Dans le secteur manufacturier, plusieurs pratiques sont suivies pour produire des pièces. Une approche traditionnelle consiste à produire en masse des pièces pour réduire le coût par unité. Cependant, cela n'est pas réalisable pour les projets de prototypage et les petites entreprises ; c'est là qu'intervient le rôle de Usinage CNC de petite taille stratégie. Elle se concentre sur la création de quelques prototypes ou d'un petit lot de produits pour lancer des opérations ou tester le marché.
Cet article met en évidence les avantages et les applications de l'usinage CNC en petites séries. Il explique également les meilleures pratiques de conception pour l'usinage en petites séries et comment vous pouvez choisir le meilleur prestataire de services.
Qu'est-ce que l'usinage CNC à faible volume ?
Usinage CNC à faible volume est une approche stratégique conçue pour fabriquer une quantité faible à modérée d'articles, généralement comprise entre 10 et 10,000 XNUMX piècess, bien que cette fourchette puisse varier considérablement selon les fabricants. Pour certains, un faible volume signifie produire de 100 à 1,000 XNUMX unités, tandis que d'autres peuvent considérer que plusieurs milliers d'unités constituent un faible volume.
Comme pour la production de masse, l'objectif est ici de produire des pièces à des prix compétitifs. Cependant, l'échelle de production est plus contrôlée, ce qui permet une plus grande flexibilité, des délais d'exécution rapides et un investissement minimal.
Avantages de l'usinage CNC en faible volume
L'usinage CNC en petites séries est populaire en raison de ses nombreux avantages. Voici une liste détaillée des avantages qu'il apporte aux propriétaires de produits et aux fabricants :
Fabrication rentable pour les petites séries
Il est vrai que le coût unitaire diminue dans la production à grande échelle. Cependant, le coût de mise en place (outillage et équipement) pour cette échelle s'élève à des milliers de dollars. Lorsqu'une production en petite série est envisagée, seules quelques machines CNC suffisent à usiner les pièces.
La production d'un tel inventaire nécessite un investissement important et représente un risque financier pour les petites entreprises. Ainsi, dans la perspective des nouvelles entreprises, la production en faible volume est une option rentable.
Haute précision et cohérence dans les pièces personnalisées
Avec des quantités plus petites, il est possible d'accorder plus d'attention à chaque pièce, en s'assurant qu'elles répondent exactement aux spécifications. Par exemple, les composants aéronautiques qui nécessitent une précision et une inspection critique sont souvent fabriqués en petites quantités.
En ce qui concerne la cohérence des pièces usinées, étant donné qu'elles sont fabriquées par un système de commande numérique par ordinateur (CNC) programmé, les conceptions sont reproduites avec la plus grande précision et exactitude.
Temps de mise sur le marché réduit
Dans l'usinage CNC en faible volume, les fabricants n'ont pas besoin d'attendre que les séries complètes soient terminées. Au lieu de cela, des lots plus petits peuvent être produits rapidement ; ils peuvent les tester, apporter des modifications lors du lancement du test et revenir en meilleure position. Ainsi, l'utilisation de pièces usinées CNC en faible volume leur permet d'évoluer rapidement et de pénétrer le marché.
Flexibilité de fabrication et de conception
Avec des lots plus petits, il est plus facile de modifier les conceptions entre les séries sans conséquences financières importantes. Par exemple, une entreprise automobile peut tester différentes géométries d'un composant en petites séries pour déterminer la meilleure conception avant de s'engager dans une production en grande série.
De plus, dans les séries de production en faible volume, les fabricants ont la possibilité de tester et d'affiner le flux de travail de fabrication, c'est-à-dire de déterminer le processus d'usinage et le meilleur ordre de fonctionnement.
Risque d'inventaire réduit
Les petits volumes sont davantage une approche d'usinage CNC à la demande, où la production s'aligne étroitement sur la demande réelle plutôt que sur la prévision de grandes quantités. Au lieu de fabriquer des milliers d'unités en prévision de la demande, vous pouvez produire de petits lots selon vos besoins.
Avec des stocks réduits et des risques financiers nettement moindres, les entreprises peuvent s’adapter rapidement aux tendances du marché ou changer de conception sans avoir à supporter le fardeau de produits en surstock.
Lorsque vous avez besoin d'un usinage CNC à faible volume
L'usinage CNC à faible volume est une approche pour les nouvelles entreprises en phase de prototypage ou qui ont besoin de petites séries de pièces personnalisées. Voici quelques cas d'utilisation pratiques pour la fabrication de pièces usinées CNC à faible volume :
Idéal pour le prototypage et les tests de produits
Lors du développement d'un nouveau produit, le prototypage est nécessaire pour tester la fonctionnalité et la conception des pièces. Par exemple, les chercheurs en produits médicaux peuvent demander un lot de quelques instruments chirurgicaux et les distribuer au sein de la communauté pour les tester avant de les commercialiser.
Pièces sur mesure pour industries spécialisées
Les constructeurs automobiles ont souvent besoin d'un lot de produits personnalisés pour des applications spécifiques. Par exemple, un constructeur automobile peut commander une série limitée de collecteurs d'admission conçus sur mesure pour un modèle de véhicule hautes performances.
Pour les startups et les petites entreprises
Si vous êtes une petite entreprise qui cible des publics de niche, vous avez souvent besoin d'une quantité limitée d'articles. Vous pouvez créer un petit nombre de produits ; environ 50 à 100 unités suffisent pour connaître la demande du marché et améliorer les produits par la suite.
Résilience de la chaîne d'approvisionnement
La résilience de la chaîne d'approvisionnement est la capacité d'une chaîne d'approvisionnement à se préparer, à réagir et à se rétablir des perturbations inattendues. Avec une production en faible volume, les entreprises peuvent mieux gérer et faire face aux perturbations soudaines du marché, avec des coûts financiers moindres.
Avantage d'évolutivité pour les ateliers d'usinage CNC
Si les petites séries atteignent les performances souhaitées ou indiquent de bons résultats lors des premiers tests sur le marché, les ateliers d'usinage CNC à faible volume peuvent facilement augmenter la production en peu de temps. De plus, les coûts d'outillage et les frais généraux pour les lots suivants seront réduits.
Ces ateliers d'usinage CNC de haute précision peuvent également produire des pièces en petites séries pour tester la précision et la cohérence. Cela permet d'optimiser l'outillage et les variables de configuration pour une précision d'usinage maximale.
Conseils pour réduire les coûts de fabrication CNC en faible volume
L’objectif de la CNC à faible volume est en grande partie de maintenir les coûts gérables tant pour les entreprises que pour les fabricants.
Les pratiques suivantes peuvent vous aider à gérer votre approche :
Optimiser la conception pour la fabricabilité (DFM)
Pour optimiser la conception du point de vue de la fabrication, le conseil de base est de s'en tenir à des dimensions et des géométries standard. Par exemple, évitez de concevoir des trous plus profonds que six fois leur diamètre, car cela complique l'évacuation des copeaux et nécessite un outillage coûteux. Évitez toute fonction non critique ou complexité inutile pour rendre le processus d'usinage plus simple et plus rentable.
Utiliser des outils et des accessoires standards
Évitez d'utiliser des outils et des montages personnalisés, sauf si cela est absolument nécessaire. Utilisez plutôt des outils standard, car ils sont facilement disponibles et moins coûteux. Les outils standard prennent moins de temps à installer et sont compatibles avec plusieurs machines. Par exemple, vous pouvez utiliser des systèmes de montage modulaires et des fraises CNC standard.
Choisissez des matériaux rentables
Le choix des matériaux doit toujours être basé sur l'application, mais le coût et l'usinabilité sont des facteurs critiques. Les matériaux plus tendres comme l'aluminium ou les plastiques sont plus faciles et moins chers à usiner que les matériaux plus durs comme le titane. Si vous finissez par sélectionner les mauvais matériaux, ils peuvent considérablement augmenter les coûts et rendre l'usinage plus difficile.
Limiter les opérations secondaires
Les opérations secondaires, telles que le polissage, l'anodisation ou la gravure, ajoutent du temps et des dépenses supplémentaires au processus. À moins qu'elles ne soient absolument nécessaires pour la fonctionnalité ou l'apparence, ces étapes doivent être réduites au minimum.
Tirer parti de l'usinage en plusieurs parties
L'usinage en plusieurs parties consiste à usiner plusieurs composants à partir de la même configuration. Cette technique réduit les temps de changement et augmente l'efficacité. Par exemple, si vous produisez plusieurs supports identiques, vous devez concevoir une stratégie ou un mécanisme qui vous permet de couper plusieurs éléments à partir d'un seul bloc de matériau.
Lot de pièces similaires
Si l'usinage en petite série permet la personnalisation, les coûts sont optimisés lors de la production d'un lot de pièces similaires. Des pièces différentes nécessitent des configurations, des outils et des programmes distincts, ce qui augmente les coûts individuels.
Évitez les tolérances trop strictes
Des tolérances strictes sont parfois essentielles, mais elles sont coûteuses du point de vue de la fabrication. Pour obtenir des tolérances précises, vous devrez peut-être réduire les vitesses d'usinage, recourir à des outils spécialisés et effectuer des contrôles de qualité fréquents.
Usinage CNC en petite série ou en grande série
La différence entre production de masse et production en petite série est un sujet très débattu dans l'industrie. Les gens sont souvent curieux de savoir en quoi elles diffèrent dans le grand schéma des choses.
Échelle de production
L'usinage CNC à faible volume est destiné à un petit lot, probablement de 10 à 1,000 10,000 ou peut-être XNUMX XNUMX. En revanche, la production par usinage CNC à haut volume implique la fabrication de dizaines de milliers, voire de millions de pièces.
Outillage et configuration
La production à grande échelle nécessite un outillage coûteux, des configurations automatisées et une main-d'œuvre supplémentaire pour gérer de gros volumes. Elle exige également plus d'espace de stockage pour stocker les produits finis. En revanche, la production à faible volume peut démarrer avec quelques machines CNC et un outillage minimal.
Délai De Mise En Œuvre
Le délai de production désigne le temps total écoulé entre le début de la production et la livraison du produit final. L'usinage en petite série réduit les délais de production : ils peuvent aller de quelques jours à quelques semaines, selon la complexité. Pour les articles fabriqués en série, les délais de production sont généralement plus longs, s'étalant sur plusieurs semaines, voire plusieurs mois.
Coût par pièce
Le temps de préparation et le coût initial de la production en série sont plus élevés en raison de l'outillage et de l'équipement. Le coût par pièce diminue à mesure que le volume de production augmente. Dans le cas d'une production en faible volume, le coût par pièce reste plus élevé car il est réparti sur un nombre réduit d'unités.
Flexibilité de personnalisation
La production en faible volume permet une personnalisation et une micro-gestion plus faciles des pièces individuelles, ce qui la rend idéale pour les projets spécialisés. Dans le cas d'une production en grande série, la personnalisation est moins réalisable car elle perturbe l'uniformité du processus.
Autres procédés de fabrication à faible volume
Outre l'usinage CNC, il existe quelques autres procédés de fabrication populaires pour la production en petites séries.
Moulage par injection à faible volume
Le moulage par injection fabrique des pièces en injectant de la matière fondue dans un moule. Le procédé est principalement utilisé pour les produits en plastique, bien que les métaux puissent également fonctionner. De petits lots d'articles tels que des boîtiers, des capuchons, des boîtiers personnalisés ou des prototypes fonctionnels sont fabriqués par moulage par injection.
Impression 3D à faible volume
Impression 3D Il s'agit d'un procédé de fabrication additive qui permet de créer des pièces couche par couche à l'aide de matériaux tels que le plastique, la résine ou le métal. Cette méthode est idéale pour réaliser des prototypes ou des géométries complexes qui seraient difficiles à réaliser avec les méthodes d'usinage traditionnelles.
Choisir un fournisseur de services d'usinage CNC à faible volume
Avant de choisir un fournisseur de services CNC à faible volume, nous vous recommandons de garder à l'esprit tous ces facteurs :
Éducation
La qualité peut être évaluée selon plusieurs critères. L'une des méthodes consiste à consulter les témoignages et les études de cas de leurs projets précédents. L'autre méthode consiste à examiner les niveaux de précision et de tolérance qu'ils prétendent offrir. Vous pouvez également demander des échantillons de pièces pour vérifier si leur travail répond à vos spécifications.
Délai De Mise En Œuvre
Demandez au prestataire de vous indiquer le délai d'exécution et assurez-vous qu'il correspond au calendrier de votre projet. Il est conseillé de demander des devis à plusieurs prestataires de services pour comparer leurs délais et déterminer ensuite celui qui convient le mieux à votre emploi du temps.
Prix
Demandez des estimations de coûts pour différentes tailles de lots pour voir comment les prix évoluent avec le volume. Vérifiez si le coût unitaire diminue lorsque vous commandez des quantités plus importantes. Comparez les devis de différents fournisseurs pour avoir une idée précise des tarifs du marché.
Certifications et normes de l'industrie
Assurez-vous que le fournisseur respecte les certifications et normes sectorielles pertinentes. Par exemple, ISO 9001 assure des processus de gestion de la qualité, tout en ISO 14001 se concentre sur les systèmes de gestion environnementale.
Choisissez les services d'usinage CNC RapidDirect
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FAQ - Foire Aux Questions
La définition d'un faible volume varie selon les fabricants. Certains le classent en 1 à 100 pièces, tandis que d'autres étendent la gamme jusqu'à 1,000 10,000. En général, toute quantité inférieure à XNUMX XNUMX est considérée comme un petit lot adapté à l'usinage CNC en faible volume.
Le délai dépend de la quantité et de la complexité des pièces dont vous avez besoin. Pour un seul produit, des prestataires de services comme RapidDirect proposent des délais de réalisation aussi courts qu'un jour. En moyenne, cependant, les travaux CNC à faible volume prennent quelques semaines à réaliser.
Pour le choix des matériaux, la priorité doit être donnée aux applications souhaitées, puis à l'usinabilité. À cet égard, les meilleurs matériaux pour l'usinage CNC en faible volume comprennent l'acier inoxydable, l'aluminium, le laiton, le cuivre, l'acrylique, l'ABS, le PVC et le PEEK.
Avec les services d'usinage CNC, en particulier ceux disponibles chez RapidDirect, vous pouvez atteindre des tolérances aussi basses que 0.0001 pouce.
