La fabrication de CNC à faible taux de production est une technique appropriée pour développer des pièces de production précises et petites avec un niveau élevé de sophistication. Plus précisément, le faible volume vise la précision, la flexibilité et le profit économique différent de la production planifiée brute, ce qui transforme l'usinage à faible volume pour être utile dans la production prototype, les petits lots et les pièces spéciales.
Il utilise une technologie de contrôle numérique informatique de haute technologie intégrée aux méthodes et techniques de conception pour produire des pièces précises et complexes adaptées au projet. Les entreprises des industries médicales, automobiles et électroniques bénéficient énormément de cette approche, ce qui réduit les délais et réduit les gaspillements.
Dans ce guide, nous décrivons ce que signifie conduireUsinage CNC à faible volume, les avantages que ce type d'usinage offre et les industries auxquelles elle s'applique.
Avantages de l'usinage CNC à faible volume
L'usinage CNC à faible volume se distingue comme une solution pratique pour les entreprises visant à équilibrer la précision, la flexibilité et la rentabilité. Cette approche est particulièrement bénéfique pour les prototypes, les pièces personnalisées et les courtes séries de production où l'agilité est essentielle.
Flexibilité de production
L'usinage CNC avec un faible volume de production est très flexible par rapport à la fabrication d'un volume élevé et peut être utilisé pour la fabrication et le prototypage personnalisés. Cette approche permet aux entreprises defabricationen petits montants pour répondre à certains besoins des clients, pour une spécialité ou certaines utilisations. Cette flexibilité permet des changements relatifs dans la conception et, dans de nombreux cas, le processus de fabrication peut également être modifié avec une relative facilité.
Temps plus rapide pour commercialiser
Ensuite, certaines industries nécessitent une précision plus élevée où, par exemple, l'usinage CNC à faible volume permet un revirement plus rapide du prototype à la production si, par exemple, un dispositif médical ou un produit électronique doit être produit. Les avantages que les fabricants peuvent réaliser des opportunités comprennent une économie de temps, car le temps d'installation est très faible, la machinabilité du produit est élevée et la possibilité de tester un produit sur le marché est rapide.
Rangeant pour les courtes pistes
Par rapport à une autre approche plus conventionnelle qui utilise des outils et des moules créés avec des coûts initiaux élevés, l'usinage CNC n'a rien besoin de tout cela. Cela le rend très adapté aux courtes pistes car il n'y a presque pas de coûts de démarrage et bien sûr, pas de fardeau financier à supporter. Les organisations et les entreprises peuvent produire des produits dans de petits cycles de production nécessaires et ne pas surproduire, ayant ainsi de grands stocks de produits indésirables.
Haute précision et qualité
L'usinage conventionnel à un faible volume exploite une partie du contrôle numérique d'ordinateur très précis dans son exécution. Ceci est particulièrement important pour garantir la précision dans tous les aspects du produit pour répondre aux exigences de haute précision des conceptions et des tolérances. Le processus est utile pour les pièces qui nécessitent une précision significative; celles-ci incluentaérospatialet pièces automobiles.
Risque réduit dans le développement de produits
Le prototypage et les courtes productions dans l'usinage CNC à faible volume signifient qu'un propriétaire d'entreprise peut essayer des conceptions de la machine et effectuer les ajustements nécessaires avant la production à grande échelle. Cela élimine l'expérimentation inutile entraînant des erreurs coûteuses; Ainsi, aide à prendre les meilleures décisions, ce qui améliore les performances des produits sur le marché.
Considérations de conception clés pour l'usinage CNC à faible volume
La fabrication à court terme CNC est un processus de fabrication de nombres limités de composants très précis. Pour la fabrication de CNC à faible volume, les aspects suivants doivent être pris en considération lors de la conception d'efficacité, de coût et de qualité améliorée, les considérations sont les suivantes: telles que
Sélection des matériaux
Dans l'usinage CNC à faible volume, la sélection des matériaux joue un rôle important dans l'identification de la plus appropriée. Comme pour les autres propriétés, les matériaux sont sélectionnables en fonction de leur coût et de leur facilité d'usinage; L'aluminium, par exemple, a un MRR de 60-80% et est relativement bon marché par rapport à l'acier mais moins fort que ce dernier matériau. À de faibles niveaux, les options rentables permettent de réduire les déchets et le contrôle d'une plus grande variété de coûts de matériaux: l'utilisation de l'aluminium peut facilement réduire les coûts jusqu'à 30% contrairement à l'utilisation d'alliages haute performance.
Simplifier la géométrie du design
La réduction des géométries de conception jusqu'à leurs formes les plus simples peut grandement aider à réduire le temps d'usinage. Les micro-pièces qui contiennent des contre-dépouilles ou des géométries fermées sont difficiles à machine et à prendre plus de temps pourfabricationque des formes plus simples et peuvent donc être deux fois plus chères. L'application de géométries simples est plus facile à prototype et à machine, exigeant moins de temps et d'argent dans la fabrication de quelques pièces.
Optimisation des tolérances et finition de surface
Bien que les tolérances étroites soient cruciales et que très coûteuses soient nécessaires, tout aussi important est une apparence appropriée. Les tolérances étroitement définies (par exemple, ± {{0}}. 01mm) peuvent transformer le temps d'usinage autour de 40 tandis que les finitions de surface super lisses (par exemple RA 0,8) peuvent demander des outils coûteux. Ainsi, il est possible d'utiliser des tolérances un peu plus importantes (<0.1 mm) and average surfaces where it is not critical in terms of functionality, reducing the cost by 10 to 20%.
Assurer l'accessibilité pour les outils et les luminaires
Pour réduire les coûts, l'accès aux outils doit être pris en compte lors de la conception d'un système. Lorsque certaines zones de la pièce sont difficiles à allumer, des luminaires spéciaux peuvent être nécessaires, ce qui peut coûter 25% ou plus. Les parties d'un outil de coupe spécifiquement conçues pour une accessibilité rapide garantissent un temps plus explicite à enregistrer pour les modifications des outils, ce qui entraîne moins de temps consacré à la configuration et donc à augmenter la valeur du coût.
Conception pour le prototypage et l'itération
Le prototypage est un processus itératif, et donc la conception pour le prototypage implique la conception d'itération. Le prototypage rapide se fait mieux par l'usinage CNC à faible volume. Les prototypes sont censés être flexibles, pour permettre que des modifications rapides se produisent afin que les itérations soient plus rapides. Ils soulignent que la variabilité pourrait réduire de 30% PD [développement de produits], ainsi que permettre le perfectionnement des pièces utilisées, mais avant l'utilisation à haut volume nécessaire pour faire progresser la fabrication.
Comment optimiser les machines CNC pour une production à faible volume
La conception d'outils pour les machines CNC pour les faibles taux de production est bénéfique pour réduire les coûts et minimiser les déchets. Pour atteindre les objectifs mentionnés ci-dessus, les paramètres clés, les outils et les techniques assument une importance significative.
Définition des paramètres CNC de clé
Pour la production à faible volume, la vitesse de la broche, le taux d'alimentation et la profondeur de coupe sont des facteurs clés qui doivent être définis pour améliorer le temps de production. Ces paramètres doivent être ajustés pour rendre la machine le plus efficace tout en mâchant le moins d'outils et de pièces. Les économies d'échelle sont possibles grâce à la maximisation de l'utilisation d'une partie particulière; La vitesse de configuration aux modifications peut être bénéfique en fonction des caractéristiques de la partie donnée.
Sélection des bons outils pour l'usinage à faible volume
La sélection des bons outils est essentielle à la gestion des coûts. Ceci est quelque peu surprenant étant donné que les outils et les inserts standard sont généralement adéquats, et élimine ainsi le besoin d'outils spéciaux coûteux. Plus cher que l'acier à grande vitesse, les inserts en carbure sont des instruments rigides qui offrent une plus grande durabilité, en particulier lorsqu'ils sont appliqués sur les matériaux durs et augmentent les performances par outil.
Réduire le temps de configuration et d'usinage
En ce qui concerne la production à faible volume, il est très important de réduire le temps de configuration et d'usinage. L'éclairage et le placement de la machine peuvent réduire considérablement le temps de temps pris lors de la mise en place d'une zone de travail. Les machines avec des capacités ATC ainsi que les fonctions d'automatisation des machines CNC aident à réduire le nombre de fois où les outils doivent être modifiés à la main et donc le rendre plus productif.
Tirer parti de l'automatisation et des techniques avancées
Il existe des moyens assez simples, tels que l'automatisation et l'utilisation d'usinage à grande vitesse (HSM) et de fraisage multi-axes pour augmenter considérablement la productivité. HSM améliore le MRR ainsi que le broyage multi-axe réduit le nombre de processus requis pour les composants complexes. Ils signifient que la flexibilité, l'efficacité et la compétitivité peuvent être améliorées dans l'usinage CNC à faible volume.
Défis communs dans l'usinage CNC à faible volume
Bien que l'usinage CNC à faible volume présente de nombreux avantages, ce qui suit est les défis qui nécessitent un objectif particulier pour réussir.
Équilibrer les coûts avec la taille du lot
Peut-être que les considérations les plus critiques qu'ils présentent sont la meilleure façon de gérer les coûts contre la quantité dans le contexte de l'usinage CNC à faible volume. Les idées fausses de la fabrication moderne sur les courts métrages comprennent l'augmentation du coût par unité en raison de l'outillage, de la configuration et du matériel restant de la production. La sélection de la taille du lot droit pose un facteur clé dans l'effort pour minimiser les coûts par unité tout en s'assurant qu'un nombre raisonnable de pièces est produit.
Gérer efficacement les délais
Une autre des particularités de l'usinage CNC à faible volume est que les délais sont également raccourcis. Le délai est un produit de la configuration de la machine, de l'approvisionnement en matériaux et de la conception. Les gestionnaires doivent s'assurer qu'ils et leurs partenaires de fabrication se préparent à l'avance et développent des objectifs et des attentes spécifiques. Certains des moyens de lutter contre les délais comprennent l'obtention d'une conception allégée, d'avoir des matériaux et d'utiliser de bonnes méthodes de production.
Assurer la cohérence de la qualité dans les petites pistes
La cohérence de la qualité dans les petites séries peut être difficile car travailler avec des formes spéciales de petites pièces ou des niveaux de tolérance serrée peut être complexe. Les problèmes de synchronisation ou d'usure des outils peuvent provoquer des variations substantielles en façonnant l'aspect final du produit. Ainsi, pour avoir des contrôles à cette qualité, il faut une tentative d'utilisation des opérations standard, des contrôles de routine et de la normalisation de tous les opérateurs impliqués. Cela sera utile pour prévenir les variances entre les pièces d'une courte série de production.
Gestion des conceptions complexes en faible quantité
La gestion des conceptions compliquées dans les premières unités peut être un problème dans l'usinage CNC. Les machines CNC sont cependant capables de créer des conceptions complexes; Tous les niveaux élevés de géométrie peuvent exiger des outils uniques ou un temps d'usinage accru qui ne convient probablement pas à la fabrication à petite course. Dans de telles situations, il est possible de réduire la complexité des conceptions ou de trouver d'autres moyens d'effectuer la tâche à un prix inférieur et de conserver la qualité.
Une comparaison de l'usinage CNC à faible volume avec d'autres processus
L'usinage CNC avec un faible volume de production présente les avantages suivants par rapport aux autres méthodes de fabrication.
Usinage CNC à faible volume vs fabrication additive
Les principales limites de l'impression 3D sont ses utilisations pour le prototypage, les murs minces et les formes complexes, tandis que l'usinage CNC produit des résultats plus précis, a des surfaces plus lisses et une plus grande gamme de matériaux. Ils s'appliquent également à une faible run, où CNC s'avère offrir plus de temps et de rentabilité, en particulier lorsque vous travaillez des produits basés sur l'on métallique.
Quand utiliser le moulage par injection pour un faible volume
Il est très efficace lorsque de grandes pièces doivent être produites fréquemment, mais ne convient pas aux petites courses en raison du coût de l'outil. En faible quantité, l'usinage CNC semble être moins cher que le moulage par injection, mais le moulage par injection peut être plus approprié pour certains matériaux ou conceptions complexes qui seront utilisées en grande quantité.
CNC sur le processus conventionnel: les avantages et les inconvénients
CNC en tant qu'outil de fabrication dépasse les techniques traditionnelles en termes de vitesse, de précision et d'utilisation de l'automatisation. Cependant, il nécessite un niveau relativement faible d'intervention humaine et est capable de gérer les géométries complexes, donc communes dans des applications à faible volume et de renouvellement élevé.
Les entreprises qui récoltent de l'usinage CNC à faible volume
Les entreprises médicales, électroniques, automobile,aérospatialet les niches spécialisées se tournent vers l'usinage CNC à faible volume en raison de sa capacité précise et polyvalente à fournir des pièces personnalisées, prototypes et à court terme.
Les industries à faible volume bénéficient de l'usinage CNC
L'usinage CNC avec un faible volume de production est appliqué dans les industries qui anticipent les produits de fabrication avec précision, qualité et polyvalence.
Dispositifs et équipements médicaux
La fabrication de pièces à faible volume et de haute précision est idéale pour les dispositifs médicaux rendant l'utilisation de l'usinage CNC bénéfique pour l'industrie. CNC Machining offre le niveau de précision et de qualité nécessaire aux implants, aux outils spéciaux ou à tout autre élément utilisé dans les opérations.
Électronique et produit de consommation
Dans les industries de l'électronique et des biens de consommation, les applications de l'usinage CNC à faible volume sont généralement dans le prototypage et les pièces spéciales. Les faibles volumes de composants complexes sont typiques des applications dans des technologies comme les téléphones mobiles, la technologie portable et les appareils électroménagers.
Automobile etAérospatialPrototypage
Automobile etaérospatialLes industries reposent en particulier sur l'usinage CNC à faible volume dans la construction de pièces prototypes ainsi que des pièces de fabrication spécifiques à certaines conceptions ou à un modèle particulier. Ces industries nécessitent une grande précision et, en tant que fabrication à faible volume, l'usinage CNC permet d'expérimenter de nouveaux concepts, sans avoir besoin de volumes élevés.
Marchés de produits de niche et personnalisés
L'usinage CNC de service à faible volume est préféré lorsque le besoin d'usinage est pour une utilisation spécialisée et des exécutions relativement faibles. Il peut aller des bijoux, sur mesure pour répondre à un besoin ou à une exigence spécifique, à des pièces qui sont des objectifs spéciaux dans les industries qui incluent les arts et la mode.
Comment choisir le bon partenaire de fabrication
À cette époque électronique, il est souvent difficile de déterminer quel partenaire de fabrication à sélectionner.
Évaluer l'expertise dans l'usinage CNC de précision:Trouvez un fournisseur qui a de l'expérience dans la fabrication d'une partie élevée avec une tolérance stricte et des formes complexes.
Posez des questions clés avant de s'associer:En savoir plus sur l'entreprise en ce qui concerne ce qu'ils proposent, les outils qu'ils utilisent, combien de temps ils prennent pour réaliser des projets et s'ils ont déjà entrepris des projets similaires.
Assurer l'assurance qualité et les certifications:Demandez s'ils sont certifiés ISO 9001 afin que vous puissiez être certain qu'ils répondent aux normes les plus élevées et fournissent d'excellentes pièces.
Comprendre leurs capacités à faible volume:Sélectionnez un partenaire qui a des capacités de fabrication à faible volume qui sont capables d'améliorer la productivité globale, d'atténuer les coûts de délai et de s'assurer que les niveaux de qualité sont accordés.
Conseils pour gagner du temps et des coûts dans l'usinage CNC à faible volume
Par conséquent, vous pouvez adopter certaines façons qui vous aideront à minimiser le temps et le coût lors de l'usinage CNC à faible volume.
Simplifier la conception:Pièces standardisées maximales et articles spéciaux minimaux pour réduire le temps pour l'usinage et les coûts nécessaires des matériaux.
Optimiser l'utilisation du matériau:Réduisez la ferraille et contrôlez la consommation de matériaux pour réduire les dépenses inutiles.
Limiter la post-traitement: Une autre idée est de ne faire que le montant de post-traitement nécessaire pour économiser du temps et de l'argent.
Appliquer les principes DFM:Le processus doit impliquer la conception des pièces pour être plus facile sur le VSM en termes de façon dont ils sont usinés, serrés ou terminés pour réduire les coûts.
FAQ
Qu'est-ce que l'usinage CNC à faible volume?
L'usinage CNC à faible volume est la pratique de l'utilisation de machines CNC pour fabriquer peu de pièces. Il est utilisé principalement pour les courses de production unique ou courtes, pour le prototypage ou pour les pièces de fabrication qui devront modifier.
Quels sont ses avantages par rapport à la production à haut volume?
L'usinage CNC à l'échelle réduite donne la flexibilité en même temps des capacités de prototypage et de personnalisation. Il convient à la production de pièces en petit volume et n'impliquent pas un coût élevé de moules ou d'outils.
Comment se compare-t-il à l'impression 3D?
Alors que l'impression 3D est idéale pour les prototypes de production à grande échelle et petits, les pièces usinées CNC ont une plus grande précision et sont idéales dans les applications qui nécessitent une tolérance aux pièces élevées et des propriétés de matériaux supérieurs.