Dans le secteur de la fabrication sur mesure, près de 80 % des coûts d'usinage CNC sont déterminés dès la phase de conception initiale. De nombreux ingénieurs R&D intègrent, lors de la phase de dessin, des conceptions qui augmentent considérablement la complexité d'usinage sans pour autant impacter sensiblement la fonctionnalité de la pièce.
En tant qu'atelier d'usinage CNC de précision, nous sommes convaincus que la rentabilité commence dès la conception. Les 5 conseils pratiques suivants en matière de conception pour la fabrication (DFM) vous aideront à optimiser la conception de vos pièces, à rationaliser vos processus d'usinage CNC et à réaliser d'importantes économies.
1. Évitez les angles internes vifs
Facteur de coût : Les services d’usinage CNC utilisant des outils rotatifs cylindriques, il est géométriquement impossible de fraiser un angle interne parfait de 90°. Y parvenir nécessite des micro-outils, l’usinage par électroérosion (EDM) ou plusieurs avances lentes, autant de procédés qui augmentent les coûts d’usinage CNC.
Solution DFM : Toujours prévoir des rayons d’angle interne supérieurs au rayon de l’outil. Idéalement, le rayon d’angle interne devrait être au moins 1,3 fois supérieur au rayon de la fraise CNC cible.
2. Limiter la correspondance entre la profondeur de la cavité et les outils de coupe CNC.
Facteur de coût : Les cavités profondes nécessitent des fraises extra-longues. Cependant, ces outils longs sont sujets à la déformation et aux vibrations (broutement) lors de l’usinage CNC à grande vitesse. Pour maintenir des tolérances serrées, les avances doivent être considérablement réduites, ce qui allonge les cycles d’usinage CNC.
Solution DFM : La profondeur de toute cavité ou rainure ne doit pas dépasser quatre fois sa largeur/son diamètre. Si votre projet nécessite des cavités plus profondes, envisagez de décomposer le bloc complexe en deux sous-composants plus simples, assemblables par boulonnage ou soudage après usinage.
3. Spécifiez des tolérances strictes uniquement dans les cas critiques.
Facteur de coût : Des exigences de tolérance excessives représentent un coût caché majeur dans l’usinage CNC de précision. Standardiser les tolérances des dimensions non critiques à ±0,01 mm oblige l’atelier à ralentir la cadence, à effectuer fréquemment des contrôles sur machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) et à utiliser des outils de rectification de précision spécialisés. Cela augmente considérablement les taux de rebut et les coûts de production.
Solution de conception pour la fabrication (DFM) : Réservez les tolérances serrées aux zones d’assemblage critiques telles que les logements de roulements ou les goupilles de positionnement. Pour les finitions structurelles ou de surface, respectez les tolérances industrielles standard, telles que la norme ISO 2768-m, plus rapides et plus économiques à obtenir sur des tours ou des fraiseuses CNC standard.
4. Optimiser la profondeur du filetage des trous borgnes
Facteur de coût : On croit souvent, à tort, que des filets plus profonds offrent une meilleure adhérence. En réalité, les 3 ou 4 premiers filets supportent plus de 80 % de la charge. Concevoir des trous taraudés trop profonds complique l’évacuation des copeaux lors du taraudage CNC, augmentant considérablement le risque de rupture du taraud et d’endommagement de la pièce.
Solution DFM : Pour les matériaux standard, la longueur utile du filetage doit être limitée à 1,5 à 2 fois le diamètre nominal. Veillez à ce que les avant-trous non taraudés dépassent d’au moins 0,5 fois le filetage afin de garantir un dégagement suffisant pour l’outil de taraudage.
5. Réduire les temps de serrage des machines-outils
Facteur de coût : Chaque fois qu’une pièce doit être pivotée ou retournée pour usiner des caractéristiques sur différentes faces, un nouveau serrage manuel est nécessaire. Ces opérations de serrage répétées prennent du temps et peuvent engendrer des erreurs d’alignement, augmentant ainsi le coût final de l’usinage CNC.
Solution DFM : Alignez tous les éléments d’usinage (trous, rainures, fentes) sur une seule face, ou sur le moins de faces possible. Pour les géométries complexes, privilégiez les fournisseurs équipés de centres d’usinage multiaxes performants. Grâce aux centres d’usinage CNC 4 et 5 axes, l’usinage multifaces peut être réalisé en une seule opération de bridage, ce qui réduit considérablement les coûts d’usinage.
Pourquoi nous choisir comme partenaire pour votre prochain projet ?
Chez nous, la réduction des coûts est un processus collaboratif. Nous ne nous contentons pas d'exécuter vos plans ; nous les optimisons. Chaque demande de devis reçue par notre équipe fait l'objet d'une analyse DFM (Design for Manufacturing) complète pour l'usinage CNC. Si notre équipe d'ingénieurs identifie des modifications mineures permettant d'économiser 20 % sur les matières premières ou de réduire le temps d'usinage CNC de 30 %, nous vous proposerons ces solutions.
Prêt à optimiser votre prochaine production ? Envoyez vos fichiers STEP, IGS ou DXF à notre équipe dès aujourd’hui pour obtenir rapidement un devis compétitif d’usinage CNC et des conseils d’ingénierie professionnels !
