soit la taille de votre cycle de production.

Examiner l'impact financier des configurations CNC

Chaque pièce et chaque projet est différent, il est donc difficile d'attribuer un chiffre précis à la façon dont les configurations CNC augmentent les coûts du projet. Cependant, plus vous avez de configurations, plus votre opérateur passera de temps à réinitialiser la machine CNC, à recalibrer les outils et à concevoir de nouveaux montages, ce qui peut augmenter le coût de votre projet.

Il est également important de noter que le nombre de configurations n'est pas le seul facteur déterminant les coûts de configuration. Par exemple, si vous utilisez un matériau exotique ou difficile à usiner, votre opérateur devra travailler plus lentement avec votre configuration CNC, ce qui allongera les temps d'usinage et augmentera les coûts des matériaux. L'utilisation d'outils non standard et l'exécution de la machine CNC sur des trajectoires d'outil non optimisées peuvent également rendre votre projet plus coûteux.

Les équipes de produits qui cherchent à maximiser leurs budgets et à rendre l'usinage CNC plus rentable peuvent avoir un impact en gardant à l'esprit les points ci-dessus.

Optimisation de l'usinage CNC pour une meilleure rentabilité

Prendre quelques décisions intelligentes en coulisses peut réduire les coûts globaux de votre projet. Pour réduire au maximum les coûts d'usinage CNC, pensez à :

Opter pour un cycle de production plus élevé

L'un des moyens les plus simples de réduire votre coût par pièce est de commander plus de pièces. Si votre partenaire de fabrication utilise un outil CNC coûteux et fabrique un montage personnalisé pour donner vie à une conception complexe mais ne fabrique que quelques pièces, chaque pièce coûterait une somme d'argent importante. La fabrication d'un plus grand nombre de pièces à l'aide du même outil et du même montage répartit plus uniformément ces coûts et permet au fabricant d'acheter des matières premières en gros à moindre coût, ce qui, ensemble, peut réduire considérablement le coût par pièce.

Sélectionner soigneusement les matériaux

Plusieurs facteurs peuvent déterminer le matériau que vous choisissez pour votre projet, notamment la résistance, l'usinabilité, le coût et la disponibilité. N'oubliez pas que les matériaux exotiques sont coûteux et que les métaux sont généralement plus chers que les plastiques. En règle générale, envisagez d'utiliser un aluminium commun au lieu d'un métal plus coûteux lorsque cela est possible pour réduire vos coûts CNC globaux.

Vous voudrez également tenir compte de l'usinabilité des matériaux, car les matériaux moins usinables augmentent les coûts de fabrication. Les matériaux exotiques nécessitent souvent un outillage spécialisé coûteux, et les matériaux qui nécessitent des vitesses d'usinage plus lentes signifient des temps de fabrication plus longs et des coûts d'exploitation de la machine plus élevés. Dans la mesure du possible, optez pour des matériaux comme l'acier à faible teneur en carbone et l'aluminium, car ils sont plus rapides, plus faciles et moins chers à usiner.

Recherchez également des matériaux dont la taille et la forme sont déjà similaires à celles de votre pièce. Cela garantit que vous ne gaspillez pas d'argent à usiner beaucoup de matériau en excès, et cela réduit également le temps d'usinage.

Utilisation d'outils, d'ébauches, de gabarits et de fixations standard

Comme pour la plupart des choses, la personnalisation coûte plus cher. L'outillage, les ébauches et d'autres objets sont généralement disponibles dans des tailles standard telles que des nombres entiers et des fractions en multiples de deux (c'est-à-dire ¼, ⅛, etc.). Si vous concevez une fonctionnalité qui nécessite une perceuse d'un diamètre de 0,265 pouce, votre fabricant devra acquérir un foret personnalisé pour répondre à vos exigences. Cependant, si vous optez pour une taille d'outil plus standard, telle que 0,25 pouce, l'outillage standardisé dont dispose votre partenaire de fabrication suffira. De même, l'utilisation d'ébauches de matières premières standard, de gabarits, de montages et d'autres composants au lieu d'éléments personnalisés peut aider à réduire les coûts et à accélérer la production.

Cependant, si l'utilisation d'un appareil standard bloque l'accès à l'outil, il est logique de créer un appareil personnalisé pour éviter plusieurs configurations. Heureusement, vous pouvez utiliser la technologie de fabrication additive pour créer rapidement et à moindre coût des luminaires personnalisés.

Pas de tolérance excessive

Des tolérances serrées peuvent également augmenter les coûts de fabrication et les délais d'exécution, car votre opérateur devra usiner à un rythme plus lent. Ils devront également retirer et inspecter régulièrement votre pièce pour s'assurer que les tolérances sont correctes, ce qui prolonge le processus de production et augmente les coûts globaux.

Ne dépassez pas la tolérance et assurez-vous que les tolérances que vous définissez sont compatibles avec ce dont votre pièce a réellement besoin. Si vous créez un produit de consommation, n'utilisez pas les tolérances extrêmement serrées nécessaires pour les pièces aérospatiales. Ou, si vous fabriquez un prototype, vous devez utiliser une tolérance plus lâche que vous ne le feriez pour votre produit final.

Exécution précoce des vérifications de la conception pour la fabrication (DFM)

Effectuer des vérifications de la conception pour la fabrication (DFM) pour identifier et corriger les problèmes potentiels avant la fabrication peut également aider à maintenir les coûts bas. Portez une attention particulière à :

• Poches ou fentes profondes : Si votre pièce a des zones profondes, votre machiniste devra utiliser des outils plus longs qui sont plus chers et plus susceptibles de se casser.

• Coins internes pointus : Les forets CNC sont circulaires et laissent derrière eux des rayons d'angle internes, ce qui rend difficile l'obtention d'angles internes nets.

• Régions étroites : Les régions étroites nécessitent des fraises de petit diamètre, mais les outils longs de petit diamètre sont plus sensibles au broutage et à la casse, ce qui augmente les coûts et réduit la qualité des pièces.

Si vous remarquez l'un de ces défauts, vous voudrez peut-être envisager de reconcevoir votre pièce. Vous pouvez également vérifier facilement les erreurs DFM courantes comme celles mentionnées ci-dessus en téléchargeant votre pièce sur votre tableau de bord Fast Radius.

Usinage CNC avec Fast Radius

Les configurations de machines CNC peuvent avoir un impact significatif sur vos coûts de production globaux, mais parfois, l'utilisation de plusieurs configurations CNC ne peut pas être aidée. La bonne nouvelle est que vous pouvez rendre votre projet plus rentable - même si plusieurs configurations sont nécessaires - en définissant des tolérances raisonnables, en concevant pour la fabricabilité et en choisissant judicieusement les matériaux CNC. Travailler avec un partenaire de fabrication expérimenté comme Fast Radius peut vous aider.

Commencez dès aujourd'hui votre prochain projet d'usinage CNC en téléchargeant votre pièce sur fastradius.com pour un devis instantané ou en contactant notre équipe.

Consultez le centre de ressources de Fast Radius pour en savoir plus sur les tendances, les technologies, les points faibles et plus encore en matière d'usinage CNC.