Configurations CNC : La clé pour maîtriser les coûts de projet

Pour compléter votre série de production dans les temps et le budget, il est préférable d'avoir une image claire de vos coûts de projet attendus dès le début. Cependant, prédire des coûts de projet d'usinage CNC précis est plus facile à dire qu'à faire pour de nombreuses équipes produit. Vous devrez considérer les coûts des matériaux et leur usinabilité, la complexité de votre pièce, les exigences de post-traitement, et les configurations réelles de machine CNC. Explorons l'effet que les configurations CNC peuvent avoir sur les coûts de production.

Décomposition des facteurs de coût pour les configurations CNC

Selon la complexité de votre conception, votre opérateur CNC pourrait 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 caractéristiques, votre opérateur devra retirer votre pièce de la machine et la retourner pour travailler de l'autre côté ou la déplacer vers une autre configuration de machine CNC pour finir le processus de production. Il devra aussi recalibrer le dispositif de serrage et les outils à chaque fois. De plus, plus il faut de temps pour usiner une pièce, plus vos coûts de projet seront élevés.

Une pièce qui n'a besoin que d'une configuration sur une fraiseuse 3 axes ne nécessitera qu'une seule face accessible pour l'outil, comme vu dans l'image ci-dessous.

Une pièce qui a besoin de plusieurs configurations sur une machine 3 axes aura plusieurs faces nécessitant un accès, comme la pièce ci-dessous.

Pour identifier si une pièce aura besoin de plusieurs configurations pour l'usinage, considérez comment l'outil accédera à toutes les différentes caractéristiques de la conception.

Il y a quelques facteurs de coût additionnels à garder à l'esprit pour toute configuration CNC, notamment :

• Dispositifs de serrage : Pendant l'usinage, le brut doit être sécurisé dans une orientation ou un emplacement fixe en utilisant un dispositif. Les dispositifs peuvent être requis pour des pièces aux formes irrégulières, quand un étau standard peut restreindre les trajectoires d'outil, et peuvent aider à garantir les tolérances. Parfois, tout ce dont votre machiniste aura besoin pour sécuriser votre pièce est un étau standard, mais il peut avoir besoin de concevoir et fabriquer un dispositif personnalisé pour des projets spécifiques, ce qui peut augmenter les délais et les coûts.

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

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

Examiner l'impact financier des configurations CNC

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

Il est aussi important de noter que le nombre de configurations n'est pas le seul facteur moteur derrière 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, allongeant les temps d'usinage et augmentant les coûts de matériau. L'utilisation d'outillage non standard et l'exécution de la machine CNC sur des trajectoires non optimisées peuvent aussi rendre votre projet plus cher.

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

Optimiser l'usinage CNC pour l'efficacité coût

Prendre quelques décisions intelligentes en coulisses peut réduire vos coûts de projet globaux. Pour réduire les coûts d'usinage CNC autant que possible, considérez :

Opter pour une série de production plus élevée

L'un des moyens les plus faciles de faire baisser votre coût par pièce est de commander plus de pièces. Si votre partenaire de fabrication utilise un outil CNC cher et fabrique un dispositif personnalisé pour donner vie à une conception complexe mais ne fabrique que quelques pièces, chaque pièce coûtera une somme significative. Fabriquer un plus grand nombre de pièces en utilisant ce même outil et dispositif répartit ces coûts plus uniformément et permet au fabricant d'acheter la matière première en vrac à un coût inférieur, ce qui ensemble peut réduire significativement le coût par pièce.

Sélectionner les matériaux soigneusement

Plusieurs facteurs peuvent déterminer le matériau que vous choisissez pour votre projet, y compris la résistance, l'usinabilité, le coût et la disponibilité. Rappelez-vous 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 courant au lieu d'un métal plus cher quand possible pour réduire vos coûts CNC globaux.

Vous voudrez aussi considérer l'usinabilité du matériau, car les matériaux moins usinables font grimper les coûts de fabrication. Les matériaux exotiques nécessitent souvent un outillage spécialisé cher, et les matériaux nécessitant des vitesses d'usinage plus lentes signifient des temps de fabrication plus longs et des coûts d'exploitation machine accrus. 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.

Regardez aussi pour des matériaux qui sont déjà proches en taille et forme de votre pièce. Cela assure que vous ne gaspillez pas d'argent à usiner beaucoup de matériau excédentaire, et cela réduit aussi le temps d'usinage.

Utiliser l'outillage standard, bruts, gabarits et dispositifs

Comme pour la plupart des choses, la personnalisation coûte plus cher. L'outillage, bruts et autres objets viennent généralement en tailles standard comme les nombres entiers et fractions en multiples de deux (ex: ¼, ⅛, etc.). Si vous concevez une caractéristique qui nécessite un foret de 0,265 pouce de diamètre, votre fabricant devra acquérir un foret personnalisé pour répondre à vos exigences. Cependant, si vous optez pour une taille d'outil plus standard, comme 0,25 pouces, l'outillage standardisé que votre partenaire de fabrication a en stock suffira. De même, utiliser des bruts de matière première standard, gabarits, dispositifs et autres composants au lieu d'éléments personnalisés peut aider à réduire les coûts et accélérer la production.

Si l'utilisation d'un dispositif standard bloquerait l'accès à l'outil, cependant, créer un dispositif personnalisé pour éviter plusieurs configurations a du sens. Heureusement, vous pouvez utiliser la technologie de fabrication additive pour créer rapidement et rentablement des dispositifs personnalisés.

Ne pas sur-tolérer

Les tolérances serrées peuvent aussi faire grimper les coûts de fabrication et les délais, car votre opérateur devra usiner à un rythme plus lent. Il devra aussi régulièrement retirer et inspecter votre pièce pour s'assurer que les tolérances sont correctes, ce qui prolonge le processus de production et augmente les coûts globaux.

Ne sur-tolérez pas et assurez-vous que les tolérances que vous définissez sont compatibles avec ce que votre pièce nécessite réellement. Si vous créez un produit grand public, n'utilisez pas les tolérances extrêmement serrées nécessaires pour des pièces aérospatiales. Ou, si vous fabriquez un prototype, vous devriez utiliser une tolérance plus large que pour votre produit final.

Effectuer des vérifications de conception pour la fabrication (DFM) tôt

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

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

• Coins internes vifs : Les forets CNC sont circulaires et laissent des rayons aux coins internes, rendant l'obtention de coins internes vifs délicate.

• Régions étroites : Les régions étroites nécessitent des fraises à petits diamètres, mais les outils longs à petits diamètres sont plus sensibles aux vibrations et à la casse, augmentant les coûts et baissant la qualité de la pièce.

Si vous remarquez l'un de ces défauts, vous pourriez envisager de redessiner votre pièce. Vous pouvez aussi facilement vérifier 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 machine CNC peuvent impacter significativement vos coûts de production globaux, mais parfois l'utilisation de plusieurs configurations CNC ne peut pas être évitée. La bonne nouvelle est que vous pouvez rendre votre projet plus rentable — même si plusieurs configurations sont requises — 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 aider.

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

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