Coût de l’usinage CNC : quels sont les impacts et comment le réduire ?

L’usinage CNC (commande numérique par ordinateur) est une méthode de fabrication permettant de produire des pièces avec une grande précision et de reproduire fidèlement des conceptions complexes. Cette technologie offre plusieurs avantages, notamment une production plus rapide et une diminution significative des erreurs humaines grâce à l’automatisation informatique. Toutefois, le coût de ce procédé reste souvent mal compris. En effet, plusieurs facteurs comme le type de machine utilisée et les matériaux employés influencent le prix final. De nombreux clients éprouvent encore des difficultés à estimer correctement le coût de l’usinage CNC.

Facteurs affectant le calcul du coût d’usinage CNC

Les coûts d’usinage CNC peuvent varier en fonction de différents facteurs, comme indiqué ci-dessous :

1. Coûts des machines CNC

Le coût d’usinage évolue avec le type de machine. Deux principaux types de machines sont utilisées pour la fabrication de pièces par usinage CNC : les machines 3 axes et les machines multiaxes.

Le coût de la machine dépend également de divers facteurs tels que la taille et le poids de la machine, la vitesse, la puissance et la configuration de la machine.

Le coût d’usinage est calculé à l’heure. Le coût horaire d’un usinage CNC 3 axes est d’environ 40 $, contre environ 35 $ pour un tour CNC. Le tarif horaire d’un usinage CNC multiaxes est comparativement plus élevé, entre 75 $ et 125 $.

En raison de la complexité accrue des pièces, le fraisage CNC est plus coûteux que les autres types d’usinage. Les coûts d’usinage augmentent avec le nombre d’axes des fraiseuses. Par exemple, l’usinage 5 axes est plus coûteux que l’usinage 3 axes.

2. Temps d’usinage

Le temps requis pour l’usinage complet d’une pièce par CNC constitue également un facteur clé dans l’évaluation du coût global. En général, plus l’opération est longue, plus le coût augmente, en s’ajoutant aux frais fixes de mise en route.

Des logiciels de FAO, utilisant un modèle 3D issu de la CAO, permettent d’estimer ce temps avec précision. Les projets les plus complexes exigent naturellement un plus grand nombre d’heures de travail.

3. Travail

L’un des avantages de l’usinage CNC par rapport à l’usinage manuel est la réduction du nombre d’ouvriers impliqués dans la fabrication. Le coût principal de la main-d’œuvre est celui du concepteur expert qui conçoit le modèle CAO 3D pour l’usinage, un coût qui augmente avec la complexité du produit souhaité.

Ce coût reste le même même si vous devez fabriquer davantage de pièces, ce qui réduit le coût d’usinage par pièce. Le coût supplémentaire correspond à la main-d’œuvre nécessaire à l’utilisation de la machine CNC, qui augmente également avec le nombre d’heures nécessaires à l’usinage complet de la pièce.

Le coût supplémentaire s’ajoute au coût de la main-d’œuvre si l’assemblage, la finition et le post-traitement des pièces sont effectués manuellement. Ce coût supplémentaire s’ajoute également si le produit fini est livré de l’atelier d’usinage au client situé à un autre endroit.

4. Coûts matériels

Le coût des matériaux est également un facteur déterminant dans le calcul du coût de l’usinage CNC. Le prix du produit final fabriqué par une machine CNC dépend du type de matériaux à utiliser. Il peut être nécessaire de fabriquer une pièce en plastique ou en métal.

Les matières plastiques étant moins chères et moins durables, leur coût d’usinage est inférieur à celui de l’acier inoxydable. Comme pour les machines CNC, la matière est extraite des blocs solides pour fabriquer l’objet 3D. La quantité de matière première nécessaire sera donc supérieure à celle du produit final.

Les machinistes achètent les matériaux sous forme de blocs massifs et calculent le coût du produit par bloc. Les métaux les plus couramment utilisés en usinage CNC sont l’aluminium, l’acier inoxydable et le laiton.

En raison des prix économiques et de l’excellente usinabilité de l’aluminium, la plupart des machinistes utilisent l’aluminium dans les machines CNC.

L’acier inoxydable et le laiton entraînent des coûts plus élevés en raison de leur faible usinabilité par rapport à l’aluminium. L’alliage de titane est le plus cher de tous ces métaux ; son coût d’usinage sera donc plus élevé, car la fabrication des pièces peut nécessiter des outils spécifiques.

Dans le cas des plastiques, le prix du matériau en vrac est inférieur, les outils nécessaires coûtent également moins cher et il faut moins de temps pour usiner les plastiques comme le nylon, le Delrin et l’ABS.

5. Finition de surface et post-traitement

Après usinage, la plupart des pièces présentent des rayures et des marques qui peuvent nuire à leur utilisation immédiate. C’est là que Finitions de surface d’usinage CNC entrez. Ce processus supplémentaire aidera à dissimuler ces marques indésirables et à appliquer un revêtement protecteur sur la pièce.

Bien que ces opérations de post-traitement soient importantes, elles engendrent généralement des coûts supplémentaires. Ce procédé est totalement distinct de l’usinage CNC et peut même nécessiter des outils et des matériaux supplémentaires. Parmi les finitions courantes, on trouve le ponçage, le revêtement, l’anodisation, la peinture, le chromage, le noircissement, la galvanisation, le brossage et le transfert d’eau.

6. Quantité

Le volume de la commande influence considérablement le coût du produit final. Certes, le coût global augmente avec l’augmentation du nombre de pièces finies requises, mais le coût unitaire diminue.

7. Coût de l’outillage

Dans certains cas de fabrication, l’outillage standard n’est pas utile, un outillage personnalisé est donc nécessaire, ce qui augmente également le coût de fabrication à l’aide de machines CNC.

8. Complexité de la conception

Il peut être difficile de reproduire certains modèles, surtout lorsqu’ils présentent des lignes et des formes uniques. La plupart du temps, les fabricants consacrent de nombreuses heures à la programmation et au réglage de la machine et des outils de coupe. Ce long processus influencera certainement le prix final de l’usinage CNC.

Pour obtenir des détails tels que des poches profondes et des contre-dépouilles, vous devrez peut-être également vous procurer des outils spéciaux ou des machines CNC multiaxes, ce qui engendre des coûts plus élevés. Une conception simple, avec moins de changements d’outils et de repositionnements, sera toujours plus rentable qu’une conception détaillée.

Comprendre les taux horaires de l’usinage CNC

La plupart des fabricants de machines CNC facturent leur coût horaire en tenant compte d’autres facteurs. Ainsi, lors de votre prochain devis, sachez que votre procédé est unique et que vos tarifs peuvent différer de ceux d’un autre opérateur.

Les facteurs clés qui peuvent influencer les tarifs horaires pour l’usinage CNC comprennent :

Types de machines CNC

Le coût d’exploitation de chaque machine diffère. Par exemple, le tarif horaire d’une fraiseuse CNC 3 axes standard devrait se situer entre 40 et 80 $, tandis qu’une fraiseuse haut de gamme Usinage CNC 5 axes L’outil coûtera entre 75 et 200 $ de l’heure. D’autres outils spécialisés, comme les défonceuses, les tours et les machines d’électroérosion, ont également leurs propres coûts.

Outillage et maintenance

Le type de matériau utilisé et l’utilisation régulière de l’outil de coupe peuvent entraîner une usure. Un expert en usinage CNC inclura également les frais de réparation, de remplacement et d’entretien de l’outil dans ses tarifs horaires.

Vitesse et efficacité d’usinage

Une machine CNC rapide prend moins de temps pour façonner un outil et réduit le temps nécessaire à son réglage et à son assemblage. Cette efficacité la rend plus coûteuse que d’autres machines plus lentes.

Coûts de main-d’œuvre et d’installation

Bien que l’usinage CNC soit largement automatisé, le contrôle du processus requiert toujours des programmeurs et des opérateurs qualifiés. Les projets complexes nécessitant de multiples configurations et une programmation détaillée peuvent augmenter le coût horaire global d’usinage.

Emplacement des frais généraux et de l’atelier

Les frais généraux d’exploitation, tels que l’électricité, le loyer et l’assurance, peuvent influencer les tarifs. L’emplacement d’un atelier d’usinage CNC influence également les tarifs horaires ; les ateliers situés en zone développée auront certainement des tarifs plus élevés que ceux situés en zone en développement.

Comment calculer le coût de l’usinage CNC ?

Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi le coût de l’usinage CNC diffère d’un projet à l’autre ? Le secret réside dans les détails du calcul du coût de l’usinage CNC. Des matières premières aux coûts de main-d’œuvre et au temps d’usinage, plusieurs facteurs influencent le prix.

Si vous cherchez à calculer le coût de l’usinage CNC, assurez-vous de :

Tenir compte des coûts des matériaux

Votre choix de Matériaux d’usinage CNC Cela aurait un impact direct sur la quantité de matières premières que vous obtiendrez. Pour calculer le coût des matières, il faut multiplier le volume de matière nécessaire par son coût unitaire.

Par exemple, vous pourriez avoir besoin de 20 kg d’aluminium pour produire plusieurs pièces en vrac, et cela coûte 10 $ par kg. Sans frais de préparation supplémentaires, le matériau devrait coûter 200 $ (10 $ x 20 = 200).

Déterminer le temps d’usinage

Le temps consacré à la création d’une pièce influencera certainement son prix. Vous pouvez calculer vous-même le temps machine en divisant la longueur totale du matériau par la vitesse de coupe de la machine.

Par exemple, si le volume de matériau que la machine doit retirer est de 20 pouces cubes et que le taux moyen d’enlèvement de matériau est de 0.5 pouce cube par minute, le temps d’usinage total pour ce processus serait de 40 minutes (20 pouces cubes / 0.5 pouce cube = 40).

Calculer le taux horaire de la machine

La plupart des machines CNC sont déjà proposées avec un tarif horaire fixe qui prend en compte le type de machine, son emplacement et sa facilité d’utilisation. Si le tarif horaire d’une machine est de 100 $, vous devriez pouvoir compter jusqu’à 300 $ pour couvrir trois heures.

Inclure les coûts de main-d’œuvre et d’installation

Incluez le coût de la main-d’œuvre qualifiée pour des tâches telles que la configuration, la programmation et la supervision de la production. En cas de doute, vous pouvez établir une estimation basée sur les heures de travail prévues et le taux horaire de l’atelier d’usinage CNC.

Compte des dépenses supplémentaires

Outre les coûts mentionnés ci-dessus, vous devez également prévoir des dépenses supplémentaires telles que le traitement de surface, les tolérances strictes et d’autres forfaits. Certaines finitions spéciales peuvent également entraîner des frais supplémentaires.

Stratégies pour réduire les coûts d’usinage CNC

Avant de démarrer un projet, le coût de la machine CNC est calculé. Lors de la fabrication des pièces par usinage CNC, il est important de minimiser les coûts d’usinage.

Il existe certaines exigences fixes du client qui ne peuvent pas être modifiées, mais il existe néanmoins différentes méthodes pour réduire le coût d’usinage comme suit :

1. Augmenter la production par lots

Plus vous produisez de pièces, moins le coût de l’usinage CNC sera élevé. Avant de lancer la production, planifiez votre planning afin de minimiser les temps d’arrêt et utilisez la programmation CNC pour faciliter la production en série. Si vous avez besoin de commandes répétées, faites appel à un Atelier d’usinage CNC qui offre des remises sur volume.

2. Soyez judicieux dans le choix des matériaux

Afin de réduire le coût du produit, une attention particulière doit être portée au choix des matériaux. Les matériaux dotés de bonnes propriétés mécaniques auront des coûts de transformation plus faibles. En tenant compte de la fonction du produit, vous devez choisir le meilleur matériau disponible et facile à transformer. Il existe une différence de prix entre le plastique et le métal. Bien entendu, vous pouvez suivre les besoins de votre projet et demander conseil à votre fabricant pour le choix des matériaux.

3. Utilisez le bon type de machine CNC

Pour obtenir les meilleurs résultats, il est conseillé d’utiliser une machine capable de traiter efficacement votre matériau et de produire des pièces de haute qualité. Par exemple, une machine 3 axes standard peut être économique, mais elle n’offre pas la polyvalence d’une machine 5 axes. Il existe différentes options. types de machines CNC qui peut facilement s’adapter à votre budget et à vos préférences.

4. Réduire le temps d’usinage et l’usure des outils

Plus une pièce reste longtemps sur une machine, plus le coût d’usinage risque d’être élevé. L’objectif est donc de réduire le temps d’usinage sans produire une pièce de qualité inférieure. Pour y parvenir, privilégiez la programmation CNC ; utilisez les bons outils et le tour est joué. Si possible, évitez les finitions de surface superflues.

5. Optimisation de la conception

Si certaines caractéristiques du produit n’affectent pas la fonctionnalité, la conception doit être optimisée pour éviter d’usiner ces caractéristiques, ce qui réduira le coût de production.

5.1 Tenir compte des tailles et des profils des trous

Lors de la fabrication de vos pièces CNC, assurez-vous que leurs caractéristiques (trous, contours, rainures, filetages, etc.) peuvent être réalisées avec les outils standards courants. Des tailles de trous et de filetages sur mesure nécessiteront des outils spéciaux, parfois coûteux. De nombreuses références sur les tailles standards utilisées dans l’usinage sont disponibles sur Internet.

5.2 Évitez les parois minces et les cavités profondes

Les pièces à parois minces et les cavités profondes sont très difficiles à usiner et sont généralement sujettes à des imprécisions dimensionnelles. Ces caractéristiques peuvent provoquer des vibrations et parfois même entraîner la mise au rebut de pièces.

5.3 Évitez d’exiger des tolérances très serrées

Les pièces aux tolérances plus strictes sont nettement plus difficiles à réaliser, ce qui les rend coûteuses. Ne contrôlez une dimension que si elle est essentielle à la fonctionnalité globale de la pièce. Un excellent conseil : concevez votre pièce avec un point de référence commun. Cela vous sera utile, ainsi qu’à l’opérateur. D’une part, vous minimiserez les contrôles dimensionnels nécessaires à la pièce, et d’autre part, l’opérateur réduira le temps d’inspection, ce qui réduira également les coûts.

5.4 Convertir une pièce d’une pièce compliquée en composants modulaires à la place

Lorsqu’une pièce devient trop complexe, il est conseillé de la scinder en plusieurs composants à assembler. Cela simplifie et simplifie grandement l’usinage. Cela réduit considérablement le temps de préparation, allège les opérations d’usinage et optimise le temps d’usinage. Il s’agit d’une stratégie couramment utilisée par les concepteurs pour favoriser la fabricabilité d’une pièce et réduire son coût de fabrication.

6. Envisagez l’externalisation de l’usinage CNC

Si vous êtes propriétaire d’une petite entreprise et que vous ne pouvez pas produire vous-même des pièces, Externalisation de l’usinage CNC Cela peut être une solution économique. Plusieurs ateliers d’usinage CNC disposent de l’équipement et de l’expertise nécessaires pour gérer votre production. Comparez les prix de différents fournisseurs pour obtenir le meilleur rapport qualité-prix.

Vous cherchez d’autres conseils pour réduire le coût de l’usinage CNC ? Regardez cette vidéo.

Coût de l’usinage CNC par rapport à celui de l’impression 3D

Lorsque nous évaluons les facteurs qui affectent le prix de l’usinage CNC, il est également important d’évaluer les autres options de fabrication disponibles. L’impression 3D est une technique fiable qui offre également des avantages uniques.

L’impression 3D diffère de la CNC car il s’agit d’une fabrication additive. Pour la production de plastique et de matériaux de moindre qualité, l’impression 3D est privilégiée. Cependant, lorsqu’une découpe précise est requise, l’usinage CNC est privilégié.

Pour une meilleure compréhension, nous évaluerons ces méthodes en fonction des éléments suivants :

Volume de production

Si vous recherchez une technique nécessitant une configuration minimale, des délais d’exécution plus courts et des coûts initiaux réduits, l’impression 3D est la meilleure option. Elle est très rentable pour les prototypes.

L’usinage CNC est également idéal pour les prototypes et les petites et moyennes productions. La principale différence réside dans les types d’outils utilisés et le coût de mise en place. Ces facteurs peuvent également déterminer le volume de production d’une machine et influencer le coût final.

Complexité et conception des pièces

L’impression 3D permet de réaliser facilement des conceptions complexes et élaborées qu’une machine CNC ne serait pas capable de réaliser. Elle permet de créer des pièces avec des treillis internes, des pièces d’assemblage et des formes organiques simples avec des surfaces de forme libre.

En revanche, l’usinage CNC utilise des matériaux spécifiques pour produire des pièces aux tolérances serrées. Grâce à ses outils spécialisés, il permet de produire des pièces de précision aux propriétés spécifiques et à la finition de surface lisse.

Sélection et coût des matériaux

Les matériaux les plus adaptés à l’impression 3D sont le plastique et certains métaux spécifiques ; le coût dépend du type et de la qualité de chaque matériau. Contrairement à d’autres techniques, l’impression 3D génère généralement moins de déchets.

L’usinage CNC est compatible avec une plus large gamme de matériaux, notamment les métaux et les plastiques. Malheureusement, les coûts des matériaux peuvent être plus élevés, car le procédé enlève de la matière lors de l’usinage, ce qui génère davantage de déchets. Vous pouvez réduire ces coûts en recyclant et en valorisant les matériaux.

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En adoptant les stratégies présentées ci-dessus, vous réaliserez certainement des économies sur l’usinage CNC. Que vous souhaitiez produire quelques pièces pour votre usage personnel ou créer votre entreprise avec les pièces finies, vous pouvez adopter ces stratégies pour réduire vos dépenses.

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FAQ

Quels matériaux sont les plus rentables pour l’usinage CNC ?

Les matériaux les plus économiques pour l’usinage CNC sont l’aluminium et certains plastiques comme l’acrylonitrile butadiène styrène (ABS) ou le POM (polyoxyméthylène). Ils sont en effet durables, légers et plus faciles à usiner.

Existe-t-il une différence de coût entre l’usinage CNC pour les prototypes expérimentaux et les pièces de production ?

Oui, il existe une différence de coût. L’usinage CNC pour prototypes est généralement plus coûteux, car le coût de la configuration, de la programmation et de l’outillage est réparti sur la petite série. En revanche, les pièces de production ont tendance à être moins chères, car leur coût unitaire est considérablement réduit.

La situation géographique influence-t-elle le prix de l’usinage CNC ?

Oui, des facteurs tels que les différences de coûts de main-d’œuvre, de disponibilité des matériaux et de frais généraux peuvent affecter le prix de l’usinage CNC dans différents endroits.

Combien coûtent généralement les machines CNC ?

Le type, la taille et les capacités de chaque machine CNC ont un impact direct sur son prix. Les fraiseuses et tours CNC d’entrée de gamme coûtent entre 5,000 10,000 et 5 200,000 dollars. Cependant, les machines CNC XNUMX axes avancées coûtent XNUMX XNUMX dollars ou plus, selon leurs spécifications.

Comment réduire efficacement les coûts d’usinage CNC ?

Le coût des opérations CNC peut être minimisé en optimisant la conception sans affecter la fonctionnalité complète du produit. Cela peut se faire en ajoutant un rayon aux arêtes verticales internes de la pièce, en limitant la profondeur des cavités, en augmentant l’épaisseur des parois, en limitant correctement la longueur des filetages, en optimisant les taraudages, en divisant les pièces complexes en pièces plus simples, en choisissant uniquement les finitions de surface essentielles et en minimisant le nombre de réglages machine.

Source : waykenrm le 18/04:2025.