Les 10 meilleurs conseils pour Réduction du coût des pièces usinées CNC
Lorsque vous souhaitez créer un prototype ou fabriquer en masse des produits finis, l'usinage CNC est un bon moyen d'y parvenir. Mais le coût de l'usinage est souvent la principale raison pour laquelle les gens s'arrêtent. Plusieurs facteurs influent sur le coût des pièces usinées CNC, notamment les matériaux, la conception, les finitions, la quantité et le délai d'exécution. Heureusement, un expert ayant une grande expérience de l'usinage CNC peut vous aider à réduire les coûts de coupe et le prix final du produit.
Cet article résume les 10 principaux conseils de nos ingénieurs. En suivant ces conseils éprouvés, vous pouvez obtenir des pièces optimisées pour minimiser les coûts tout en respectant les exigences de votre conception.
Quels sont les facteurs qui influencent le coût de vos pièces usinées CNC ?
Avant d'examiner les moyens de réduire les coûts, DEK présente brièvement les 6 facteurs qui influencent les prix des pièces CNC.
Temps d'usinage
Plus l'usinage d'une pièce est long, plus son coût est élevé. Le temps d'usinage est souvent le principal facteur de coût des pièces usinées par CNC.
Matériau
Les prix des différentes matières premières sont souvent différents. Même si certains matériaux ont des performances similaires, mais ne sont pas couramment utilisés, les prix seront beaucoup plus élevés.
Tolérance
Les exigences plus strictes en matière de tolérance rendront l'usinage plus difficile et augmenteront le taux de rebut, ce qui se traduira également par une hausse des prix.
Quantité
Il faut le même temps de programmation CNC pour produire 1 et 1000 pièces, donc si vous avez besoin d'une plus grande quantité, le coût total sera partagé de manière égale, ce qui permet de réduire le coût d'un seul produit.
Finition de surface
Si l'on demande des finitions de surface telles que le revêtement, le lissage, l'anodisation, l'oxydation noire, cela ajoutera plusieurs étapes de traitement et beaucoup de coûts.
Délai d'exécution
Le délai d'exécution court signifie que le fournisseur doit coordonner davantage de travailleurs pour traiter votre commande en premier et qu'il doit retarder le traitement des autres commandes. C'est également un petit facteur dans le coût supplémentaire, que l'industrie appelle "expedited processing charge" (frais de traitement accéléré).
Ces 10 conseils de conception éprouvés vous aideront à réduire les coûts.
Maintenant que vous savez clairement d'où vient le coût de l'usinage CNC, voyons comment le minimiser.
Conseil 1. Choisir les matériaux les plus appropriés
Lorsque vous concevez une pièce usinée, le choix du bon matériau est la méthode la plus importante pour réduire les coûts. Ce n'est pas le matériau le plus cher qui est le meilleur pour vous. Vous devez trouver le matériau le plus approprié en fonction de l'objectif et de la fonction des pièces.
Il existe de nombreux matériaux dont les performances sont presque identiques, mais dont le prix est très différent. Vous pouvez vérifier si ces matériaux alternatifs peuvent répondre à l'utilisation fonctionnelle. Par exemple, dans l'usage courant goupille d'éjection du mouleL'utilisation du matériau SKD61 au lieu du SKH51 permet de réduire les coûts de 50%-70%.
Afin de vous donner une idée générale de la fourchette des coûts qui peuvent être nécessaires pour sélectionner les matériaux, j'ai effectué une recherche rapide des prix de différents matériaux pour trouver des plaques de 6″x 6″ x 1″. Alors que les plastiques ordinaires comme l'ABS vous coûteront environ $15, le peek de la même taille, connu pour sa robustesse et sa stabilité dimensionnelle, coûte jusqu'à $225. De même, pour les métaux, une plaque d'aluminium 6061 coûte environ $24, une plaque d'acier inoxydable 304 coûte $139, et une plaque d'acier inoxydable 316 rectifiée avec précision coûte jusqu'à $285 chacune !
D'autre part, les matériaux plus tendres, comme l'aluminium 6061, se coupent plus facilement, ce qui réduit le temps d'usinage. Les matériaux plus durs nécessitent des outils d'usinage plus coûteux et sont plus susceptibles de se casser et d'user les outils. En résumé, les matériaux plus durs nécessitent un temps d'usinage plus long et le taux d'usure des outils augmente le coût des pièces usinées.
Deuxième conseil. N'utilisez pas d'angles internes à 90° si possible
Les angles internes aigus ou à 90 degrés nécessiteront davantage de processus et de temps d'usinage, et augmenteront encore le coût. Toutefois, la plupart des parties de l'angle interne n'ont pas besoin d'être à 90 degrés, les angles arrondis n'affectant pas l'utilisation des fonctions.
Si vous modifiez votre conception pour inclure des coins arrondis, la machine peut fonctionner en continu pour créer votre pièce. Les outils d'usinage CNC tels que les fraises et les fraises en bout laissent automatiquement les angles internes arrondis. Un rayon d'angle interne petit ou étroit nécessite plus de passes et de petits outils spéciaux, ce qui augmentera le temps d'usinage et nécessitera un changement d'outils. En revanche, si le rayon des coins est plus grand, des outils plus grands peuvent les couper efficacement.
Pour une conception optimale, veillez à ce que le rayon de vos angles internes ait un rapport L:D (longueur sur diamètre) de 3:1 ou moins. En outre, le fait que tous les angles internes aient le même rayon permet de réduire le temps d'usinage.
Conseil 3. Minimiser les cavités internes (poches profondes)
Les pièces en métal ou en plastique présentant des cavités internes profondes (poches profondes) sont souvent longues et difficiles à usiner. Pour créer les cavités, il faut enlever beaucoup de matière, ce qui peut entraîner des pertes de matière et des difficultés d'enlèvement des copeaux, ou nécessiter un processus spécial tel que l'électroérosion à fil ou l'électroérosion par enfonçage pour atteindre la profondeur voulue. Ces procédés vous coûteront plus cher.
Essayez de limiter la profondeur des poches à 4 fois leur longueur, l'idéal étant que leur profondeur soit égale à 2 ou 3 fois leur diamètre.
Conseil 4. Éviter la conception de parois minces
Les pièces usinées avec des parois trop fines seront plus longues à usiner car elles sont très fragiles. Et comme elles vibrent ou se déforment souvent, il est difficile de maintenir des tolérances précises. La lenteur de l'usinage, la technologie d'usinage spéciale et le taux de rebut élevé rendent ces pièces à parois minces plus coûteuses.
Les pièces à parois épaisses sont plus stables et coûtent moins cher à usiner. Pour maintenir le prix d'usinage à un niveau bas, évitez de concevoir des pièces à parois minces : les parois des pièces métalliques doivent avoir une épaisseur supérieure à 0,8 mm et celles des pièces en plastique doivent avoir une épaisseur supérieure à 1,5 mm.
Conseil 5. Utiliser des trous de robinet de taille standard
Lorsqu'une pièce usinée est conçue avec des trous taraudés, la profondeur du trou et la taille du taraud ont une incidence sur le prix total. En règle générale, l'augmentation de la longueur du filetage dans une cale ne rend pas la pièce plus résistante. Il n'est donc pas nécessaire de fileter un trou plus de trois fois son diamètre et il convient de le raccourcir si possible. Si la longueur du filetage est trois fois supérieure au diamètre, le risque de rupture augmentera et le temps d'usinage sera plus long. Les très petits filetages nécessiteront un taraudage à la main, ce qui augmentera également le prix.
L'utilisation de robinets de taille standard permet donc de réduire les risques et les coûts. Par exemple, l'utilisation d'un taraud de taille 4-40 est plus courante et plus rentable que celle d'un taraud de taille 3-38. En outre, concevez des trous filetés plus grands que 2-56″ si possible. Cela vous permettra d'économiser de l'argent.
Conseil 6. Éviter les pièces de conception complexe
L'usinage de pièces de très grande taille, de très petite taille ou de conception complexe nécessite des outils spéciaux, des machines CNC à plusieurs axes ou des gabarits personnalisés, ce qui augmente le coût total.
Dans certains cas, pour les pièces complexes telles que celles nécessitant des opérations sur plusieurs faces, vous pouvez essayer de diviser la pièce en deux ou plusieurs parties distinctes, puis de les souder ou de les boulonner ensemble après l'usinage, ce qui vous permettra probablement de réduire les coûts.
Conseil 7. Évitez les finitions de surface telles que le revêtement TiN, le revêtement DLC, etc.
La finition de surface des pièces usinées CNC est un traitement supplémentaire visant à obtenir une caractéristique ou une propriété de surface souhaitée à des fins esthétiques, de résistance à la corrosion, de résistance à l'usure ou autres. Mais ces finitions de traitement thermique, de microbillage, de revêtement spécialisé, d'anodisation, etc. augmentent le coût total. Elles doivent donc être soigneusement évaluées en fonction de l'objectif visé.
Si vous souhaitez réduire le coût total, il est préférable d'opter pour la finition standard telle qu'usinée. La finition telle qu'usinée est un choix rapide et abordable, souvent utilisé pour des applications qui ne sont pas des expositions, comme les supports de montage. La finition de surface est comparable à 125 RA µin (3,2 RA µm).
Conseil 8. Éviter d'abuser des tolérances serrées
DEK dispose d'un équipement de traitement ultra-précis et d'une expérience de production qui lui permettent de respecter des tolérances aussi étroites que ±0,001 mm. Cependant, nous suggérons toujours que les tolérances étroites ne soient pas utilisées de manière excessive pour les pièces à usage non spécial. En effet, plus la tolérance est serrée, plus le processus et le temps de fabrication seront importants, ce qui signifie que le prix sera beaucoup plus élevé.
Toutes les pièces n'ont pas besoin de tolérances serrées. Outre certains composants de moules de précision, pièces médicales et accessoires aérospatiaux, d'autres pièces que nous suggérons suivent les normes communes telles que la norme ISO 2768, qui est raisonnable pour la conception de pièces usinées CNC.
Conseil 9. Commander de grandes quantités
Bien que les machines de tournage et de fraisage CNC modernes puissent fonctionner plus efficacement qu'auparavant, elles ont toujours besoin d'ingénieurs pour les programmer et les configurer. Comme chacun sait, le nombre de pièces que vous commandez a un impact significatif sur le prix unitaire. Si vous commandez 10 000 pièces ou seulement 10 pièces, le prix est très différent. La production en série des mêmes pièces permet de maximiser l'efficacité et la rentabilité de la production d'usinage CNC.
Si vous avez besoin de 50 000 pièces identiques, après avoir testé les échantillons, il sera beaucoup moins coûteux de commander 50 000 pièces en une seule fois que 5000 pièces en dix fois.
Conseil 10. Promouvoir le travail et préparer un plan de production à l'avance
Réalisez un plan du produit, encouragez le travail de conception et achevez la conception finale du produit avant de lancer la production. Le fournisseur d'usinage CNC disposera ainsi de suffisamment de temps pour acheter les matières premières, élaborer les plans de production et livrer les produits dans les délais convenus. D'après l'expérience de DEK en matière de production depuis de nombreuses années, un délai d'exécution plus long peut réduire le coût global de 4%-6%.
Résumé
Voici les 10 meilleurs conseils de conception pour vous aider à réduire le coût des pièces usinées. En résumé, restez simple et suivez la norme. Laissez ces conseils de conception s'imprégner dans votre esprit et appliquez-les à vos produits réels, ce qui vous aidera certainement à réduire de nombreux coûts inutiles.
Si vous avez d'autres conseils, n'hésitez pas à les partager avec moi. Si vous êtes à la recherche d'un service professionnel et rentable, je vous invite à me faire part de vos commentaires. Fournisseur de services d'usinage CNCN'hésitez pas à contacter notre équipe de vente dès aujourd'hui !
