Le prix de l'usinage CNC 5 axes est une préoccupation majeure pour les ingénieurs et les équipes d'achat qui travaillent avec des composants complexes et de haute précision. Si l'usinage 5 axes offre une flexibilité et une précision inégalées, il implique également des coûts d'équipement, de programmation et d'exploitation plus élevés que les méthodes d'usinage traditionnelles.
Cet article explique ce qui motive Usinage 5 axes le prix, les fourchettes de coûts typiques, la façon de réduire le coût de l'usinage cinq axes et la façon de combiner l'usinage cinq axes avec l'usinage cinq axes. Usinage à 3 axes et l'électroérosion peuvent améliorer de manière significative le rapport coût-efficacité.
Qu'est-ce qui détermine le prix de l'usinage CNC 5 axes ?
Le prix de l'usinage 5 axes est influencé par de multiples facteurs techniques et opérationnels plutôt que par un taux unique. La compréhension de ces éléments permet d'évaluer si l'usinage 5 axes est justifié pour une pièce donnée.
Les principaux contributeurs au prix de l'usinage 5 axes sont les suivants :
- Taux horaire de la machine
- CAM complexité de la programmation
- Nombre d'installations et de montages
- Type de matériau et taux d'enlèvement
- Tolérance et finition de la surface exigences
- Géométrie des pièces et accessibilité
Comme les machines à cinq axes intègrent plusieurs mouvements simultanément, le prix de l'usinage CNC à 5 axes reflète à la fois la capacité et l'efficacité.
Gammes de prix typiques pour l'usinage CNC à 5 axes
Bien que les prix varient selon les régions et les fournisseurs, les prix de l'usinage 5 axes se situent généralement dans les fourchettes suivantes :
- Taux horaire de la machine : $90-180 par heure
- Pièces du prototype : $250-800 par pièce
- Composants très complexes : $800-2 000+ par pièce
Par rapport à l'usinage à 3 axes, le prix de l'usinage CNC à 5 axes est plus élevé par heure, mais souvent moins élevé par pièce finie lorsque les réglages multiples sont éliminés.
Pourquoi le prix de l'usinage CNC 5 axes est-il plus élevé que celui de l'usinage 3 axes ?
Le prix de l'usinage CNC à 5 axes est supérieur à celui de l'usinage à 3 axes pour les raisons suivantes :
- Coût d'investissement plus élevé pour les machines à cinq axes
- Logiciel de FAO plus avancé et temps de programmation
- Exigences relatives aux opérateurs qualifiés
- Augmentation des besoins en matière de maintenance et d'étalonnage
Toutefois, le prix de l'usinage 5 axes doit être évalué en fonction des éléments suivants coût total de fabricationet pas seulement des taux horaires.
Comment l'usinage CNC 5 axes réduit le coût total
Bien que le prix horaire de l'usinage CNC 5 axes soit plus élevé, le coût de production global peut être inférieur.
Moins d'installations
L'usinage à cinq axes permet souvent de terminer une pièce en un seul réglage, ce qui réduit les coûts de main-d'œuvre et d'outillage.
Longueurs d'outils plus courtes
Un meilleur engagement de l'outil augmente l'efficacité de la coupe et la durée de vie de l'outil.
Réduction des reprises
Une meilleure précision permet de réduire les taux de rebut et les efforts d'inspection.
Si l'on tient compte de ces avantages, le prix de l'usinage 5 axes peut se justifier économiquement pour les pièces complexes.
Comment réduire le prix de l'usinage CNC à 5 axes
Pour réduire le prix de l'usinage CNC 5 axes, il faut planifier stratégiquement les processus plutôt que de sacrifier la qualité.
Utiliser l'usinage 3 axes pour l'ébauche
Impact sur les coûts : Réduction 15-30%
- Effectuer l'enlèvement de matériaux en vrac sur des machines à 3 axes
- Réserve d'usinage CNC à 5 axes pour les finitions complexes
Cette approche hybride permet de réduire considérablement le prix de l'usinage 5 axes en minimisant les temps d'usinage coûteux.
Optimiser l'orientation des pièces
Impact sur les coûts : Réduction 10-20%
- Concevoir des pièces permettant un meilleur accès à l'outil
- Éviter les contre-dépouilles inutiles
- Réduire les angles d'inclinaison extrêmes
L'amélioration de l'accessibilité réduit le temps d'usinage et abaisse le prix de l'usinage CNC à 5 axes.
Assouplir les tolérances non critiques
Impact sur les coûts : 10-25% réduction
- Les tolérances serrées augmentent la durée du cycle et l'effort d'inspection
- N'appliquer la précision que là où elle est nécessaire sur le plan fonctionnel
L'optimisation des tolérances a une incidence directe sur le prix de l'usinage CNC à 5 axes.
Réduire la complexité de la programmation de la FAO
Impact sur les coûts : Réduction 5-15%
- Simplifier les transitions de surface
- Éviter les fonctions redondantes
- Utiliser des parcours d'outils standardisés
Une programmation efficace réduit à la fois le temps de préparation et le prix de l'usinage CNC 5 axes.
Combinaison de l'usinage CNC à 5 axes et de l'électroérosion
L'usinage par décharge électrique (EDM) est fréquemment utilisé pour compléter l'usinage à cinq axes.
Pourquoi l'électroérosion réduit-elle le coût global ?
- L'usinage CNC 5 axes gère efficacement la géométrie extérieure
- EDM produit des angles internes aigus et des cavités profondes
- Élimine le basculement excessif de l'outil sur cinq axes
En attribuant des caractéristiques internes complexes à l'électroérosion, les fabricants peuvent réduire le prix de l'usinage CNC 5 axes et l'usure des outils.
Exemple pratique d'optimisation des coûts
Un boîtier de type turbine nécessitait des surfaces complexes à angles multiples et des angles vifs internes. Le traitement initial reposait entièrement sur l'usinage à cinq axes, ce qui a entraîné un prix élevé pour l'usinage CNC à cinq axes.
Après optimisation :
- L'ébauche passe à l'usinage 3 axes
- Surfaces extérieures usinées en cinq axes
- Angles internes réalisés par électroérosion à fil
Le processus révisé a permis de réduire le prix de l'usinage CNC à 5 axes de 32% tout en améliorant la cohérence dimensionnelle.
Quand l'usinage CNC 5 axes en vaut la peine
Le prix de l'usinage CNC 5 axes est justifié lorsque des pièces sont nécessaires :
- Usinage multi-faces avec une grande précision de positionnement
- Surfaces complexes de forme libre
- Réduction de l'installation et de la fixation
- Grande régularité de l'état de surface
Pour les pièces prismatiques simples, l'usinage à trois axes reste plus rentable.
Choisir la bonne stratégie d'usinage
La sélection du processus optimal est essentielle pour contrôler le prix de l'usinage CNC à 5 axes.
Meilleure stratégie
- Usinage à 3 axes pour l'ébauche et les caractéristiques de base
- Usinage CNC 5 axes pour les finitions complexes
- EDM pour une géométrie interne précise
Cette approche intégrée permet d'équilibrer la précision, la rapidité et le coût.
Conclusion
Le prix de l'usinage CNC 5 axes est plus élevé que celui de l'usinage conventionnel, mais il offre une précision et une efficacité exceptionnelles pour les pièces complexes. En combinant l'usinage 5 axes avec l'usinage 3 axes et l'électroérosion, en simplifiant la conception des pièces et en optimisant les stratégies de programmation, les fabricants peuvent réduire considérablement le coût total de production.
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