Quels facteurs influencent le coût de l’usinage CNC ?

 

 

Le coût des matières premières représente la plus grande proportion dans l'usinage de pièces en alliage de titane, principalement affecté par la qualité du matériau, l'état de l'approvisionnement et le taux d'utilisation des matériaux.

 

Les matières premières en alliage de titane sont beaucoup plus chères que les métaux courants, avec des différences de prix évidentes entre les différentes qualités. Les alliages à haute-résistance et à haute-corrosion-résistance (tels que le Ti-5-5-5-3) sont plus coûteux que le titane pur et les alliages conventionnels. Les conditions d'approvisionnement ont également un impact sur les coûts : les matériaux recuits ont un prix unitaire plus élevé mais réduisent les déformations et les reprises d'usinage.

 

Pendant ce temps, le taux d’utilisation des matériaux affecte considérablement les coûts. Les pièces en alliage de titane ont de grandes surépaisseurs d'usinage ; les pièces complexes nécessitent un enlèvement de matière important en usinage ébauche, avec un taux d'utilisation de 30 à 60 % dans la plupart des cas, et même inférieur à 30 % pour les pièces très complexes. De plus, les déchets sont difficiles à recycler.

 

 

Le coût des outils est une dépense majeure dans l'usinage des alliages de titane, en raison de l'usinabilité difficile de l'alliage de titane, de l'usure rapide des outils et du prix unitaire élevé.

Des outils spéciaux en carbure sont nécessaires pour l'usinage, dont le prix est 3 à 5 fois plus élevé que les outils ordinaires en acier rapide-, et les outils revêtus haut de gamme-sont encore plus chers. Parallèlement, les températures de coupe élevées et l’usure rapide entraînent une consommation d’outils par pièce environ 10 à 15 fois supérieure à celle des pièces en acier ordinaires.

 

La durée de vie de l'outil dépend des paramètres de coupe, de la structure de la pièce et de l'efficacité du refroidissement. Des paramètres inappropriés ou un refroidissement insuffisant accélèrent l’usure et augmentent la fréquence de changement d’outil. Par exemple, lors de l'usinage d'un alliage de titane de grade 5, la durée de vie des fraises en carbure revêtu n'est que d'un tiers de celle des pièces en acier ordinaires. Les changements fréquents d’outils augmentent les coûts et réduisent l’efficacité.

 

 

1. Coût de l'équipement

L'usinage des alliages de titane nécessite des centres d'usinage multi-axes-rigidité et haute-précision multi-dont le prix d'achat est bien supérieur à celui des machines CNC ordinaires. L'équipement à cinq-axes coûte 2 à 3 fois plus cher que les machines ordinaires à trois-axes. L'amortissement, la maintenance et la consommation d'énergie des équipements sont également plus élevés, avec un taux d'amortissement annuel de 10 à 15 % et des dépenses importantes pour la maintenance quotidienne et la consommation d'énergie pendant les longues heures d'usinage.

 

2. Coût de la main-d'œuvre

L'usinage des alliages de titane nécessite un personnel hautement qualifié, notamment des programmeurs et des opérateurs expérimentés, dont les salaires sont plus élevés que ceux des techniciens CNC ordinaires. Plusieurs travailleurs sont nécessaires pour la programmation, le débogage, le fonctionnement, l'inspection et d'autres tâches. Les longues durées de débogage des pièces complexes augmentent encore les coûts de main d’œuvre et d’occupation des équipements.

 

 

1. Coût du contrôle qualité

Les pièces en alliage de titane sont principalement utilisées dans des domaines-haut de gamme avec des exigences strictes en matière de précision et de performances. Des équipements de test de haute-précision tels que des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) et des testeurs de rugosité sont nécessaires, ce qui entraîne des coûts élevés pour l'achat, l'étalonnage et la maintenance de l'équipement.

 

Des inspections sont nécessaires pour chaque processus et produits finis ; certaines pièces nécessitent des tests de résistance mécanique et à la corrosion, générant des coûts de main d'œuvre et de consommables pour les tests. La retouche ou la mise au rebut des pièces augmente encore les coûts globaux.

 

2. Coût de traitement

Il comprend principalement les coûts de R&D sur les processus, la conception de dispositifs spéciaux et l'usinage d'essai. Les pièces complexes de haute-précision nécessitent une optimisation des processus, une conception d'outillage et une vérification préalable de l'usinage ; les pertes de matériaux, d'outils et de main-d'œuvre sont affectées aux produits finis. Dans la production en petits lots-, le ratio de répartition des coûts de processus de première étape et d'essai d'usinage est plus élevé, ce qui entraîne une augmentation significative du coût unitaire.

 

 

 

1.Optimiser l’utilisation des matières premières: Rationaliser la conception structurelle, réduire les surépaisseurs d'usinage, adopter l'usinage par nidification pour les pièces en lots afin d'améliorer l'utilisation ; sélectionnez les nuances d'alliage de titane appropriées en fonction de leurs performances afin d'éviter des-spécifications excessives.

 

2. Prolonger la durée de vie de l'outil: Optimiser les paramètres de coupe, utiliser correctement les fluides de refroidissement pour réduire l'usure ; inspectez régulièrement les outils et réaffûtez-les ou remplacez-les en temps opportun pour éviter la mise au rebut des pièces.

 

3. Améliorer l'efficacité de l'usinage : Optimisez la programmation et les parcours d'outils, adoptez l'usinage à cinq -axes, la technologie composée de tournage-fraisage pour réduire le serrage ; organiser la production de manière raisonnable pour améliorer l'utilisation des équipements et réduire la dépréciation et la consommation d'énergie.

 

4.Optimiser la conception des processus: Compléter les plans de processus à l'avance pour réduire les essais d'usinage ; utiliser des luminaires universels pour réduire les coûts ; organiser les inspections de manière raisonnable en fonction des exigences de précision afin d'éviter une-inspection excessive.

 

5. Augmenter la taille du lot de production: La production de masse peut diluer les coûts fixes tels que la R&D et l'usinage d'essai, réduire les temps de configuration des machines et de changement d'outils et réduire efficacement le coût unitaire.