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L'usinage CNC coûte tous les facteurs et conseils que vous devez connaître

Coût d'usinage CNC : conseils efficaces pour le garder abordable

Si vous envisagez d'utiliser l'usinage CNC pour fabriquer vos produits, l'une des premières questions que vous devrez vous poser est de savoir combien cela coûtera.

En moyenne, l'usinage CNC coûte entre 35 et 120 dollars de l'heure en Europe. Cependant, vous pouvez obtenir un prix inférieur auprès des Chinois. Atelier d'usinage CNC comme AT Machining, qui propose entre 10 $ et 30 $ l'heure, de l'usinage 3 axes à l'usinage 5 axes.

Dans cet article, nous examinerons quels facteurs peuvent affecter le coût de l’usinage CNC et comment vous pouvez le maintenir abordable pour votre entreprise.

Facteurs qui affectent le coût d'usinage CNC

Vous trouverez ci-dessous plusieurs facteurs pris en compte dans le calcul des coûts d'usinage CNC :

Type de machines CNC et coût de la machine CNC

Le type de machine CNC utilisée joue un rôle important dans le coût du processus d'usinage. Les pièces usinées sur une fraiseuse cnc 3 axes ou un tour/tour sont plus économiques que pièces usinées sur une fraiseuse CNC 4 axes ou 5 axes.

Machine cnc axe 5
Machine CNC à axe 5

Vous trouverez ci-dessous les coûts typiques d'utilisation de diverses machines CNC en Chine.

  • Typiquement, un fraisage CNC 3 axes coûte entre 10 $ et 20 $ de l'heure.
  • Le tournage CNC coûte souvent moins cher, environ 15 $ de l'heure.. La raison est que le coût de Tournage CNC les machines sont plus basses, et le fonctionnement de la machine est plus facile.
  • Toutefois, les coûts pour 4 axes ou Usinage CNC 5 axes varient de 25 30 $ à XNUMX XNUMX $. Parfois, il est plus élevé en raison du coût accru de l'outillage et des opérations complexes de ces machines multi-axes.

Les prix européens de l’usinage CNC sont généralement plus élevés. Leurs prix varient généralement entre 35 $ et 40 $ par heure pour l'usinage 3 axes, tandis que l'usinage multi-axes coûte entre 75 $ et 120 $ par heure.

Externaliser votre projet vers un atelier d'usinage chinois est un excellent moyen de minimiser vos coûts d'usinage CNC.

L'usinabilité du matériau

L'usinabilité fait référence à la facilité avec laquelle un matériau peut être découpé. Plus l'usinabilité est élevée, plus un matériau peut être usiné CNC rapidement, ce qui réduit les coûts. L'usinabilité dépend des propriétés physiques de chaque matériau. Généralement, plus un alliage métallique est mou et ductile, plus il est facile à usiner. 

Aluminium 6061 est de loin le matériau le plus rentable pour créer des prototypes métalliques en raison de son faible coût et de sa très bonne usinabilité. 

Métaux offrant une plus grande usinabilité, tels que acier inoxydable 303 et C360 laiton, coûter plus cher. Ainsi, ils sont mieux adaptés à une production en plus grand volume. Dans ce cas, des économies d'échelle entrent en jeu car les temps d'usinage plus courts compensent le coût plus élevé des matériaux.

En ce qui concerne les plastiques, l'ABS, le nylon et le POM (Derlin) coûtent à peu près le même prix que l'aluminium 6061. Cependant, ils sont plus difficiles à usiner, attendez-vous donc à un coût plus élevé. Le PEEK est un matériau très coûteux et ne doit être utilisé que lorsque absolument nécessaire.

Optimiser votre conception tout en prenant soigneusement en compte votre matériau peut réduire les coûts d'usinage.

divers matériaux d'usinage CNC
Divers matériaux d'usinage CNC

Conception et géométrie

En règle générale, plus une conception est complexe, plus le processus de fabrication des pièces sera coûteux. Usinage CNC complexe peut avoir besoin de machines plus avancées.

Ils nécessitent également un temps d'usinage élevé, des configurations multiples, des ressources accrues et des inspections plus approfondies. La combinaison de ces éléments entraîne une augmentation des prix. 

conception d'usinage CNC complexe
Conception d'usinage CNC complexe

Certaines caractéristiques de conception peuvent inévitablement augmenter les coûts d’usinage CNC. Ils comprennent: 

  • Coins internes pointus
  • Cavités profondes
  • Parois minces
  • Géométries de trous non standard
  • Caractères

Vous devez éviter ces caractéristiques de pièce à moins qu'elles ne soient essentielles à la conception. 

Volume de production

Le coût unitaire de pièces identiques diminue à mesure que le nombre de pièces augmente. Lorsque vous commandez des pièces en grand volume, vous n’aurez pas besoin de frais d’installation répétés.

Les conceptions CAO, la programmation CAM et les configurations des machines CNC sont toutes traitées une seule fois pour toutes les pièces. Ainsi, vous n’aurez pas à payer différemment pour ces opérations en commandant des composants individuels. 

Opérations de finition

Certaines applications nécessitent des opérations de post-traitement, telles que anodisation, placage, ou traitement thermique, et etc.

opérations de finition d'anodisation de l'aluminium
Opérations de finition par anodisation de l'aluminium

Ces opérations visent à améliorer les propriétés physiques et mécaniques des pièces usinées. Bien que ces opérations de finition soient bénéfiques, elles ont tendance à augmenter les coûts d’usinage CNC. 

Par conséquent, si votre application peut nécessiter des pièces telles qu'usinées, vous devez vous y tenir. Sinon, vous pouvez choisir plus rentable finition de surface procédures telles que le sablage aux billes, le placage, l'anodisation, etc. 

10 conseils pour réduire le coût des pièces usinées CNC

Lorsque vous examinez les principaux facteurs influençant le coût d’usinage CNC, vous remarquerez que vous pouvez le réduire de trois manières principales. Ceux-ci incluent la sélection des matériaux, l’optimisation de la conception et d’autres considérations spéciales.

Le plus important d’entre eux est l’optimisation de la conception, qui peut être vue sous différents angles. 

Voici dix conseils efficaces pour réduire le coût des pièces usinées CNC. 

1. Sélection des matériaux

Vous savez déjà que le choix des matériaux a un impact considérable sur les coûts d’usinage CNC. Par conséquent, vous devez rechercher plusieurs matériaux avant de prendre une décision approfondie.

Vous devez vous assurer que le matériau que vous choisissez est l’option la moins coûteuse et possède les propriétés dont vous avez besoin pour votre application. 

Notez que vous ne devez jamais compromettre la qualité des matériaux. Cependant, toutes les propriétés d’un matériau donné ne sont pas requises pour votre application. Par exemple, disons que vous souhaitez fabriquer un sifflet. Choisir un matériau en acier résistant à la chaleur sera inutile. 

Lorsque vous choisissez un matériau pour vos projets d'usinage CNC, vous devez également tenir compte de l'usinabilité du matériau. N'oubliez pas que l'usinabilité détermine la complexité du processus et le temps d'usinage. Cela a à son tour un impact sur le taux horaire d’un processus de fabrication.

Par conséquent, veuillez choisir le matériau le plus usinable pour votre projet. 

Comparaison des métaux d'usinage CNC

métal d'usinage cnc

Comparaison du plastique d'usinage CNC

usinage CNC en plastique

2. Évitez les finitions multiples

Certains matériaux sont hautement usinables. Un exemple d’un tel matériau est l’aluminium. Vous devez choisir ces types de matériaux lorsque cela est possible et disponible. 

Comme nous l'avons mentionné précédemment, les opérations de finition font grimper les coûts d'usinage CNC. Les processus d'usinage CNC produisent généralement des finitions de surface telles qu'usinées satisfaisantes.

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Finition de surface métallique telle qu'usinée

Ce type de finition est suffisant pour satisfaire certaines applications. Par conséquent, vous devez le sélectionner autant que possible, car il est souvent plus coûteux d’appliquer plusieurs finitions.

Certaines finitions de surface sont essentielles pour améliorer les propriétés d'un composant. Ils comprennent anodisation, film chimique, grenaillage, électropolissage, etc. Cependant, vous ne devez choisir ces finitions que lorsque cela est nécessaire. 

Un autre facteur de coût d'usinage CNC est l'application de différentes finitions sur différentes surfaces d'un composant. Par exemple, certains chefs de projet appliquent un microbillage sur une zone et un chromage sur une autre.

Donc, si nécessaire, essayez de maintenir les spécifications de finition uniformes dans tout le composant. 

3. Commandez en gros

L'usinage CNC fonctionne également avec l'économie d'échelle. Le coût d’un processus d’usinage CNC diminuera de façon exponentielle si le volume de production augmente.

Essayons de mettre cette idée d’économies de coûts dans une meilleure perspective. 

Supposons que nous ayons une pièce unitaire qui coûte 40 $. Le coût unitaire de cette pièce tombera à environ 12.5 $ si le volume de production est de 10 pièces.

De même, le coût unitaire chutera à environ 8.79 $ pour 100 pièces. En résumé, augmenter les commandes de production d'une unité à 100 unités peut réduire le coût par pièce unitaire de plus de 60 %. 

dépendance du coût d'usinage en fonction de la taille de la commande
Dépendance des coûts d'usinage en fonction de la taille de la commande

Les baisses se produisent parce que toutes les variabilités impliquées dans le processus restent les mêmes. Autrement dit, la conception CAO est la même, que vous produisiez dix unités, 50 unités ou 100 unités d'un composant.

Dans le même temps, vous n’aurez pas besoin de choisir une configuration de machine différente pour un autre ensemble de pièces. Les mêmes paramètres sont sélectionnés pour l'ensemble du processus de production.

Par conséquent, vous devriez envisager de commander des quantités plus élevées pour profiter de cette économie d’échelle.

4. Évitez les murs trop fins

Dans le cadre de l’optimisation de la conception d’un composant, nous suggérons d’éviter autant que possible les parois fines. Les parois minces sont fragiles et nécessitent souvent plusieurs passes avec des profondeurs de coupe plus faibles.

éviter les murs trop fins
Évitez les murs trop fins

Ces faibles profondeurs permettent d'éviter des fractures ou des erreurs dans les parois minces. Leur fabrication prend donc plus de temps. 

Les parois trop fines sont souvent très susceptibles de vibrer. Par conséquent, il devient plus difficile et plus long d’usiner de telles pièces selon des tolérances spécifiées. En conséquence, le temps d'usinage augmente ; par conséquent, les coûts globaux d’usinage augmentent également. 

L'une des raisons courantes pour lesquelles les parois sont minces est la nécessité de placer des filetages et des trous près des bords des composants. Nous vous recommandons donc de placer ces structures de manière stratégique.

Concevoir des parois plus épaisses garantira un usinage plus stable et plus rentable. L'épaisseur de paroi doit être d'au moins 1.5 millimètres pour les pièces en plastique et 0.8 millimètres pour les pièces métalliques. 

5. Bords internes arrondis avec un rayon suffisant

La plupart des outils de coupe CNC sont cylindriques, ce qui rend presque impossible l'usinage d'un coin interne parfait à 90 degrés.

Les coins à 90 degrés augmentent les coûts d'usinage CNC
Les coins à 90 degrés augmentent les coûts d'usinage CNC

Pour produire des coins à 90 degrés, le machiniste doit arrêter la machine et la faire tourner avant de poursuivre le processus. Parfois, vous devrez peut-être utiliser Usinage par décharge électrique (EDM) pour y parvenir. 

Comme vous pouvez l’imaginer, les étapes supplémentaires augmentent le temps d’usinage, entraînant une augmentation du coût global. Apporter quelques modifications de conception aux coins internes de votre pièce vous aidera à réduire considérablement les coûts d’usinage CNC. 

Nous vous recommandons d'utiliser des bords intérieurs ronds pour gagner du temps nécessaire à la coupe ou à la production de bords tranchants. En effet, la machine peut continuer à fonctionner sans s'arrêter à aucun moment. 

De plus, le rayon que vous utilisez pour ces bords arrondis doit être au moins ⅓ fois la profondeur de la cavité. Les rayons d'angle plus petits nécessitent souvent des outils de plus petits diamètres.

bords intérieurs arrondis avec un rayon suffisant
Bords internes arrondis avec un rayon suffisant

Étant donné que les petits outils n'enlèvent que de petites quantités de matériaux en un seul passage, vous aurez besoin de plusieurs passes à vitesse lente, ce qui augmentera le temps et le coût d'usinage CNC. 

Par conséquent, il est préférable d’utiliser des rayons suffisants dans les coins pour garantir une coupe efficace avec des outils plus gros. 

6. Ne concevez pas de cavités profondes

La création de cavités profondes implique l’élimination de nombreux matériaux. Ces fonctionnalités prennent donc du temps. Ils nécessitent également un outillage spécial car ils peuvent provoquer une déviation, un accrochage et une rupture de l'outil.

ne concevez pas de cavités profondes
Ne concevez pas de cavités profondes

L'usinage correct de cavités profondes nécessitera un abaissement progressif de la fraise en bout, ce qui peut prendre beaucoup de temps. 

Par conséquent, les cavités doivent avoir une profondeur quatre fois supérieure à leur largeur pour obtenir les meilleurs résultats. Par exemple, si une cavité mesure 10 millimètres de large, la profondeur ne doit pas dépasser 40 millimètres.

7. Limitez la profondeur des fils

limiter la profondeur des fils
Limitez la profondeur des fils

Les filetages sont essentiels pour des connexions fiables des pièces. Les connexions de threads les plus importantes se produisent avec les premiers threads. Par conséquent, l’utilisation de fils longs pour les matériaux n’est pas nécessaire car ils nécessitent des outils spéciaux et peuvent prendre plus de temps et plus d’efforts.

Vous devez toujours limiter la profondeur des filetages à un maximum de 3 fois le diamètre du trou. Chaque fois que vous concevez un fil de discussion pour un trou borgne, il est préférable d'ajouter une longueur non filetée d'environ 0.5 fois le diamètre du trou à l'extrémité de ce trou.

8. Spécifiez les tolérances uniquement lorsque cela est nécessaire, en évitant les tolérances strictes

La technologie d'usinage CNC est très précise et peut créer des tolérances standard sans augmenter les coûts. Les tolérances serrées augmentent souvent le temps et les coûts d’usinage. Ils sont particulièrement difficiles à réaliser sur les surfaces internes car les trous et cavités aux tolérances serrées peuvent développer des bavures. 

L'élimination des bavures nécessite souvent des étapes supplémentaires qui vont au-delà de l'inspection manuelle. L’ébavurage étant manuel, il peut prendre du temps et nécessiter des coûts de main d’œuvre accrus. 

spécifier les tolérances nécessaires
Spécifier les tolérances nécessaires

Par conséquent, vous ne devez les spécifier que lorsque cela est nécessaire. Si vous ne définissez pas de tolérance stricte spécifique,

Les machines CNC peuvent créer des tolérances standard de ± 0.1 mm. Cette tolérance standard est idéale pour plusieurs fonctionnalités et il n’y aura pas besoin de tolérances strictes.

Si vous avez des connaissances avancées en conception, nous vous recommandons d'utiliser GD & T dans vos conceptions pour définir des tolérances plus souples. 

N'oubliez pas que les nombres représentant vos dimensions sont essentiels car ils précisent le niveau de précision requis pour votre composant. Ainsi, plus il y a de décimales, plus la pièce est complexe, ce qui augmente le coût.

Vous devriez donc essayer de supprimer les points décimaux inutiles de la conception.

9. Utilisez des tailles de trous standard

utiliser des tailles de trous standard
Utiliser des tailles de trous standard

Les machines CNC peuvent créer rapidement et efficacement des trous à l'aide de forets, en particulier lorsque vous vous assurez que les trous de votre composant sont de tailles standard. L'utilisation de trous de taille non standard nécessitera une fraise en bout, ce qui augmentera les coûts. 

La profondeur du trou joue également un rôle crucial. Bien qu’il soit possible d’usiner des trous d’une profondeur 10 fois supérieure au diamètre, il est difficile et plus coûteux de les créer.

Ainsi, un incrément de 0.1 millimètre est idéal pour un diamètre de trou de 10 millimètres. Pour un diamètre de trou supérieur à 10 millimètres, vous devez appliquer un incrément de 0.5 millimètres.

10. N'incluez pas de lettrage dans les conceptions

lettrage dans les conceptions d'usinage CNC
Lettrage dans les conceptions d'usinage CNC

L'inclusion de textes et de lettrages lors de l'usinage des pièces n'est pas nécessaire car cela nécessite du temps et des efforts supplémentaires tout en augmentant les coûts. Vous pouvez peindre les textes de votre choix sur les pièces finies une fois fabriquées. 

Si vous devez inclure des textes pour une raison quelconque, vous devez utiliser des modules de gravure laser qui impliquent l'enlèvement de moins de matière. 

Pour aller plus loin

Garantir des coûts d’usinage CNC abordables est crucial pour les résultats financiers de votre entreprise. Des facteurs tels que les matériaux, la géométrie de conception, les opérations de finition, etc. affectent les coûts d'usinage CNC. Cependant, vous pouvez réduire ce coût grâce à une sélection adéquate des matériaux, à une optimisation de la conception et à d’autres considérations particulières.

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AT-Machining, votre meilleur atelier d'usinage CNC à guichet unique en Chine

Il peut être difficile d’analyser et d’utiliser ces facteurs à votre avantage. Par conséquent, travaillez avec une entreprise experte en usinage CNC comme AT Machining. Contactez-nous aujourd'hui, et discutons de votre projet d'usinage CNC !

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Salut, je suis Sam !

D'AT-Machining, je suis un expert en usinage CNC dans ce domaine depuis plus de 20 ans. Nous proposons des services d'usinage rentables en provenance de Chine. Demandez dès maintenant un devis pour vos projets en cours ou à venir !

Cordialement, Sam, co-fondateur

AT Usinage

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