Comprendre les coûts de l'usinage CNC

mercredi 19 mai 2021 David Ewing

C'est une question fréquente : « combien cela me coûtera-t-il et combien cela coûte-t-il à fabriquer ? » En outre, nous savons tous estimer la valeur des choses que nous achetons : « 5 euros
un verre de lait ? Pas question ! » Mais quand il s'agit de composants sur mesure, qu'ils soient fabriqués par usinage CNC, impression 3D ou moulage par injection, les choses se compliquent
légèrement.

Pour simplifier un peu les choses, on peut se baser sur les trois facteurs fondamentaux : la matière première, le temps de fabrication et les coûts « fixes » ou autres. Voyons comment chaque élément contribue au prix :

Les métaux

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Métaux : l'or, l'argent, le bronze. Nous savons tous que la rareté des minerais et les coûts de raffinage (énergie intrinsèque et techniques de fabrication) dictent le coût des matières premières. Le graphique montrant les coûts relatifs des métaux est sans surprise : l'acier et l'aluminium sont abondants (Al6082 est notre qualité la plus courante) et ont le coût de matière première le plus bas au kg. Le milieu du graphique comprend les alliages plus spécialisés d'aluminium et d'acier inoxydable qui contiennent des éléments coûteux. Enfin, le titane, difficile à raffiner (ce qui
contribue également à son prix élevé mais aussi à des propriétés comme la résistance à la corrosion).

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Les plastiques: d'autre part peuvent sembler assez similaires, mais ont en fait une gamme de prix encore plus extrême.

  • Le coût le plus bas au kg : le nylon (PA6), l'acrylique et l'ABS sont des matériaux performants, largement utilisés dans le moulage par injection ainsi que dans les composants CNC.
    Cependant, il y a un matériau qui peut s'avérer moins cher tout en offrant de meilleures performances. L'acétal (souvent appelé Delrin®) est un excellent plastique d'ingénierie à
    usage général avec une bonne stabilité.
  • La gamme moyenne : Pour les qualités « glass-filled », il vous en coûtera 50 % plus cher : la fibre de verre, fragile et cassante mais alliée au plastique résistant, crée un composite. Qui
    est plus solide et plus résistant.
  • Les spécialistes : Ces matières premières sont plus chères que le titane (elles peuvent aisément dépasser les 115 euros / kg), assurez-vous donc d'abord que vous n'avez pas
    d'alternative possible ! En général, elles répondent à un besoin spécifique : Le PC (polycarbonate) est si résistant qu'il est utilisé pour le verre pare-balles ! Le PEEK : le choix
    incontournable pour la F1 et l'aérospatiale, plus solide que certains métaux, résistant aux UV et aux flammes, il peut répondre à presque toutes les demandes. PSU, PPSU, PEI sont
    généralement utilisés dans les applications alimentaires et médicales. Enfin, le POM-ESD est modifié pour être juste assez conducteur pour éviter les décharges électrostatiques.

Le coût de fabrication

Il comprend le temps d'usinage (et l'usure de l'outil associée) ainsi que le temps nécessaire à la fabrication des fixations permettant de maintenir en toute sécurité les composants, et les
installations, quand l'usinage est effectué dans plusieurs directions.

Nous ne fabriquons pas un coût, nous fabriquons votre pièce (numériquement) et intégrons cela dans le prix. De cette manière, nous sommes sûrs de pouvoir produire la pièce et savons combien de temps cela prendra : nous proposons un service le jour même pour les pièces moins complexes, et la plupart de nos devis peuvent être réalisés sous 3 jours. Ce processus est largement automatisé, mais un ingénieur expérimenté signe également chaque devis. Cela prend généralement moins de 24h.

Naturellement, la complexité des pièces joue un rôle : plus les éléments sont petits et détaillés, plus ils nécessitent des outils plus petits et prennent donc plus de temps. Cependant, l'autre facteur est l'usinabilité.

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En général, les plastiques sont plus souples et faciles à usiner, mais trop souples, ils peuvent présenter des défis, tels que PVC et PP. Ensuite, on trouve les métaux « tendres » : le laiton et
l'aluminium 6082. Généralement, plus le métal est dur, plus il est difficile à usiner. Enfin, le cuivre est très malléable : à éviter, donc, pour les éléments très fins.

Ref https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=4097

Autres coûts et frais fixes

Il y a toujours des coûts additionnels. Mais souvent, ils ne sont pas « à valeur ajoutée » (ils ne contribuent pas directement à la fabrication de la pièce) mais nécessaires (et importants) :
emballage, inspection, étalonnage et mise en place des équipements, maintien des travaux, préparation des devis et communication avec les clients.

L'un des moyens de minimiser ces coûts est le recours à l'automatisation, la robotique et aux machines autonomes configurées pour un volume élevé. Ce type d'automatisation est excellent pour réduire le prix à la pièce, mais présente en soi un coût connu sous le nom de coût d'ingénierie non récurrente (NRE). En d'autres termes, sa mise en place prend du temps et peut être inflexible. C'est génial quand vous produisez des milliers de pièces mais sans grand intérêt pour le prototypage et les quantités de début de production.

C'est pourquoi notre automatisation se concentre sur le NRE, en utilisant un fil numérique. Nous n'avons pas besoin d'un dessin 2D, car nous générons automatiquement le programme d'usinage, les exigences d'inspection et travaillons le maintien de la pièce directement à partir de votre fichier 3D. Le principal avantage de ceci est que nous pouvons commencer à fabriquer votre pièce dans les minutes suivant la commande. Le deuxième avantage est que nous ne vous facturons aucuns frais d'installation. Bien sûr, il y a une réduction de prix pour chaque pièce supplémentaire, mais nous sommes vraiment flexibles pour fabriquer des pièces complexes, des lots plus petits et des pièces uniques.

Et pour comparer les choses sur une base comparable, qu'y a-t-il d'autre inclus dans le prix ?

Jusqu'à présent, nous avons parlé des attributs physiques : les matériaux, la taille et la quantité.Cependant, d'autres attributs invisibles sont inclus dans notre service de fabrication : la rapidité et la fiabilité.

Toutes nos pièces CNC Européennes sont fabriquées au Royaume-Uni. Les pièces en impression 3D sont réalisées en Allemagne Notre temps médian d'usinage CNC est de 3 jours.

Si vous pouvez attendre 3 semaines ou 3 mois, il y a tout un monde d'options qui s'ouvrent à vous grâce aux miracles du transport et du commerce mondial. Assurez-vous simplement de comparer « prix et livraison » sur une base comparable. Ce qui nous amène au dernier point.

Penser en termes de valeur, plutôt que de se concentrer sur le coût

« Le temps, c'est de l'argent », comme dit le dicton, et votre temps est particulièrement précieux. Tout ce que vous concevez aura un impact, et vos clients le veulent maintenant. Nous avons aidé à prototyper et fabriquer de tout, allant des meilleurs appareils médicaux et des équipements électriques plus efficaces aux meilleures solutions de transport.

Dépenser 10 % de plus sur un prototypage et des tests solides s'avèrera rentable grâce à un meilleur produit, mais arriver 10 % en retard (ou disons 10 jours après un lancement de produit majeur !) est un problème coûteux.

« Échouez vite, échouez souvent », disait Thomas Edison (et il l'a fait ! Avec plus de 9 000 prototypes). Dyson est connu pour avoir produit plus de 5 000 prototypes pour perfectionner
l'aspirateur cyclone. Grâce à la CAO 3D et aux outils de conception numériques, il n'y a plus besoin d'effectuer autant de tests, mais avons-nous été trop loin ? C'est vraiment si rapide et si simple de télécharger.

Enfin, prenez en considération :

  • les facteurs de qualité, les composants respectant et dépassant la tolérance indiquée.
  •  le service : protolabs.fr fournit des informations sur les propriétés des matériaux, des conseils de conception et la sélection des filetages.
  • les conseils : chaque devis comporte des commentaires sur la conception 3D et notre équipe du service clientèle est prête à vous accompagner pour vous fournir des conseils et des
    informations sur la meilleure solution de fabrication.