Réduire les coûts de production pièces CNC avec des stratégies de design avancées

Comment le design affecte le coût : usinage CNC

Stratasys Direct Manufacturing utilise plus de 20 machines CNC (fraiseuses 3 et 5 axes, tours) à la pointe. Nos centres d'usinage utilisent aussi des machines 5 axes de pointe, réduisant considérablement les délais en éliminant les configurations intermédiaires et permettant les contre-dépouilles et caractéristiques hors axe.

L'usinage CNC peut être efficace pour pièces de production et prototypage mais peut perdre en rentabilité si détails clés de design et capacités d'usinage ne sont pas bien équilibrés. Voici les considérations pour commander de l'usinage CNC chez Stratasys Direct afin d'assurer rentabilité et délais courts.

Principaux facteurs affectant le coût

Matériaux d'usinage CNC

Les matériaux sont souvent le deuxième facteur le plus influent sur les coûts. L'usinage le plus rentable survient quand on équilibre coût du matériau et son usinabilité. Plus le matériau est usinable (facilité à céder au processus), plus les pièces sont faites vite et moins cher le service. Plastiques et alliages métalliques tendres sont généralement plus faciles à usiner. Pour déterminer l'usinabilité intrinsèque, référez-vous aux propriétés individuelles dans le tableau matériaux CNC.

Temps d'usinage et main-d'œuvre CNC

Souvent le plus gros facteur de coût : le temps pour construire la pièce. Pièces complexes, grandes = temps d'usinage plus long = coûts plus élevés.

Géométries complexes nécessitant usinage multi-axes prennent plus de temps et builds compliqués reposent souvent sur fabrication manuelle et post-finition. Si un design inclut certaines caractéristiques sur chaque face, souvent repositionnement manuel, parfois nouveaux dispositifs pour accéder à ces caractéristiques, sont nécessaires. Plus de main-d'œuvre = pièce plus chère.

Les coûts de configuration CNC baissent considérablement avec des quantités plus élevées. En phases précoces, il peut être avantageux de considérer les prix unitaires plus bas issus de quantités plus élevées.

Design de pièce CNC

En optimisant votre design pour production rapide avec peu de repositionnement manuel, vous pouvez réduire significativement les coûts. Considérez spécifiquement ces caractéristiques clés :

• Caractéristiques de design avec rapport largeur/hauteur < 4 sont idéales. Petites caractéristiques = plus de passes, sujettes aux vibrations, précision difficile, temps plus long.
• Profondeur de cavité : les outils fonctionnent mieux pour cavités jusqu'à 2-3x leur diamètre. Si possible, profondeur < 4x diamètre outil.
• Épaisseur de paroi : entre 0,03-0,06" (0,8-1,5 mm). Parois plus fines = passes multiples à faible profondeur. Sujettes aux vibrations, usinage précis difficile, temps augmenté.
• Trous : tailles foret standard = rapide. Tailles non standard = fraisage en bout, coût et temps supplémentaires.
• Filets : longueur min 1,5x et max 3x diamètre du trou.
• Rayons intérieurs : rapport longueur/diamètre ≤ 3:1 assure moins de passes, pas de changement d'outil, moins de temps total.

Pour réduire les coûts d'une commande CNC, il faut équilibrer matériau moins cher à usinabilité facile et design optimisé/standardisé. Assurez-vous que toutes les caractéristiques sont critiques ou si vous pouvez simplifier. Plus c'est complexe, plus le machiniste doit travailler, moins la solution est efficace.