Dans la fabrication moderne, le temps d'usinage CNC joue un rôle essentiel dans la détermination des coûts de production, des délais de livraison et de la capacité globale de l'usine. Que ce soit pour prototypes ou la production de masse, le temps d'usinage a une incidence directe sur le devis, la programmation et la compétitivité. Il est essentiel pour les fabricants et les acheteurs de comprendre comment le temps d'usinage CNC est composé et comment il peut être optimisé.
Qu'est-ce que le temps d'usinage CNC ?
Le temps d'usinage CNC n'est pas un chiffre simple et unique, mais une combinaison de plusieurs éléments de temps sur l'ensemble du processus de production. Pour le comprendre et le contrôler, nous devons d'abord définir clairement ce qui est inclus dans le temps d'usinage et pourquoi il s'agit d'une mesure de fabrication si importante.
Temps de coupe et temps de non coupe
Le temps d'usinage CNC n'est pas seulement le temps pendant lequel l'outil coupe le matériau. Il comprend également le temps hors coupe, tel que les changements d'outils, les mouvements de la machine, le palpage et le positionnement. Dans de nombreux cas réels de production, le temps hors coupe peut représenter de 20 à 40% de la durée totale du cycle.
Temps de mise en place et de préparation
Le temps de préparation comprend l'installation du dispositif, l'alignement de la pièce et le réglage du point zéro. Le temps de préparation comprend le chargement du programme et les essais. Bien qu'ils ne fassent pas partie de l'usinage proprement dit, ils affectent fortement l'efficacité totale de la production, en particulier pour les petites séries.
Pourquoi le temps d'usinage est une mesure clé de la fabrication
Le temps d'usinage détermine directement l'utilisation des machines, la planification de la production et les coûts de fabrication. C'est l'un des paramètres les plus importants de la gestion de la production interne et de l'offre aux clients externes.
Principaux facteurs influençant le temps d'usinage CNC
De nombreux facteurs techniques et organisationnels différents influencent simultanément le temps d'usinage CNC. Ce n'est qu'en comprenant systématiquement ces facteurs que nous pouvons identifier où se trouve le véritable potentiel d'optimisation d'un processus de production.
Géométrie des pièces et complexité structurelle
Les pièces complexes avec des poches profondes, des fentes étroites, des parois minces ou des surfaces en 3D nécessitent généralement plus d'opérations, plus de changements d'outils et des stratégies de coupe plus lentes, ce qui augmente considérablement le temps d'usinage.
Matériau Usinabilité
Les matériaux ne se comportent pas tous de la même manière lors de l'usinage. L'aluminium permet un usinage à grande vitesse, tandis que l'acier inoxydable et le titane nécessitent des paramètres de coupe plus lents et plus prudents, ce qui entraîne des temps de cycle beaucoup plus longs.
Type de machine et configuration des axes
Les machines à 3 axes peuvent nécessiter plusieurs réglages pour les pièces complexes, tandis que les machines à 4 et 5 axes peuvent réduire les opérations de repositionnement et de serrage, ce qui permet souvent de réduire le temps d'usinage total malgré une plus grande complexité de programmation.
Comment calculer le temps d'usinage CNC ?
L'estimation précise du temps d'usinage est à la base de la planification de la production et du calcul des coûts. Toutefois, les processus d'usinage réels étant complexes, différentes méthodes d'estimation sont adaptées aux différentes étapes de la production.
Estimation théorique basée sur une formule
En théorie, le temps d'usinage peut être calculé en divisant la longueur de coupe par la vitesse d'avance, mais cela ne fonctionne que pour les opérations simples et ne tient pas compte des changements d'outils, des accélérations ou des mouvements non liés à la coupe.
Simulation de logiciels de FAO
Les systèmes modernes de FAO tels que Mastercam et Fusion 360 permet de simuler des parcours d'outils et d'estimer le temps d'usinage pour chaque opération. C'est actuellement la méthode la plus utilisée dans les usines CNC.
Données de production réelles et retour d'information
Le temps d'usinage réel diffère souvent de la simulation en raison de la dynamique de la machine, de l'usure de l'outil et du comportement de l'opérateur. C'est pourquoi les usines expérimentées optimisent en permanence leurs modèles d'estimation en utilisant des données de production réelles.
Comment réduire le temps d'usinage CNC ?
La réduction du temps d'usinage CNC ne doit pas reposer sur une seule astuce, mais sur une optimisation systématique de la conception, de la programmation, de l'outillage, de l'équipement et de l'organisation de la production. Les approches suivantes apportent généralement les améliorations les plus significatives et les plus durables.
Optimisation de la conception pour la fabricabilité
En augmentant les rayons des angles internes, en réduisant les cavités profondes inutiles et en évitant les tolérances trop serrées, de nombreuses pièces peuvent être usinées beaucoup plus rapidement sans que leur fonctionnalité en soit affectée.
Optimisation des parcours d'outils et des stratégies d'usinage
L'utilisation de l'usinage à grande vitesse, du dégagement adaptatif et de stratégies d'entrée/sortie optimisées permet de maintenir l'outil sous une charge constante et d'augmenter considérablement le taux d'enlèvement de matière tout en améliorant la stabilité.
Modernisation de l'outillage et de l'équipement
Des outils de coupe performants, des porte-outils rigides, des broches plus rapides et des changeurs d'outils plus rapides peuvent tous réduire les temps de coupe et les temps morts de manière très directe.
Pourquoi le temps d'usinage CNC est-il si important ?
Le temps d'usinage n'est pas un simple paramètre technique, c'est un indicateur commercial essentiel qui a une incidence directe sur les coûts, les livraisons et les capacités. Comprendre son impact commercial aide les entreprises à prendre de meilleures décisions stratégiques.
Impact sur le coût de fabrication
Le coût de la machine est généralement calculé en multipliant le taux horaire par le temps d'usinage, de sorte qu'un temps de cycle plus long se traduit directement par un coût de pièce plus élevé.
Influence sur le délai de livraison
L'allongement du temps d'usinage réduit la capacité de production et prolonge les délais de livraison, en particulier lorsque les machines sont chargées au maximum.
Effet sur la capacité de production de l'usine
Des temps de cycle plus courts permettent de produire plus de pièces avec le même équipement, ce qui améliore l'efficacité et la rentabilité globales de l'usine.
Temps d'usinage CNC et devis
Dans la plupart des Usines CNCLe temps d'usinage est la variable centrale du système de cotation. Une bonne compréhension de son rôle permet aux fournisseurs et aux clients d'obtenir des prix plus raisonnables et plus durables.
Comment le temps d'usinage est utilisé dans le calcul des coûts
Dans la plupart des systèmes de cotation CNC, le temps d'usinage est la variable principale dans le calcul du coût de traitement, avec le coût des matériaux et les frais généraux.
L'importance d'une estimation précise du temps
Un temps d'usinage surestimé rend les devis non compétitifs, tandis qu'un temps sous-estimé entraîne des pertes et une pression sur la production.
La relation entre l'optimisation et la compétitivité des prix
Les usines qui contrôlent et optimisent le temps d'usinage peuvent offrir de meilleurs prix, des livraisons plus rapides, ou les deux, ce qui leur confère un solide avantage concurrentiel.
Conclusion
Le temps d'usinage CNC est un indicateur global qui reflète la qualité de la conception des pièces, la sélection des matériaux, la stratégie d'usinage, le niveau d'outillage, la capacité des équipements et l'organisation de la production. En optimisant systématiquement tous ces aspects, les fabricants peuvent réduire considérablement les coûts de production, raccourcir les délais d'exécution, améliorer l'utilisation des capacités et renforcer leur position concurrentielle sur le marché mondial de l'usinage.
