Les entreprises qui conçoivent et fabriquent des pièces en plastique ou en métal ont souvent besoin de services d'usinage rapide à un moment donné du développement de leurs produits.
Cet article examine en détail le processus de fabrication et explique pourquoi il est si important.
Qu'est-ce que l'usinage rapide ?
L'usinage rapide consiste à fabriquer des pièces et des prototypes en visant explicitement à réduire les délais de production. Il fait généralement appel à l'usinage CNC (fraisage, tournage, etc.), mais peut également inclure l'usinage manuel pour les pièces simples.
Dans le cadre des services d'usinage CNC personnalisés à la demande , l'usinage rapide permet aux fabricants de respecter des délais serrés et de répondre aux besoins changeants des clients sans sacrifier la qualité.
L'usinage peut être accéléré de différentes manières. Selon les exigences du client, l'usinage rapide peut impliquer un recours accru aux machines à couple élevé et aux techniques d'ébauche afin d'accélérer l'enlèvement de matière. Il peut également privilégier les matériaux faciles à usiner, comme les alliages d'aluminium, plutôt que ceux qui nécessitent un temps d'usinage plus long.
Bien que non mutuellement exclusives, l'usinage rapide peut être considéré comme un contrepoint à l'usinage de précision, qui privilégie l'exactitude et le détail à la vitesse.
Pour et contre
L'usinage rapide est un outil essentiel pour le prototypage rapide , le développement de produits, la production en petites séries et les pièces sur mesure. Cependant, il ne convient pas à toutes les tâches de fabrication.
Voici quelques avantages et inconvénients de l'usinage rapide :
Avantages
- La méthode la plus rapide pour produire des pièces avec des équipements d'usinage CNC
- Itère rapidement les prototypes pour accélérer le développement du produit
- Il est facile de fabriquer plusieurs versions d'une pièce pour des essais mécaniques, etc.
- Mise sur le marché plus rapide
- Permet de fabriquer des pièces plus résistantes que d'autres procédés à grande vitesse comme l'impression 3D
- Pas de quantité minimum de commande
- Aucuns frais d'outillage ni de démarrage
- Compatible avec une gamme de métaux et de plastiques
- Gamme d'options de finition de surface
- Évolutif, car l'usinage CNC convient à une production ultérieure.
Inconvénients
- Qualité inférieure à celle de l'usinage de précision
- Moins de liberté géométrique que l'impression 3D
- Plus lent que les procédés de moulage pour les commandes en grand volume (100+)
Comment l'usinage rapide accélère-t-il le développement des produits et réduit-il les délais de mise sur le marché ?
Depuis des décennies, l'usinage rapide est un procédé incontournable pour les concepteurs de produits cherchant à faire passer leur produit d'une étape de développement à l'autre.
Les prototypes usinés rapidement peuvent servir aux essais et à l'évaluation, et il est facile de fabriquer plusieurs itérations d'une conception pour une analyse comparative. Certaines pièces usinées rapidement sont même adaptées à une utilisation finale.
Il est facile de comprendre pourquoi les concepteurs et ingénieurs se tournent de plus en plus vers l'usinage rapide pour obtenir des pièces rapidement. De nos jours, la plupart des pièces sont conçues à l'aide de logiciels de CAO, et les fichiers de conception exportés peuvent être traités par des machines CNC avec une préparation minimale. Cela réduit considérablement le délai entre la finalisation d'un prototype et la réception de la pièce finie.
Ce processus est souvent répété plusieurs fois. Si les concepteurs de produits commandent des prototypes usinés rapidement pour des tests, ils peuvent avoir besoin d'ajuster leurs conceptions et de réaliser plusieurs itérations supplémentaires avant que la pièce ne soit prête pour la production.
L'usinage rapide permet également de réaliser des prototypes similaires aux pièces finales en termes de qualité, de performances mécaniques et d'aspect. D'autres procédés de prototypage, comme l'impression 3D et l'assemblage manuel, présentent chacun leurs avantages, mais si une pièce est destinée à être fabriquée sur une machine CNC, un prototype usiné sera évidemment plus représentatif de la pièce finale.
L'adoption d'un processus de fabrication rigoureux offre des gains de temps indéniables. Si un prototype imprimé en 3D doit être transformé en pièce usinable, une étape de conception supplémentaire s'ajoute au processus global. Cette étape est superflue pour les prototypes usinés rapidement.
Un processus de développement de produit utilisant l'usinage rapide pourrait donc se dérouler comme suit :
- Concept
- Conception de pièces CAO
- Prototype(s) conceptuel(s) préliminaire(s) réalisé(s) par usinage rapide
- Test et évaluation
- Prototype(s) fonctionnel(s) réalisé(s) par usinage rapide
- Essais et évaluation mécaniques
- Prototype(s) de préproduction réalisé(s) par usinage de précision
- Présentation, marketing, etc.
- Production
- Distribution
En définitive, un développement produit plus rapide et un délai de commercialisation plus court confèrent aux entreprises un avantage concurrentiel et augmentent leurs chances de succès sur le marché.
À quel niveau de qualité puis-je m'attendre pour l'usinage rapide ?
L'usinage rapide est principalement utilisé pour le prototypage. Il est important de noter que d'autres options existent (comme l'usinage de précision) et peuvent être plus adaptées aux pièces de haute précision exigeant des tolérances serrées. Comme son nom l'indique, l'usinage rapide privilégie la vitesse d'exécution.
Cela dit, l'usinage rapide permet de produire des pièces et des prototypes de qualité professionnelle, répondant à des normes très élevées.
Commander des pièces auprès d'un spécialiste de l'usinage rapide permet en définitive au client de définir le niveau de qualité requis, en précisant les tolérances et en choisissant un matériau de qualité et de prix adaptés.
Des tolérances larges, des conceptions simples et l'utilisation de matériaux à haute usinabilité permettent aux machinistes de fabriquer les pièces plus rapidement, au détriment de la qualité. Lors du prototypage et du développement de produits, cette approche est généralement judicieuse, car les machinistes professionnels sont capables de produire des pièces de bonne qualité tout en travaillant rapidement.
Comment 3ERP atteint des vitesses élevées lors de l'usinage rapide
Opter pour l'usinage rapide n'est judicieux que si l'entreprise d'usinage sait réellement comment réaliser les opérations efficacement ; sinon, le client finit par sacrifier la qualité et n'en retire aucun avantage.
3ERP est un spécialiste de l'usinage rapide et a perfectionné plusieurs techniques permettant de produire rapidement des pièces de haute qualité.
Voici quelques raisons pour lesquelles nous fabriquons des machines plus rapidement que nos concurrents :
C'est dans notre nature : 3ERP a été créée en tant qu'entreprise de prototypage rapide , et toute notre organisation — des interactions avec les clients à la chaîne de production — est optimisée pour des délais de réalisation rapides, quel que soit le projet.
Nous savons quelles machines utiliser : chaque projet requiert un équipement spécifique, et l’usinage rapide a ses propres exigences. Pour les grandes pièces nécessitant un enlèvement de matière important, nous pouvons employer une machine à couple élevé de 20 kW avec une broche de 12 000 tr/min ; pour des finitions de surface détaillées, nous pouvons utiliser une machine à couple plus faible avec une broche de 24 000 tr/min.
Nous savons usiner rapidement : l’usinage rapide ne consiste pas à enlever le maximum de matière d’un seul coup. Il est parfois plus rapide de réaliser plusieurs passes superficielles plutôt qu’une seule passe profonde. L’usinage rapide implique de choisir l’outil de coupe adapté et de réaliser les passes appropriées, ainsi que d’utiliser un logiciel de FAO performant pour déterminer les trajectoires d’outil les plus efficaces.
Délais serrés : usinage rapide ou impression 3D ?
L'impression 3D a révolutionné le prototypage en permettant de fabriquer des pièces uniques en quelques heures seulement. Les imprimantes 3D peuvent même être utilisées dans les bureaux, réduisant ainsi le besoin d'usines et d'ateliers d'usinage traditionnels.
Grâce à sa rapidité et à sa simplicité, l'impression 3D incite certains concepteurs de produits à privilégier la fabrication additive aux procédés soustractifs comme l'usinage CNC rapide lorsque le temps est un facteur crucial.
Mais l'impression 3D est-elle toujours la meilleure option pour les pièces à production rapide ?
Pour le prototypage interne, l'impression 3D reste probablement la solution la plus rapide, car elle ne requiert que peu de compétences techniques et permet d'imprimer des pièces en quelques heures. Cependant, un service d'usinage rapide professionnel peut s'avérer plus rapide et offrir de meilleurs résultats qu'un service d'impression 3D comparable.
Il existe des similitudes évidentes entre l'usinage rapide et l'impression 3D. Toutes deux utilisent des conceptions numériques transformées en code G et constituent des solutions tout-en-un ne nécessitant ni outillage ni machines supplémentaires.
Lors du choix entre l'usinage rapide et l'impression 3D, tenez compte des facteurs suivants :
- Certaines pièces sont plus rapides à imprimer ; d’autres sont plus rapides à usiner.
- Même si l'impression 3D est plus rapide, la transformation d'un prototype imprimé en 3D en une pièce finale usinée peut prendre beaucoup de temps.
- Les métaux et les plastiques peuvent être usinés avec les mêmes équipements ; les imprimantes 3D n'impriment que l'un ou l'autre.
- Les prototypes usinés sont généralement plus proches de la pièce finale que les prototypes imprimés.
3ERP est spécialiste de l'usinage rapide. Demandez un devis gratuit dès aujourd'hui pour votre prochain projet d'usinage rapide.
