Comment réduire les coûts d’usinage CNC grâce à l’optimisation de la conception ?

Pour les pièces fabriquées à l'aide Usinage CNC, il est essentiel de prendre en compte les caractéristiques des processus CNC lors de la phase de conception. Cela permet de garantir que tout en maintenant l'efficacité et la qualité de l'usinage, vous visez également à minimiser les coûts d'usinage. Voici quelques stratégies d'optimisation de conception universellement applicables :

1. Réduire les exigences de tolérance de précision pour les pièces

Les exigences de précision accrues pour les pièces entraînent des exigences accrues en matière d'équipements et de coordination des processus, ce qui entraîne une augmentation exponentielle des coûts d'usinage.

Suggestions d'optimisation DFM :

√ Pour les pièces d'assemblage, réduisez les exigences de tolérance grâce à une conception excédentaire et à des relations d'assemblage simplifiées.

√ Remplacez les ajustements plats à plats par des alternatives de type point-ligne ou point-plan pour répondre aux conceptions à tolérance inférieure.

√ Évitez les notations de tolérance élevées pour les pièces ayant une faible précision et des exigences de surface.

√ Si aucune surface d’usinage n’est requise, ne la concevez pas comme surface d’usinage.

2. Épaisseur de paroi des pièces

L'utilisation de l'usinage CNC pour créer des pièces métalliques avec des épaisseurs de paroi inférieures à 0.5 mm ou des pièces en plastique avec des épaisseurs de paroi inférieures à 1.0 mm nécessite souvent des montages personnalisés ou l'utilisation d'équipements plus précis comme des centres de fraisage-tournage CNC, ce qui augmente considérablement les coûts de main-d'œuvre et de remplacement.

Suggestions d'optimisation DFM :

√ Pour les pièces métalliques, maintenir une épaisseur de paroi supérieure à 0.5 mm.

√ Pour les pièces en plastique, maintenez une épaisseur de paroi supérieure à 1.0 mm.

√ Augmentez l’épaisseur des parois autant que possible et évitez de concevoir des trous dans des parois minces, sauf si nécessaire.

3. Réduire la surface usinée des pièces

Lorsque les pièces nécessitent une planéité élevée (parallélisme) sur toute la surface, envisagez d'optimiser la conception en réduisant la zone usinée, atteignant ainsi les objectifs de réduction des coûts.

Suggestions d'optimisation DFM :

√ Conception originale : Nécessite de faire face à toute la surface inférieure de la pièce.

√ Conception optimisée : nécessite de faire face uniquement aux quatre saillies, réduisant ainsi efficacement la zone d'usinage de 75 %.

4. Remplacez les bords extérieurs des pièces par des chanfreins en C au lieu de chanfreins en R

Si les pièces ont des bords extérieurs arrondis, elles peuvent nécessiter des opérations secondaires avec des outils de chanfreinage (augmentant les coûts de main-d'œuvre) et des temps de parcours d'outil unitaire plus longs par rapport aux chanfreins.

5. Fournir des excédents d'arrondi aux coins internes des pièces

Pour les pièces à structures encastrées, il est conseillé de prévoir des surplus arrondis aux angles internes, avec un rayon correspondant directement à l'outil de fraisage.

Dans la conception originale (avant optimisation), l'absence de marges d'arrondi excédentaires nécessitait un usinage EDM coûteux au lieu d'une opération de fraisage en une seule passe.

6. Gardez le rapport profondeur/largeur en dessous de 3:1

Évitez les zones de fraisage trop profondes. Lors de la conception des pièces, maintenez un rapport profondeur/largeur inférieur à 3:1 pour éviter toute rupture potentielle de l'outil due à une longueur de coupe prolongée, ce qui pourrait entraîner des coûts cachés.

Ces stratégies d’optimisation de la conception, ancrées dans les principes de conception pour la fabricabilité (DFM), peuvent réduire considérablement les coûts d’usinage CNC tout en maintenant la qualité du produit et l’efficacité de la production.

En définitive, l'optimisation de la conception des pièces usinées CNC est essentielle pour garantir la rentabilité sans compromettre la qualité. En tenant compte de facteurs tels que les exigences de tolérance de précision, l'épaisseur des parois, la surface usinée, les profils d'arêtes, les congés d'angle et les rapports d'aspect, les fabricants de pièces usinées CNC peuvent réduire les coûts d'usinage tout en respectant les spécifications requises. Les principes de conception pour la fabrication (DFM) jouent un rôle clé dans la réalisation de ces économies sur les projets d'usinage CNC.