Comment calculer le coût d'usinage et de fabrication ?

L'usinage CNC est essentiellement une technologie soustractive pour la fabrication de prototypes et de pièces. Cela signifie que son fonctionnement entraînera un enlèvement de matière. Nous pouvons utiliser ce processus sur une gamme de matériaux, tels que les métaux et les plastiques. Le tournage et le fraisage CNC sont différents des autres technologies de production qui utilisent la commande numérique par ordinateur. Dans les deux cas, nous commençons avec un bloc de matériau plus grand. Ensuite, nous l'ouvrons jusqu'à obtenir le produit souhaité.

Le calcul du coût de l'usinage CNC implique divers facteurs de coût, notamment la main-d'œuvre, les machines, la complexité, les matériaux, etc. L'usinage CNC offre l'une des options les plus rentables pour la production à la demande, et il est pratique pour l'usinage des métaux et d'autres matériaux. Mais les clients ont toujours besoin d'estimations de prix précises avant le début d'un nouveau projet. Cet article décomposera les facteurs qui calculent le coût de l'usinage CNC et fournira quelques conseils pour optimiser le budget.

Usinage CNC et facteurs de coût associés

Dans l'industrie de l'usinage CNC, une pièce A peut être beaucoup plus chère qu'une autre pièce B. Bien que la pièce B puisse être plus petite que la pièce A, elle peut être plus chère que la plus grande pièce A. Cela montre que le prix ne dépend pas seulement de la taille de l'usinage CNC. Cela dépend principalement d'une combinaison de différents facteurs, notamment la main-d'œuvre, le coût de la machine, les outils, les matériaux, les réglages et l'usure des outils. Il est difficile d'obtenir une évaluation précise de chaque catégorie. Cependant, lorsque vous proposez le prix final, vous devez avoir une compréhension générale de la façon dont nous les compilons.

Coûts matériels

C'est un facteur très important que les machinistes prennent en compte lors du calcul du coût de l'usinage CNC. Étant donné que l'usinage CNC est un processus soustractif, il utilise souvent plus de matériaux que le produit final. Le mécanicien achète ces matériaux par bloc et calcule le prix de chaque bloc. Les deux principaux matériaux utilisés dans l'usinage CNC sont le métal et le plastique. Examinons les deux de plus près :

– Métal

Les types de métaux couramment utilisés dans l'usinage CNC comprennent l'aluminium 6061, l'acier inoxydable 303 et le laiton C360. Les machinistes utilisent le plus souvent l'aluminium 6061 en raison de son prix économique et de sa bonne usinabilité. L'acier inoxydable 303 et le laiton C360 ont une usinabilité plus élevée, donc le coût est plus élevé.

– Plastique

Étant donné que le prix moyen des matériaux en vrac est inférieur, et en raison de la dureté inférieure et du temps de traitement plus court, les plastiques utilisés pour le traitement CNC sont moins chers. Le coût global des plastiques tels que l'ABS, le nylon 6 et le POM (Delrin) est à peu près le même que celui de l'aluminium 6061, bien que leur coût d'une seule pièce puisse être légèrement supérieur. Les plastiques comme le PEEK sont très chers et ne doivent être utilisés qu'en cas d'absolue nécessité.

En conséquence, le coût de fabrication des matériaux plus durs est plus élevé que celui des autres matériaux en raison d'une mauvaise maniabilité. De plus, les types de matériaux plus chers peuvent être plus durables et plus performants. Les ingénieurs en usinage CNC peuvent décider d'utiliser l'ABS et l'aluminium en raison de leur grande usinabilité, tandis que l'acier inoxydable et le titane sont plus difficiles à usiner.

Usinage Coût

Un autre facteur qui affecte le coût de l'usinage CNC est le type d'équipement, d'outils ou de machines utilisés pour la production. L'idée est que plus la machine utilisée est simple, plus le coût par unité de temps est faible. Cela est évident, car le coût de production des tours CNC ordinaires est inférieur à celui des tours CNC verticaux, tandis que les centres d'usinage CNC sont plus chers que les fraiseuses.

• Le fraisage et les tours 3 et 5 axes offrent une flexibilité pour la conception de pièces aux géométries complexes et aux tolérances serrées. Le coût de traitement dépend du type de machine et du nombre d'heures de fonctionnement, généralement appelé temps machine. Le magasin a fixé des taux horaires pour faire fonctionner différents types de machines. Ces coûts n'ont rien à voir avec la main-d'œuvre. Les avantages apportés par chaque machine dépendent de la complexité géométrique de la pièce. Avant d'envoyer la conception à l'atelier d'usinage, la conception doit être optimisée autant que possible.

Caractéristiques de la pièce

Les caractéristiques d'une pièce font référence à la forme géométrique et à la complexité de la conception. Pour les pièces avec des fonctionnalités complexes, plus de temps de programmation, de temps d'exécution et de temps de configuration sont nécessaires. Compte tenu de la complexité de la pièce, si la conception de la pièce est compliquée, le processus d'usinage deviendra plus difficile. Les pièces complexes peuvent également nécessiter des outils spécialisés, de multiples réglages et machines à fabriquer, augmentant ainsi le coût du produit final. Il est avantageux de simplifier au maximum la conception pour réduire le coût de chaque pièce. Simplifiez la conception en éliminant les fonctions inutiles. Dans certains cas, il peut être plus rentable de diviser la conception en plusieurs parties, puis de l'assembler.

Coûts de main-d'œuvre

Une fois la machine CNC configurée, presque aucune intervention manuelle n'est nécessaire. Le machiniste, l'ingénieur ou le programmeur doit effectuer certaines étapes. Ceux-ci incluent :

Programmation :

Cette partie des coûts de main-d'œuvre est la plus chère, car elle implique des coûts de conception et de numérique. Vous devez sous-traiter votre produit à un concepteur pour créer un fichier CAO. Vous pouvez contourner cela en le faisant vous-même. Vient ensuite l'ingénieur de fabrication, qui vérifiera la répétabilité de votre conception et fournira des suggestions d'amélioration. La dernière personne est un programmeur, qui convertit les fichiers CAO en fichiers CAM pour aider les machines-outils CNC à comprendre la conception. Toute cette expertise a un prix. Certaines technologies AutoCAM programment automatiquement la trajectoire de l'outil, ce qui réduit considérablement la dépendance à la main-d'œuvre à cette étape de la fabrication.

Configuration  :

Le machiniste mettra en place la machine pour la production. Quelqu'un doit toujours couper la pièce brute, la placer dans le porte-pièce, puis charger l'outil dans le changeur d'outils. Le coût dépend du nombre et de la complexité des pièces produites.

Contrôle de la qualité :

Comme le dit le vieil adage… "Vous en avez pour votre argent". Le prix que les entreprises certifiées ISO 9001 factureront légèrement augmente, reflétant le fait que chaque pièce traitée doit subir des contrôles de qualité supplémentaires avant expédition.

En travaillant avec une entreprise qui se soucie vraiment de la qualité et qui dispose d'un processus d'assurance qualité robuste (comme SANS Machining), il est possible de distinguer la différence entre seulement 1 % des lots inspectés et 100 % des lots. Un excellent exemple de "vous en avez pour votre argent".

Il ne fait aucun doute que la qualité vaut le prix. Si vous souhaitez passer une commande auprès du fournisseur le moins cher que vous puissiez trouver, attendez-vous à ce que le produit final que vous recevez en vaille la peine.

Post-traitement

Après la production, votre production nécessitera un assemblage et un transport vers l'emplacement souhaité. Ces processus impliqueront un travail manuel qui entraînera des coûts supplémentaires.

Surface T traitement

Le traitement de surface peut améliorer la surface finale de la pièce, supprimer toute marque d'outil ou rugosité, atteindre des objectifs esthétiques et fournir une résistance à l'usure. L'atelier d'usinage propose différents traitements de surface pour différents matériaux. Le traitement de surface améliore l'apparence des pièces usinées CNC et leur capacité à résister aux environnements difficiles. Bien qu'ils soient avantageux, ils augmentent les coûts de traitement. La finition de surface dépend de l'application de la pièce. Un atelier d'usinage qualifié peut vous aider à déterminer le choix le plus prudent.

Tous ces facteurs sont pris en considération lors du calcul du coût de la machine CNC. Pour savoir comment réduire davantage ces coûts, vous devriez consulter la section suivante.

Comment réduire les coûts d'usinage CNC

Dans la plupart des cas, après avoir estimé le coût de l'usinage CNC, l'usinage CNC peut augmenter le coût du client, surtout s'il ne produit pas un grand nombre de produits. Vous pouvez ajuster le coût d'usinage CNC en fonction de votre budget de la manière suivante :

1. Repensez le matériau

Le matériau que vous utiliserez pour le produit est un déterminant important du coût de l'usinage CNC. Avant de sélectionner des matériaux pour le processus de production, vous devez tenir compte du prix des matériaux. De plus, la maniabilité du matériau est très importante. Cela détermine le temps de traitement, qui à son tour affecte le taux horaire du processus de production dans l'atelier d'usinage CNC.

2. Conception optimisée

La conception du processus de fabrication est également un facteur très important dans le calcul des coûts d'usinage CNC. La complexité de la conception détermine la durée du temps de traitement, qui à son tour affecte le coût. Pour minimiser la complexité de la conception, vous pouvez vous poser les questions suivantes avant d'envoyer la conception pour un devis :

– Ma pièce est-elle optimisée en utilisant les directives de conception pour l'usinabilité ?

– Toutes les fonctionnalités de mon modèle sont-elles requises ? Puis-je supprimer ou simplifier l'un d'entre eux tout en conservant toutes les fonctionnalités de ma pièce ?

– Puis-je diviser ma conception en plusieurs parties plus faciles à usiner CNC, puis l'assembler ?

– Existe-t-il un moyen de modifier ma conception pour éliminer le besoin de plusieurs réglages de machine ou d'outils spéciaux ?

– Existe-t-il un matériau moins cher ou plus facile à traiter qui puisse répondre à mes exigences de conception ?

3. Autres facteurs

En tant que client, il est utile de savoir quels autres facteurs, outre les mesures de contrôle de la qualité déjà mentionnées, affecteront le prix que vous payez. Comme indiqué ci-dessous, bon nombre de ces facteurs sont sous votre contrôle :

Certification ISO 9001 - Vos fournisseurs sont-ils vraiment attachés à leurs engagements qualité ?

Taille du lot :voulez-vous 1 unité ou 1 000 unités ?

Externalisation des opérations - souhaitez-vous assurer le traitement d'anodisation des pièces ou l'acheter vous-même ?

Sélection des matériaux - le coût de traitement de l'aluminium est bien inférieur à celui de l'acier.

Délai de livraison - quelle urgence avez-vous besoin des composants ?

Tolérances - des tolérances plus strictes augmentent les risques et nécessitent un temps d'inspection supplémentaire.

Fixation - Votre pièce a un contour complexe et nécessite une solution de serrage personnalisée pour la fixer pendant les opérations d'usinage ?

Conclusion

Pour la production de pièces à grand ou petit volume, il est important de comprendre la machine, les besoins en main-d'œuvre, la complexité de la pièce, le traitement de surface et le temps de production. Cependant, le processus de traitement de l'estimation des coûts est sujet aux erreurs et nécessite une évaluation minutieuse.

SANS Machining se concentre sur la fabrication d'usinage CNC, l'usinage de prototypes, la fabrication de pièces d'usinage à faible volume, la fabrication de métaux et les services de finition de pièces, vous offrant le meilleur support et les meilleurs services.