Calcul des coûts d'usinage CNC : un guide complet

L'usinage CNC est l'une des méthodes de production les plus efficaces pour l'usinage de haute précision. Cela est dû aux nombreux avantages associés à cette technique, tels qu'une qualité élevée, des délais d'exécution plus rapides, une grande précision dimensionnelle, une efficacité de production et bien d'autres encore. Parallèlement à cela, le coût de l'usinage CNC dépend également de nombreux facteurs. Plongeons donc dans les détails sur la façon de calculer l'usinage CNC et sur la façon de réduire les coûts avec un maximum d'avantages.

Qu'est-ce que l'usinage CNC et pourquoi le calcul des coûts est-il important ?

La machine CNC est une méthode de production automatisée qui utilise des machines à commande numérique par ordinateur (CNC). Elles façonnent avec précision des pièces à partir de blocs solides de métal, de plastique, de bois ou de composite pour créer des pièces complexes très détaillées. Le calcul des coûts est très important dans l'usinage CNC car il dépend de nombreux facteurs tels que la complexité de la conception, le choix des matériaux, le temps d'usinage et la quantité de pièces.

Qu'est-ce que la CNC ?

Machine CNC signifie « machine à commande numérique par ordinateur ». Un programme assisté par ordinateur contrôle le mouvement précis des outils de coupe pour créer des pièces à partir d'un processus d'enlèvement de matière avec une efficacité de production plus élevée. Les pièces sont produites avec une grande précision et ont une production constante de formes complexes sans erreur humaine.

Comprendre le calcul des coûts d'usinage CNC

Le coût d'usinage CNC est calculé en additionnant le coût de la matière première, les coûts des outils, le temps d'usinage, les procédures de post-traitement comme la finition, les frais généraux et la marge bénéficiaire au prix final par pièce.

L'importance d'un calcul précis des coûts d'usinage

Un coût d'usinage précis permet une tarification appropriée, une meilleure prise de décision pour la faisabilité du projet, l'optimisation des bénéfices, les appels d'offres compétitifs et le contrôle des coûts en donnant une compréhension claire des coûts des pièces usinées.

Pourquoi les pièces d’usinage CNC sont-elles si chères ?

Les pièces usinées CNC sont coûteuses en raison de l'utilisation de machines et d'outils spécialisés, d'une main-d'œuvre qualifiée et d'un personnel expérimenté pour gérer l'opération. Cela comprend également la complexité de la conception, le coût des matières premières et des procédures de finition supplémentaires qui ont un impact sur les coûts de fabrication globaux substantiels.

Sélection des matériaux et son impact sur le coût d'usinage

Le choix des matériaux a un impact direct sur le prix de la matière première, l'usinabilité ou le processus opérationnel comme la découpe ou le façonnage, les outils spécialisés et d'autres facteurs comme les matériaux plus durs qui nécessitent plus de temps ou l'usure des outils qui entraîne un coût global. Par conséquent, le choix des matériaux équilibre les coûts et les performances sont essentielles pour contrôler les coûts d'usinage.

Conception et complexité des pièces

La conception et la complexité des pièces sont des éléments clés du processus d'usinage CNC, car le délai d'exécution et le coût sont des facteurs majeurs. La complexité de la conception comprend une tolérance stricte, une géométrie complexe et de multiples caractéristiques de la pièce telles que la taille, le poids, l'épaisseur de la paroi, la courbure de la surface et la finition de la pièce.

Volume de production

La production en volume correspond au nombre de pièces qu'une machine CNC peut produire dans un délai donné. Elle est normalement mesurée en « pièces par heure ». Les facteurs de coût impliqués ici sont la complexité de la conception, le choix des matériaux, la capacité de production de la machine, de quelques dizaines de pièces/heure pour les conceptions complexes à des centaines pour les pièces plus simples.

Type de machine et prix de la machine CNC

Le type de machine joue un rôle important dans le prix des machines telles que le tour CNC, le fraisage CNC, la découpe laser, puis ses capacités de taille, ses fonctionnalités et ses modèles qui peuvent aller de milliers de dollars pour les modèles d'entrée de gamme à des centaines de milliers de dollars pour les fonctionnalités et modèles haut de gamme.

Les coûts de main-d'œuvre

Les coûts de main-d'œuvre correspondent essentiellement aux salaires versés aux machinistes CNC. Ils sont généralement calculés en taux horaire, ce qui peut représenter une grande partie du coût de la main-d'œuvre, puis ils incluent la complexité de la conception, le niveau de compétence du machiniste et le temps machine qui sont impliqués dans le coût de la main-d'œuvre.

Temps et temps de fonctionnement des machines

Le temps désigne le temps total nécessaire pour terminer un processus d'usinage. Il comprend le temps de réglage des machines, le temps d'exécution du programme machine, les changements d'outils, le temps de coupe et le temps de fonctionnement de la machine lorsque l'usinage de la pièce commence. Il n'inclut pas le temps de changement d'outil ni les pauses dans les opérations.

Finition de surface et procédés supplémentaires

Le processus de finition de surface dans l'usinage CNC consiste à utiliser le grenaillage, le revêtement par poudre, la galvanoplastie, l'anodisation ou le meulage pour améliorer la résistance à la corrosion, la résistance à l'usure et pour obtenir d'autres résultats souhaités. Il s'agit de processus avancés qui peuvent avoir un coût unitaire plus élevé.

Tarifs de l'atelier d'usinage

Ces tarifs peuvent varier en fonction du type de machine, de l'emplacement ou de la complexité de la conception. Cependant, ils varient généralement entre 30 et 100 dollars par heure pour une fraiseuse CNC 3 axes classique. Les machines multiaxes avancées peuvent coûter plus cher.

Comment calculer les coûts d'usinage CNC

Les points importants à prendre en compte lors du calcul du coût d'usinage CNC sont expliqués ci-dessous :

Combien coûte l'usinage CNC par heure ?

Le calcul du coût horaire de l'usinage CNC comprend le type de machine, la quantité, le choix du matériau, la complexité du projet et le processus de finition. Normalement, l'usinage CNC par heure peut varier entre 5 et 200 dollars par heure.

Explication des tarifs horaires des machines CNC

Le tarif horaire d'une machine CNC comprend le coût facturé par heure de fonctionnement de la machine, comme l'usinage de trous profonds ou l'usinage de parois minces, en fonction du type de machine (3 axes ou 5 axes), de la conception, du matériau et du niveau d'expertise requis. Les machines haut de gamme et les conceptions complexes ont des tarifs horaires plus élevés.

Comment calculer les coûts d'usinage CNC par heure

Pour calculer le coût horaire d'une machine CNC :

• Divisez l'estimation du coût total de possession d'une machine CNC par le nombre d'heures
• Le nombre d'heures est normalement calculé sur une année en tenant compte de facteurs tels que le prix d'achat de la machine, les coûts de maintenance, l'amortissement, les coûts de main-d'œuvre et les dépenses d'outillage.
• Le « taux horaire de la machine » est obtenu en divisant le coût total par le nombre total d'heures utilisables

Facteurs affectant les taux horaires

Plusieurs facteurs peuvent affecter le taux horaire d'usinage CNC

Coût des matériaux

L'estimation du coût des matières premières comprend le choix des matériaux tels que le métal, le plastique ou le bois. Par exemple, l'aluminium est moins cher que l'acier et le titane. Les matériaux hautes performances ont un coût de traitement plus élevé par unité de poids.

Coûts d'exploitation des machines CNC

L'analyse des coûts d'exploitation comprend le coût de la main-d'œuvre, des matières premières, de l'outillage, du temps d'usinage et de la complexité de la conception. Normalement, une machine à 3 axes peut coûter entre 25 et 50 £/heure et une machine à 5 axes entre 50 et 100 £/heure

Coûts de programmation et d'installation

Les coûts de programmation et de configuration incluent les capacités de la machine, le taux horaire, l'emplacement et le temps passé à concevoir la pièce, à configurer la machine, les outils et le montage et à effectuer la coupe d'essai initiale. Ils peuvent varier de 30 à 100 $ par heure pour une machine à 3 axes. Le coût augmente avec le changement de type de machine.

Coût des produits fabriqués

Il comprend le coût des matières premières, le coût de la main-d'œuvre et les coûts de fabrication supplémentaires tels que l'outillage, la configuration, les procédures de post-traitement, etc.

Contrôle de la qualité et inspections

Il comprend le coût du niveau d'exigences d'usinage de haute précision, la méthode d'inspection comme le calibrage manuel ou la MMT, les normes de qualité de l'atelier et la complexité de la pièce.

Utilisation des calculateurs de coûts d'usinage CNC

Le calculateur de coûts d'usinage CNC et les outils aident à calculer le coût total des pièces usinées avec la sélection des matériaux, la complexité des pièces, le temps d'usinage, les coûts d'outillage et les frais généraux.

Usinage CNC ou impression 3D : quelle est la solution la plus rentable ?

La machine CNC est plus adaptée à la production en grande série. Le coût unitaire de l'usinage CNC est inférieur à celui de l'impression 3D. L'impression 3D est constante en termes de coût par pièce, mais elle est plus adaptée au prototypage et aux petits volumes de production.

CNC vs. Impression 3D : comparaison des coûts par unité

L'usinage CNC devient plus rentable à mesure que le volume de production augmente. Le coût diminue avec la quantité de volume. L'impression 3D est indépendante du nombre ou de l'unité de volume. Il reste le même et constant pour n'importe quel volume

Quand choisir l'usinage CNC plutôt que l'impression 3D

Pour une production en grande série, choisissez l'usinage CNC. Pour le prototypage et la production en petite série, l'impression 3D est la meilleure solution.

Le coût de la découpe CNC par rapport à l'impression 3D pour les pièces complexes

L'impression 3D est plus adaptée aux pièces complexes car elle génère peu de gaspillage de matière. Mais elle ne convient qu'au prototypage ou aux petits volumes.

Réduire les coûts d'usinage CNC : meilleures pratiques et stratégies

Il existe quelques stratégies qui réduisent le coût d’usinage si elles sont utilisées correctement.

Optimisation de la conception pour des économies de coûts

L'optimisation de la conception pour la fabrication comprend l'utilisation de conceptions simples, la sélection appropriée des matériaux et la limitation du nombre de configurations de machines pouvant entraîner une réduction des coûts.

Choisir les bons matériaux

Le choix d'un matériau rentable en tenant compte de facteurs tels que l'usinabilité et l'application peut entraîner une réduction des coûts. Les matériaux appropriés sont l'aluminium, l'acier doux, le laiton, le cuivre et l'acier inoxydable ainsi que les plastiques ABS et POM

Minimiser les finitions de surface

Pour minimiser les finitions de surface afin de réaliser des économies de coûts dans l'usinage CNC,

• utiliser des valeurs de rugosité de surface standard,
• éviter les finitions inutiles,
• choisir des parcours d'outils appropriés
• et en sélectionnant des matériaux avec une bonne qualité de surface

Fraisage CNC vs. Tournage CNC vs. Fraisage et fraisage CNC

Le tournage CNC est plus rentable pour les pièces simples et cylindriques avec un temps d'usinage plus rapide. Le fraisage CNC est plus adapté aux géométries complexes et complexes

Production en série ou usinage personnalisé

La production en série est généralement plus économique. L'usinage personnalisé implique des coûts de configuration initiaux élevés et est plus adapté aux petits volumes de production ou aux prototypes.

Externalisation ou usinage CNC en interne

L'externalisation de l'usinage CNC est plus rentable car elle n'implique pas d'investissement initial important, de formation de la main-d'œuvre et de coûts de maintenance et ne nécessite de payer principalement que pour le service.

L'automatisation pour réduire les dépenses de l'entreprise

L'automatisation peut réduire les coûts globaux de l'entreprise en réduisant le travail manuel, en rationalisant les procédures et en améliorant l'efficacité. Il peut s'agir de l'automatisation de l'IA, de l'automatisation informatique, de l'automatisation des processus métier et de la gestion automatisée des stocks.

Calcul des coûts d'usinage CNC pour différentes applications

Pour connaître l'estimation des coûts d'usinage CNC pour différentes applications, tenez compte des facteurs suivants : type de matériau, type de machine, complexité de la pièce, quantité, besoins en outillage et opérations de finition. Il s'agit essentiellement du coût du matériau, du coût d'usinage et du coût de la main-d'œuvre.

Coût d'usinage CNC pour pièces automobiles

Les pièces automobiles ont des prix d'usinage considérablement plus élevés en raison de la conception des pièces haut de gamme, de la sélection des matériaux, du volume de production, de l'outillage spécialisé et des tolérances serrées, ce qui entraîne une augmentation du coût des pièces automobiles.

Coût de fraisage CNC vs. coût de tournage CNC

En règle générale, le coût d'exploitation du tournage CNC est inférieur à celui du fraisage CNC. En effet, il présente des opérations de machine simples, une cadence de production plus rapide et un faible coût initial par rapport au tour CNC, au fraisage CNC et à d'autres opérations telles que l'usinage de trous profonds ou l'usinage de parois minces pour des pièces similaires. Le réglage CNC offre un faible coût par unité.

Coûts d'usinage des petites et des grandes pièces

Les estimations des coûts d'usinage sont toujours plus élevées pour les pièces plus grandes en raison de l'utilisation élevée de matériaux, du temps d'usinage plus long et de l'outillage spécialisé pour gérer des dimensions plus grandes, ce qui entraîne un coût global par unité plus élevé que pour les petites pièces.

Utilisation du calcul des coûts de revient pour l'usinage CNC : comment cela peut vous aider à respecter votre budget

Le calcul des coûts des tâches permet de suivre et d'attribuer tous les coûts associés au coût spécifique d'une machine, aux matières premières, au coût de la main-d'œuvre, au coût de l'outillage, au temps de configuration et aux frais généraux.

Qu'est-ce que le coût du travail ?

Le calcul des coûts de revient consiste à calculer avec précision le coût total de production d'un lot en suivant toutes les dépenses associées. Il s'agit notamment du coût des matières premières, du coût de la main-d'œuvre, de l'outillage, du temps machine, de la main-d'œuvre, de l'outillage et de tous les frais généraux supplémentaires. Il permet une analyse précise des prix et des bénéfices pour un lot de production spécifique.

Comment appliquer le calcul des coûts de travail pour une estimation précise du prix d'une machine CNC

Le calcul des coûts de revient consiste à décomposer le coût total d'un projet d'usinage CNC en tâches plus petites, puis à ajouter une marge bénéficiaire au prix final. Cela nous permet de tenir compte des complexités spécifiques de chaque tâche et de chaque machine utilisée.

Calcul des coûts d'usinage pour pièces complexes

Pour obtenir l'analyse des coûts d'usinage CNC par unité pour les pièces multi-axes et personnalisées, tenez compte du coût de l'usinage, des heures de fonctionnement annuelles prévues, de la main-d'œuvre, du matériau, du temps de configuration, du temps de programmation, de l'outillage, de la complexité de la conception et des procédures de contrôle qualité, puis divisez le coût total par le temps d'usinage estimé/pièce.

Comment l'usinage CNC Tuofa peut vous aider à réduire vos coûts

Tuofa CNC Milling propose le meilleur service en Chine qui peut vous aider à réduire vos coûts d'usinage CNC en fournissant un usinage de haute précision et une efficacité de production plus élevée qui permet une utilisation optimisée des matériaux, une conception rationalisée pour la fabrication (DFM), une réduction des déchets de matériaux et la capacité de tirer parti des économies d'échelle grâce aux commandes groupées. Tout cela se traduira en fin de compte par une réduction des coûts pour votre coût par unité si vous obtenez les services de Tuofa CNC Milling.

Conclusion

L'analyse des coûts d'usinage CNC comprend la somme du coût des matières premières, du type de machine, du coût de la main-d'œuvre, du coût de l'outillage, du temps de préparation et de traitement de l'usinage, du processus de finition, de la procédure de contrôle qualité supplémentaire et de la marge bénéficiaire. Il s'agit essentiellement de la somme du coût des matériaux, du coût de la main-d'œuvre et du coût opérationnel comme l'usinage de trous profonds ou l'usinage de parois minces avec leur temps d'usinage. Le coût de l'usinage CNC peut être optimisé en choisissant une conception moins complexe, un volume de production élevé, une petite taille de pièce et en choisissant un matériau rentable.