Même avec l’avènement de nouvelles technologies telles que l’impression 3D, l’usinage CNC reste l’un des moyens les plus économiques de produire des biens à la demande. Cela est attribué aux nombreux avantages que l'usinage CNC offre aux entreprises, notamment des pièces de haute qualité avec une faible tolérance et précision, ainsi que des délais de livraison rapides. Le délai de livraison rapide garantit que les entreprises reçoivent rapidement les pièces commandées, réduisant ainsi les délais de mise sur le marché.
Alors, quels sont les facteurs ayant un impact sur les coûts d’usinage CNC ? Comment puis-je économiser les coûts ? Continuez à lire pendant que nous vous fournissons d’excellentes informations qui répondent à ces questions.
Qu'est-ce que l'usinage CNC?
Après avoir établi l'importance de comprendre les coûts de l'usinage CNC, il est essentiel d'approfondir le cœur de l'usinage CNC lui-même. CNC, ou usinage à commande numérique par ordinateur, est une technique de fabrication qui utilise des outils de coupe automatisés à grande vitesse pour former des formes à partir de métaux et de plastiques. Les tours, défonceuses et fraiseuses à 3, 4 et 5 axes sont des exemples de machines CNC standard.
La principale distinction entre eux réside dans la manière dont ils coupent la pièce ou la pièce. Par exemple, la pièce peut se déplacer dans une direction linéaire avec l'outil, tourner et se déplacer avec l'outil, ou l'outil de coupe et la pièce peuvent se déplacer simultanément.
Un modèle de conception assistée par ordinateur, ou CAO, est utilisé pour créer des informations géométriques sur la pièce pour l'usinage. De plus, un machiniste expert programme les trajectoires d'outils d'une machine CNC en fonction de la géométrie des pièces usinées finies.
Presque tous les secteurs, y compris le médical, l’aérospatiale, l’électronique et la robotique, ont besoin de pièces usinées CNC sur mesure. Les machines CNC peuvent couper presque tous les alliages métalliques et plastiques rigides avec une grande précision et reproductibilité.
Les facteurs influant Coût d'usinage CNCs
L'usinage CNC est un processus complexe impliquant divers aspects qui ont un impact direct sur le coût global. Comprendre ces facteurs est crucial pour les entreprises qui cherchent à optimiser leurs opérations et à gérer efficacement leurs dépenses. Examinons les principaux facteurs qui affectent les coûts d'usinage :
Sélection des matériaux
La sélection des matériaux a un impact significatif sur le coût global d’un projet d’usinage CNC. Des facteurs tels que les propriétés des matériaux, l'usinabilité et les prix du marché influencent considérablement les dépenses. Les matériaux hautes performances tels que le titane ou l’acier inoxydable, appréciés pour leur résistance et leur durabilité, sont plus coûteux que les plastiques ou les métaux plus tendres. La facilité d'usinage joue également un rôle crucial ; les matériaux plus durs augmentent l’usure des outils et le temps d’usinage, ce qui fait grimper les coûts.
De plus, le marché des matières premières a un impact sur les prix, les fluctuations de la disponibilité et de la demande affectant les coûts. De plus, le niveau de post-traitement requis pour certains matériaux afin d'obtenir les finitions souhaitées peut encore augmenter les dépenses. L'équilibre entre les attributs des matériaux et la rentabilité est essentiel dans l'usinage CNC pour garantir à la fois des performances optimales et une faisabilité économique.
Complexité de la conception
Concernant le coût des pièces ou composants usinés CNC, la complexité des pièces est un facteur majeur. Cette complexité se manifeste sous diverses formes, chacune augmentant les dépenses de production de manière distincte. Les géométries complexes, par exemple, nécessitent des Programmation CNC et un contrôle de précision, prolongeant les temps de configuration et nécessitant souvent l'utilisation de centres d'usinage multi-axes plus coûteux.
La nécessité d’obtenir des tolérances strictes est un autre aspect où la complexité augmente les coûts. Atteindre ces niveaux de précision nécessite non seulement des machines avancées mais également des opérateurs hautement qualifiés. Ce processus axé sur la précision ralentit intrinsèquement l’opération d’usinage, augmentant ainsi le temps et les ressources consacrés à chaque pièce.
De plus, les fonctionnalités complexes d’une conception peuvent nécessiter des outils et des méthodes spécialisés. Ces ressources spécialisées sont souvent coûteuses, tant en termes de coût des outils eux-mêmes que de temps supplémentaire nécessaire pour les utiliser efficacement.
En conséquence, plus une conception est complexe, plus l’impact sur les coûts d’usinage est important, résultant d’une combinaison d’équipements avancés, d’exigences de main-d’œuvre qualifiée et de temps d’usinage prolongés.
Volume de production
La taille et le volume des lots dans les opérations CNC ont un impact direct sur les coûts d'usinage. Cet impact a une double nature. À mesure que les volumes de production augmentent, des économies d'échelle commencent à s'appliquer, rendant chaque pièce moins chère en raison de la répartition des frais fixes tels que l'installation et l'outillage sur un plus grand nombre d'unités.
Cependant, l’équilibre entre le temps d’installation et le volume est critique. Dans la production en grand volume, les dépenses par pièce pour la configuration sont beaucoup plus faibles, ce qui permet d'utiliser le temps de configuration plus efficacement et de réduire les frais globaux. Au contraire, des lots plus petits signifient que les coûts et les délais de configuration représentent une part plus importante du coût total, ce qui augmente le prix par composant. Trouver le bon équilibre entre volume et efficacité de configuration est crucial dans l’usinage CNC.
Les fabricants s’efforcent de trouver un volume de production qui bénéficie d’économies d’échelle sans entraîner de stocks excessifs ni de problèmes logistiques. L’optimisation du volume de production est donc un choix stratégique qui influence considérablement l’efficacité des pièces usinées CNC en termes de dépenses financières.
Temps de fonctionnement de la machine
Lors du calcul des coûts de conception CNC, le temps d’usinage est un élément crucial. Essentiellement, plus l’usinage d’une pièce est long, plus le coût est élevé. Ce temps comprend non seulement le temps de coupe ou de cycle réel, mais également le temps de configuration, qui implique les changements d'outils et la préparation, ainsi que l'efficacité globale du processus de production.
Le temps de cycle, qui est le temps passé à l'usinage réel du composant, peut varier considérablement en fonction de la complexité de la pièce et du type de machine CNC utilisée. Les pièces complexes nécessitant un travail minutieux prendront naturellement plus de temps à usiner, ce qui augmentera le temps de cycle et donc le coût. De même, le temps de configuration peut représenter une partie substantielle du temps d'usinage global, en particulier pour les petites séries de production où la configuration constitue une partie importante du processus.
Les coûts de main-d'œuvre
Les dépenses d'usinage CNC dépendent principalement des coûts de main-d'œuvre, qui incluent la rémunération des ingénieurs d'usinage CNC. Un usinage précis et productif nécessite des opérateurs compétents connaissant la configuration, la programmation et le fonctionnement des CNC. Des dépenses de main-d'œuvre supplémentaires peuvent être associées à des activités à forte intensité de main-d'œuvre ou à des exigences complexes en matière de pièces. La clé pour réduire les coûts d’usinage CNC consiste à trouver un équilibre entre le contrôle budgétaire et l’utilisation de personnel qualifié.
Coûts des machines CNC
Deux facteurs influencent les dépenses d'usinage : le coût initial d'une machine CNC et son utilisation annuelle prévue, généralement autour de 5000 XNUMX heures. Les machinistes déterminent les tarifs des ateliers d'usinage, communément appelés frais d'usinage par heure, en divisant le prix des machines CNC par leurs heures d'utilisation annuelles totales. Vous trouverez ci-dessous un tableau qui compare les prix des différents types de machines CNC.
| Type de machine CNC | Description | Fourchette de prix approximative (USD) |
| Fraiseuse CNC | Utilisé pour les opérations de découpe et de perçage sur le métal | $ 10,000 - 60,000 $ |
| Tour CNC | Principalement utilisé pour les opérations de tournage | $ 15,000 - 45,000 $ |
| Routeur CNC | Idéal pour couper des matériaux plus tendres comme le bois | $ 3,000 - 20,000 $ |
| Coupe-plasma CNC | Utilisé pour couper du métal et d'autres matériaux | $ 8,000 - 30,000 $ |
| Coupeur laser CNC | Outil de coupe de précision pour divers matériaux | $ 10,000 - 70,000 $ |
| Machine CNC à 5 axes | Machine avancée pour les géométries complexes | $ 75,000 - 250,000 $ |
| Machine Suisse CNC | Spécialisé pour les pièces de précision et complexes | $ 30,000 - 100,000 $ |
| Rectifieuse CNC | Utilisé pour les opérations de finition | $ 20,000 - 80,000 $ |
Lors de l'évaluation des coûts d'usinage CNC, il vaut la peine de considérer les services d'usinage CNC de RapidDirect. RapidDirect offre un mélange unique de rentabilité et de fabrication de haute qualité, tirant parti d’une technologie de pointe et d’un savoir-faire expert. Leur processus rationalisé garantit des prix compétitifs tout en maintenant des normes exceptionnelles, ce qui en fait un choix idéal pour divers besoins d'usinage CNC.
Coûts additionnels
L'estimation des dépenses totales peut être impactée par des coûts supplémentaires liés aux procédures d'usinage CNC.
Machines-outils
Lorsque des fabrications CNC personnalisées sont nécessaires, les ateliers d'usinage doivent souvent utiliser des outils spécifiques. Même si ces outils restent dans l'atelier après la production, les clients peuvent toujours supporter une partie des coûts des machines-outils. Cela est principalement dû à l'usure subie par les outils pendant la production, un facteur qui devient particulièrement important lorsque l'on travaille avec des matériaux de haute dureté.
Les coûts impliqués dans l’achat, la maintenance et le remplacement de ces outils ou outillages de coupe sont importants et impactent directement les dépenses globales d’usinage. La durée de vie d'un outil de coupe et le temps nécessaire au changement d'outil sont des facteurs critiques ; ils affectent non seulement le coût mais également l’efficacité de la production. L'usure régulière et la casse occasionnelle des outils nécessitent des remplacements fréquents, ce qui augmente les dépenses. Par conséquent, une sélection minutieuse, un entretien cohérent et une optimisation des machines-outils sont des stratégies clés pour atténuer ces coûts.
Finition de surface
Sélection d'un finition de surface pour les pièces usinées CNC est crucial pour répondre aux exigences fonctionnelles et esthétiques, mais il a également un impact significatif sur les coûts. Des finitions plus complexes nécessitent des étapes d'usinage supplémentaires, des outils spécialisés et des délais plus longs, ce qui augmente les dépenses. À l’inverse, des finitions plus simples sont plus rentables. Il est essentiel de trouver un équilibre entre les résultats souhaités et les implications financières dans la planification de la conception et de la production, en particulier pour les matériaux nécessitant des techniques de finition spécifiques.
Prenons l'exemple des options de finition de surface pour l'aluminium ci-dessous.
| Matières | Finition de surface | Quantité | Prix unitaire (estimé) | Délai de livraison (estimé) |
| Aluminium | Comme usiné | 1 | $ 15 - 30 $ | jours 2 - 5 |
| Aluminium | Anodisation | 1 | $ 20 - 40 $ | jours 3 - 7 |
| Aluminium | Explosion de perles | 1 | $ 15 - 35 $ | jours 2 - 6 |
| Aluminium | Polissage | 1 | $ 25 - 50 $ | jours 3 - 7 |
| Aluminium | Revêtement poudre | 1 | $ 30 - 60 $ | jours 4 - 8 |
| Aluminium | Electroplating | 1 | $ 35 - 70 $ | jours 5 - 10 |
| Aluminium | Brossage | 1 | $ 20 - 45 $ | jours 3 - 7 |
Remarque : Veuillez noter que les valeurs fournies ci-dessus sont uniquement à titre de référence. Pour des informations détaillées et spécifiques, nous vous encourageons à prendre contact avec RapideDirect directement.
Temps de livraison
Le timing dans l’usinage CNC implique non seulement l’efficacité de la production mais également l’urgence des demandes des clients. Même si des machines avancées et à grande vitesse peuvent réduire le temps de production, réduisant ainsi potentiellement les coûts globaux, l'équation change lorsqu'une fabrication accélérée est nécessaire. Les clients qui demandent des délais d'exécution plus rapides sont souvent confrontés à des frais accélérés, reflétant les ressources supplémentaires et la priorisation nécessaires pour respecter des délais plus courts. Cela peut augmenter considérablement les coûts, en particulier pour les commandes volumineuses ou complexes. Trouver un équilibre entre la vitesse de production et ces coûts accélérés est crucial pour les fabricants et les clients, ce qui a un impact sur le coût final des pièces usinées CNC.
Frais d'expédition
Les frais d'expédition sont souvent influencés par plusieurs facteurs, notamment la taille et le poids des pièces, car les articles plus lourds entraînent des frais d'expédition plus élevés. En outre, la méthode d'expédition et l'emballage sont d'autres facteurs qui déterminent le montant à payer pour l'expédition des pièces usinées CNC et, par extension, le coût total de l'usinage CNC.
Stratégies pour réduire les coûts d'usinage CNC
Pour réduire les coûts CNC, une stratégie globale qui maximise de nombreux domaines du processus de production est nécessaire. En outre, les fabricants peuvent optimiser leurs efforts d’optimisation des coûts et atteindre une efficacité accrue en mettant en pratique ces stratégies de réduction des coûts :
Optimiser la conception pour la fabricabilité
La conception de pièces destinées à la fabrication est essentielle pour réduire les coûts des différents applications de l'usinage CNC.
- Cela implique de concevoir des pièces avec des géométries plus simples pour réduire les opérations d'usinage complexes et l'usure des outils, réduisant ainsi les délais et les coûts de production.
- Ajuster les tolérances à des niveaux pratiques peut également réduire considérablement les dépenses. Des tolérances plus strictes exigent souvent des processus d'usinage plus précis et donc plus coûteux.
- Une sélection réfléchie des matériaux et le fait d’éviter les conceptions qui nécessitent un outillage étendu et coûteux sont également essentiels.
- La collaboration avec des experts en usinage pendant la phase de conception garantit que la conception est non seulement réalisable, mais également réalisée de manière rentable.
Ces mesures rationalisent non seulement le processus de fabrication, mais optimisent également l'utilisation des matériaux et réduisent les déchets. Ils génèrent des économies globales substantielles tout en préservant la qualité et la fonctionnalité des composants usinés CNC.
Sélection des matériaux et analyse coûts-avantages
Le choix de matériaux qui concilient prix abordable et exigences fonctionnelles peut réduire considérablement les coûts des matières premières. La standardisation des matériaux dans toutes les gammes de produits minimise les déchets, optimise l'efficacité de l'usinage et simplifie l'approvisionnement. Les considérations clés dans la sélection des matériaux incluent le coût, la disponibilité et l’adéquation de l’usinage. Cette approche prudente réduit non seulement les dépenses matérielles directes, mais améliore également la productivité opérationnelle globale.
Vous trouverez ci-dessous un tableau indiquant le matériau sélectionné en fonction de la finition de surface et le prix estimé.
| Matières | Finition de surface | Quantité | Prix unitaire (estimé) | Délai de livraison (estimé) |
| Aluminium | Comme usiné | 1 | $ 30 - 50 $ | jours 2 - 5 |
| 10 | $ 25 - 45 $ | jours 5 - 10 | ||
| 100 | $ 20 - 40 $ | jours 10 - 20 | ||
| 1000 | $ 15 - 35 $ | jours 20 - 40 | ||
| Acier | Comme usiné | 1 | $ 40 - 60 $ | jours 3 - 7 |
| 10 | $ 35 - 55 $ | jours 7 - 14 | ||
| 100 | $ 30 - 50 $ | jours 15 - 30 | ||
| 1000 | $ 25 - 45 $ | jours 30 - 60 | ||
| Acier | Comme usiné | 1 | $ 35 - 55 $ | jours 2 - 6 |
| 10 | $ 30 - 50 $ | jours 6 - 12 | ||
| 100 | $ 25 - 45 $ | jours 12 - 24 | ||
| 1000 | $ 20 - 40 $ | jours 24 - 48 | ||
| Laiton | Comme usiné | 1 | $ 30 - 50 $ | jours 2 - 5 |
| 10 | $ 25 - 45 $ | jours 5 - 10 | ||
| 100 | $ 20 - 40 $ | jours 10 - 20 | ||
| 1000 | $ 15 - 35 $ | jours 20 - 40 | ||
| Cuivre | Comme usiné | 1 | $ 35 - 55 $ | jours 3 - 7 |
| 10 | $ 30 - 50 $ | jours 7 - 14 | ||
| 100 | $ 25 - 45 $ | jours 15 - 30 | ||
| 1000 | $ 20 - 40 $ | jours 30 - 60 | ||
| ABS | Comme usiné | 1 | $ 50 - 100 $ | 2-5 jours |
| 10 | $ 20 - 40 $ | 5-10 jours | ||
| 100 | $ 10 - 20 $ | 10-15 jours | ||
| 1000 | $ 5 - 10 $ | 15-20 jours | ||
| Nylon | Comme usiné | 1 | $ 60 - 120 $ | 2-5 jours |
| 10 | $ 30 - 60 $ | 5-10 jours | ||
| 100 | $ 15 - 30 $ | 10-15 jours | ||
| 1000 | $ 10 - 20 $ | 15-20 jours | ||
| POM (Delrin) | Comme usiné | 1 | $ 70 - 140 $ | 2-5 jours |
| 10 | $ 40 - 80 $ | 5-10 jours | ||
| 100 | $ 20 - 40 $ | 10-15 jour | ||
| 1000 | $ 15 - 30 $ | 15-20 jours |
Remarque : Veuillez noter que les valeurs fournies ci-dessus sont uniquement à titre de référence. Pour des informations détaillées et spécifiques, nous vous encourageons à prendre contact avec RapideDirect directement.
Évitez les finitions de surface multiples
Certains matériaux nécessitent moins de polissage de surface car ils sont hautement usinables. L'aluminium est un type de ce type de matériau. Lorsque ces types de matériaux sont disponibles et réalisables, il est conseillé de les utiliser. Il est important de noter que les processus de finition augmentent les coûts d’usinage CNC. Ainsi, dans les situations où vous pouvez utiliser des finitions telles que usinées, il est préférable de l’utiliser car il s’agit de la meilleure finition usinée CNC.
Néanmoins, des traitements de surface spécifiques sont nécessaires pour valoriser les qualités d'un composant. Ceux-ci incluent le film chimique, le sablage aux billes, l’électropolissage et l’anodisation. Mais utilisez ces finitions uniquement lorsque cela est nécessaire.
Un autre facteur qui fait augmenter le coût de la finition de surface est l'utilisation de plusieurs finitions sur les nombreuses surfaces d'un composant. Certains chefs de projets utilisent par exemple le chromage dans certaines zones et le microbillage dans d'autres. Ainsi, si possible, essayez de maintenir des critères de finition cohérents sur l’ensemble du composant.
Tirer parti des économies d’échelle
Une augmentation du volume de production entraînera une réduction exponentielle du coût d’un processus d’usinage CNC. Essayons d'envisager cette proposition de réduction des coûts sous un angle plus favorable. Disons que nous avons une pièce unitaire de 40 $. À 10 pièces produites, les coûts unitaires de cette pièce diminueront à environ 12.5 $.
De même, avec 100 pièces, le coût des pièces par unité diminuera à environ 8.79 $. En conclusion, le coût unitaire d'une pièce peut être réduit de plus de 60 % en augmentant les commandes de fabrication d'une unité à 100 unités. Parce que chaque variable impliquée dans le processus reste la même, des baisses se produisent. Autrement dit, que l'on fabrique dix, cinquante ou cent unités d'un composant, la conception CAO reste la même.
De plus, il ne sera pas nécessaire de sélectionner une configuration de machine distincte pour différentes pièces. Pendant toute la durée du processus de production, les mêmes paramètres sont choisis. Pour tirer le meilleur parti des économies d’échelle, vous devriez penser à passer des commandes plus importantes pour bénéficier de ces économies d’échelle.
Externalisation vs production interne
Lorsque l’on évalue les options permettant de réduire les coûts d’usinage CNC, la décision entre l’externalisation et la production en interne est cruciale. Opter pour une production en interne implique des investissements importants dans l’achat de machines CNC et l’embauche ou la formation d’opérateurs qualifiés, ce qui entraîne des dépenses initiales et continues substantielles. En revanche, l’externalisation vers un fabricant spécialisé transfère la charge des coûts d’équipement et de main-d’œuvre vers le prestataire de services. Vous payez principalement pour le service rendu, et non pour l'entretien des machines ou de la main d'œuvre.
Externalisation des services d'usinage CNC avec RapidDirect
Cependant, le choix du lieu d’externalisation est crucial. Même si l’externalisation vers des entreprises des pays développés peut s’avérer coûteuse, les entreprises situées dans des régions où les coûts opérationnels sont plus faibles, comme la Chine, peuvent proposer des tarifs compétitifs sans compromettre la qualité.
Par exemple, des sociétés chinoises comme RapidDirect fournissent services d'usinage CNC de haute qualité à une fraction du coût par rapport à leurs homologues des économies plus développées. Cela fait de l'externalisation une option viable pour réduire les coûts globaux d'usinage, en particulier pour les entreprises qui cherchent à optimiser leurs budgets sans sacrifier la qualité.
Le calcul de votre coût d’usinage CNC sera simple lorsque vous travaillerez avec RapidDirect. Notre plateforme de devis rapide vous permet de recevoir votre devis presque instantanément. Nous examinons votre conception et vous fournissons des commentaires dans la journée.
Nous disposons également de l’un des délais de livraison les plus rapides du secteur, garantissant ainsi que vos produits vous parviendront à temps. Alors pourquoi attendre ? Commencez à travailler sur votre projet d'usinage CNC et obtenir des devis CNC!
