Comprendre les coûts d'usinage CNC : facteurs clés et stratégies éprouvées pour réduire les dépenses

Le contrôle numérique par ordinateur (CNC) offre la capacité de contrôler les divers processus d'usinage de manière précise, menant au potentiel d'économies de coûts dans le processus de production global. L'usinage CNC vaut généralement l'investissement car les processus rendent des résultats précis qui répondent à des exigences spécifiques.

Des industries telles que l'hydraulique, le médical, l'automobile, l'aérospatial et le pétrole & gaz bénéficient de la qualité et de la cohérence offertes par l'usinage CNC. Cet article discute les facteurs de coûts pour l'usinage CNC de pièces métalliques, et fournit des solutions possibles pour réduire ces coûts.

Quels facteurs déterminent les coûts d'usinage CNC ?

L'usinage CNC est un processus intégral pour compléter des composants de précision pour de nombreuses industries. Les facteurs de coûts pour l'usinage CNC de pièces métalliques dépendront de plusieurs facteurs, notamment :

• Stade de développement : Un composant au stade de prototype et développement peut nécessiter plusieurs passages avec diverses machines CNC pour finaliser les spécifications, ce qui pourrait augmenter les coûts initiaux. D'un autre côté, une pièce bien établie qui a toutes les exigences en place nécessitera simplement que l'opérateur CNC récupère et programme les spécifications des runs précédents.
• Complexité du design : Un design plus complexe nécessitera un usinage plus précis. L'utilisation de machines avancées, telles que des machines 5 axes à la place de machines 3 axes, pourrait servir de facteurs de coûts. En général, s'il faut plus de temps pour usiner une pièce, cela coûtera plus cher.
• Nombre de processus CNC requis : Certaines pièces nécessitent plus de processus d'usinage pour atteindre le résultat désiré. En règle générale, les prix augmentent à mesure que plus de processus d'usinage sont impliqués.
• Type de métal impliqué : Le matériau formé peut ajouter au coût de l'usinage. Certains matériaux sont plus chers à acheter, et les matériaux plus durs peuvent prendre plus de temps à usiner.
• Quantité totale : Il faut un temps spécifique pour configurer les machines CNC, et ces coûts sont généralement répartis sur la production totale. Une petite quantité peut ne pas être très rentable, tandis que des runs plus grands pourront réaliser des économies d'échelle en répartissant les coûts sur une quantité plus élevée.
• Spécifications client : Les plans de conception peuvent spécifier des exigences supplémentaires, telles que des tolérances très serrées ou des parois minces. Cela pourrait augmenter les coûts d'usinage si des outils spécifiques et du temps de traitement additionnel sont requis.
• Exigences de finition : Bien qu'une finition de matériau puisse améliorer l'apparence de la pièce, ou la rendre plus résistante à la corrosion, cela peut aussi augmenter les coûts d'usinage.

Comment réduire efficacement les coûts d'usinage CNC

Bien que certaines exigences ne puissent simplement pas être changées, il y a certaines considérations dans les frais de démarrage, le temps d'usinage et les coûts de matériaux, qui peuvent aider à réduire les coûts globaux. Les étapes que les spécificateurs et ingénieurs peuvent prendre pour réduire efficacement les coûts d'usinage CNC incluent :

• Simplification du design : Concevoir des pièces avec des caractéristiques qui peuvent être usinées facilement. Trous, filets, rainures et contours qui peuvent être faits avec des outils d'usinage standards sont plus rentables que ceux qui nécessitent des tailles de trous ou filets personnalisés.
• Coins arrondis : Créer un coin net à 90 degrés nécessite des processus d'usinage additionnels. Changer un design de coin interne de 90 degrés à arrondi peut réduire les coûts d'usinage CNC. Une autre étape serait de faire le rayon des coins internes d'au moins un tiers de la profondeur de la cavité.
• Profondeur de cavité : Retirer du matériau par usinage CNC pour créer une cavité profonde peut être un processus long et coûteux. En général, les outils de coupe CNC fonctionnent le plus efficacement en créant des cavités qui ont une profondeur de deux à trois fois leur diamètre. Essayez de limiter la profondeur des cavités, quand possible, à quatre fois leur longueur.
• Épaisseur de paroi : Des parois plus minces prendront plus de temps à usiner en raison de leur fragilité et susceptibilité à la fracture. Selon les exigences de poids, les parois devraient être plus épaisses que 0,8 millimètre. Placez les trous et filets stratégiquement pour réduire le potentiel de fracture.
• Longueur de filet : Les filets plus longs que 1,5 fois le diamètre du trou peuvent nécessiter des outils spéciaux pour les créer. Définissez une longueur maximale de trois fois le diamètre pour optimiser les facteurs de coûts.
• Usinabilité du matériau : À moins qu'il n'y ait des raisons spécifiques de choisir un matériau particulier, essayez de spécifier ceux qui sont facilement usinables. Certains métaux cèdent plus facilement au processus d'usinage, réduisant ainsi les facteurs de temps et de coûts.
• Tolérances : Révisez vos spécifications pour déterminer si les exigences de tolérance sont absolument nécessaires. La précision avancée requise dans un design peut venir à un prix plus élevé. Bien que certaines industries nécessitent une adhérence stricte aux spécifications, des économies peuvent être réalisées si vos tolérances peuvent être plus flexibles.
• Quantité : Passez des commandes en gros plus importantes, quand possible, pour économiser le temps de configuration d'usinage.

En savoir plus sur les facteurs qui déterminent les coûts d'usinage CNC

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