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Facteurs affectant les coûts d'usinage CNC
Bien que l'impression 3D soit devenue un sujet brûlant dans les médias grand public, les attentes à son égard sont restées modérées ces dernières années, notamment pour la fabrication de pièces métalliques. L'usinage CNC demeure à ce jour l'un des procédés de fabrication les plus rentables pour la production à la demande. Le prix des pièces usinées CNC sur mesure peut varier considérablement d'un fabricant à l'autre, parfois jusqu'à deux fois plus cher. Nombreux sont ceux qui s'interrogent sur les facteurs influençant le prix de ces pièces. En réalité, il n'existe pas de coût fixe applicable à tous les projets d'usinage CNC. Cet article vous aidera à comprendre les principaux facteurs qui influent sur les coûts d'usinage CNC et vous donnera des conseils pour les réduire et respecter votre budget.
Les facteurs les plus importants affectant les coûts des pièces usinées CNC sont le temps de traitement, l'équipement, les matériaux, la conception, le volume de fabrication, la tolérance et le traitement de surface, etc.
1.Machine CNC et sa configuration
Machine CNC. L'acquisition d'une machine CNC représente un investissement important avant tout projet d'usinage. Par exemple, les machines Haas sont très répandues aux États-Unis, et le prix d'une fraiseuse CNC d'entrée de gamme commence à 30 000 $. Ces investissements conséquents doivent être amortis sur le coût de chaque pièce fabriquée. Les frais d'exploitation, de maintenance et autres coûts connexes ne sont pas négligeables. L'usinage CNC utilise des machines-outils coûteuses, et le coût des pièces produites est donc plus élevé.
Les opérations d'usinage de pièces personnalisées comprennent le perçage, l'alésage, le tournage et le fraisage, la plupart des opérations sont effectuées sur une fraiseuse CNC ou un tour CNC. Chez DDPROTOTYPE - un fabricant de prototypes en Chine, le coût d'usinage d'une fraiseuse CNC 3 axes (hors salaire de l'opérateur) est de 13 $ de l'heure, après avoir ajouté le salaire de l'opérateur, il sera d'environ 24 $ de l'heure. Les prix du tournage CNC sont de 11 $ de l'heure, tandis que les coûts d'usinage pour l'usinage CNC 5 axes sont de 40 $ à 80 $ de l'heure ou plus.
Outils de coupe. Le matériau, le revêtement et la géométrie des outils de coupe influent sur le coût total d'une machine CNC. Par exemple, un outil de coupe à plaquettes carbure coûte le double d'un outil en acier, mais il est beaucoup plus dur, plus résistant à la chaleur et permet des vitesses de coupe extrêmement élevées. Pour la coupe d'alliages de titane, il est indispensable d'utiliser des outils spécifiques.
Le fraisage CNC est plus coûteux. Comparées aux tours CNC, les fraiseuses CNC possèdent des pièces mobiles plus complexes ; leur installation, leur utilisation et leur maintenance sont plus difficiles ; et elles peuvent réaliser des opérations plus complexes, ce qui explique leur coût plus élevé.
Frais de préparation . Les frais de préparation couvrent les coûts engagés pour la préparation de l'usinage. Toutes les pièces usinées CNC sont initialement conçues à partir d'un modèle 3D. Ce modèle est réalisé par des experts en conception, à l'aide d'un logiciel de CAO (Conception Assistée par Ordinateur). Les ressources nécessaires à la création de ce modèle 3D représentent une part importante des frais de préparation. Ces frais incluent également l'optimisation de la conception et la préparation des modèles pour la FAO (Fabrication Assistée par Ordinateur), à l'aide du logiciel de FAO approprié.
2.Material
Le matériau utilisé pour fabriquer les pièces est l'un des facteurs importants affectant le coût, ce qui implique le coût de la matière première et l'usinabilité de la matière première.
Le coût des matières premières. Le prix des matières premières varie en fonction de leur valeur et de leur rareté. Les ingénieurs acheteurs expérimentés possèdent une connaissance approfondie des matériaux de transformation courants, tels que l'aluminium, le cuivre, le titane, l'acier inoxydable, le magnésium, le zinc, l'ABS, l'acrylique, le POM, le PRV, le nylon, le PEEK, le PVC, le PC, le PE, le PU et le PTFE.
Métal | |
Aluminium 6061 | $25 |
Aluminium 7075 | $80 |
304 en acier inoxydable | $90 |
Plastique | |
ABS | $17 |
POM | $27 |
Nylon 6 | $30 |
Prenez les dimensions 6″ x 6″ x 1″ par exemple, le coût des différents matériaux.
Usinabilité des matériaux. Outre le coût des matières premières, la difficulté d'usinage est un facteur déterminant. Le coût d'usinage CNC d'une pièce est proportionnel au temps d'usinage. Les matériaux difficiles à usiner consomment davantage de ressources, telles que des réglages, des dispositifs de fixation, des fluides de coupe, de l'électricité et des outils de coupe. Les métaux sont généralement plus difficiles à usiner que les matières plastiques, et cette difficulté varie également selon la qualité du matériau. L'ABS, le PC, le PMMA et l'AL6061 sont des matériaux CNC très courants car ils sont faciles à usiner, tandis que l'usinabilité du PEEK, du magnésium, du téflon, de l'acier inoxydable et du titane est légèrement inférieure.
Complexité de la conception et de la géométrie. La conception et la géométrie d'une pièce influent considérablement sur le coût d'usinage CNC. De toute évidence, ce coût sera beaucoup plus élevé pour les pièces complexes présentant des angles intérieurs aigus, des parois fines, des cavités profondes, des perçages et marquages non standard, etc. Les pièces très complexes peuvent nécessiter des machines CNC plus performantes, un temps d'usinage plus long, de multiples modifications de la surface d'usinage et des réglages, des contrôles qualité plus poussés (tolérances, état de surface, etc.), des montages spécifiques, etc. Tous ces éléments impactent le coût final de la pièce.
De plus, la fabrication de grandes pièces est plus coûteuse car elle nécessite plus de matière première, de ressources et de temps d'usinage.
Quantité. Le coût unitaire d'une pièce peut être considérablement réduit grâce à la production en grande série, qui permet d'éliminer les coûts liés aux réglages répétitifs. Pour une même pièce, la conception CAO, la FAO et le réglage de la machine sont effectués simultanément. Si cette opération ne sert qu'à fabriquer un seul prototype, tous les coûts de réglage sont imputés à cette pièce. En revanche, si les mêmes opérations et réglages sont utilisés pour la production en grande série de pièces identiques, les coûts de réglage sont répartis entre toutes les pièces, ce qui permet de maximiser les économies. Selon des statistiques incomplètes, si le prix unitaire d'une pièce est de 10 $, le coût de fabrication de 1 000 pièces peut être de 1 $. L'écart de prix est donc considérable.
Tolérances de la pièce. Des tolérances strictes permettent de mieux répondre aux exigences de conception, mais le coût d'usinage CNC s'en trouve augmenté. Il n'est pas nécessaire d'imposer des tolérances trop précises, sauf en cas de nécessité absolue. Généralement, des tolérances serrées suffisent aux interfaces entre la pièce et d'autres composants. Il convient de noter qu'il est difficile d'obtenir des tolérances serrées à l'intérieur d'un trou ou d'une cavité. Chez DDPrototype, nous appliquons généralement la norme DIN 2768-1 (qualité fine) pour les pièces métalliques usinées CNC et la norme DIN 2768-1 (qualité moyenne) pour les pièces plastiques usinées CNC.
Coût de la main-d'œuvre. De nombreux facteurs déterminent les coûts de main-d'œuvre, tels que la région, le secteur d'activité et le niveau de qualification des ouvriers. Dans un atelier d'usinage CNC, la plupart du temps, de nombreuses pièces aux formes géométriques complexes nécessitent un usinage CNC. Afin de garantir la qualité et la précision dimensionnelle des pièces, nous faisons appel à des machinistes expérimentés et qualifiés pour faire fonctionner les machines CNC. Par conséquent, le coût de la main-d'œuvre est plus élevé.
Traitement de surface. Si votre pièce nécessite un traitement ou une finition de surface supplémentaire, son coût sera supérieur à celui d'une pièce sans traitement ni finition, car cela requiert des technologies et des matériaux spécifiques. Le traitement de surface comprend généralement le revêtement, l'anodisation, le traitement thermique, le polissage, la pulvérisation, la galvanoplastie, la passivation, la sérigraphie, etc.
Conception. Les caractéristiques complexes, telles que les dimensions de perçage non standard, le lettrage et les parois fines, entraînent une augmentation du coût d'usinage CNC. Ces caractéristiques complexes nécessitent davantage de temps de programmation, d'outils spécialisés et de multiples réglages pour l'usinage de la pièce, ce qui allonge le temps d'exécution et augmente ainsi le coût. Nous pouvons simplifier la conception en éliminant les fonctions superflues.
Si votre dessin CAO est précis, détaillé et complet ? Vous aurez peut-être besoin d'un ingénieur ou d'un machiniste expérimenté pour vous aider dans vos conceptions afin de vous assurer que vos conceptions sont usinées comme prévu. Cette étape de consultation de conception peut ajouter un coût initial au projet, mais elle peut économiser beaucoup de dépenses inutiles à long terme, telles que les pertes causées par des erreurs de conception, les pertes causées par des erreurs dans le réglage des tolérances, etc.
Conseils pour réduire le coût d'une pièce usinée CNC - comment réduire le coût d'un usinage CNC ?
Après avoir compris les facteurs qui affectent le coût de l'usinage CNC, et afin de réduire et de minimiser les coûts de l'usinage CNC, nous devons prendre en considération les aspects suivants.
1.Conception et géométrie complexe.
– Éviter les structures à cavités profondes
– Coin intérieur arrondi
– Assurez-vous que le rayon du coin intérieur est d'au moins 1/3 de la profondeur de la cavité
–Réduire la structure de paroi mince (l'épaisseur de paroi des pièces métalliques est meilleure que 0.8 mm et le plastique peut être de 1.5 mm)
–Longueur de profondeur limite (la profondeur maximale du filetage est fixée à trois fois le diamètre du trou)
–Évitez les petites fonctionnalités avec des rapports d'aspect élevés
–Optimisé pour les trous filetés
2 Tolérance
–Réduire l'utilisation de tolérances serrées
–Tolérance standard utilisée
–Éliminer toutes les tolérances inutiles de votre conception
3. Outils de coupe
–Utiliser un foret standard
4. Traitement de surface et finition
–Éviter les traitements de surface multiples
–Sélectionnez la finition usinée
5.Others
–Choisissez un emplacement plus économique, comme le Guangdong, en Chine
–Un atelier d'usinage CNC avec un machiniste qualifié, c'est mieux
De nombreux facteurs déterminent le prix des pièces usinées CNC, mais travailler avec un fournisseur de services d'usinage CNC expérimenté et compétent peut vous aider à résoudre de nombreux problèmes d'usinage et à vous fournir des pièces de haute qualité. Chez DDPTOTOYPE, nous nous consacrons aux services d'usinage CNC depuis plus de dix ans et vous fournirons plus de suggestions pour optimiser les conceptions. Nous sommes impatients de vous entendre.
