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Le service de découpe laser est une méthode de traitement de la tôle très précise qui utilise de puissants lasers à fibre. Le prix d'un travail de découpe laser dépend principalement des sept facteurs suivants : la matière première de départ, la durée de fonctionnement de la machine, le nombre de passes de perçage, le gaz auxiliaire, etc. En utilisant les approches Design For Manufacturing (DFM), il est possible de réduire le coût unitaire jusqu'à 32 %. Cette amélioration peut être la solution aux problèmes de tarification non transparente et d'énormes erreurs dans l'estimation des coûts dans les chaînes d'approvisionnement transfrontalières de la robotique et des industries des dispositifs médicaux.
Les professionnels de LS Manufacturing ont élaboré ce manuel pour expliquer, de manière très détaillée, le fonctionnement de la tarification. Ils couvrent des domaines tels que le contrôle du chauffage pendant la découpe, le partage du coût du gaz et les méthodes d'optimisation de l'agencement qui fourniront aux départements R&D les connaissances nécessaires pour trouver des moyens de réduire les coûts pendant la phase de conception.
Matrice de répartition des coûts du service de découpe laser
| Dimensions de composition des coûts | Facteurs d'influence fondamentaux | Potentiel de réduction des coûts DFM (Design for Manufacturing) | Pourcentage de coût typique |
| Base de matières premières | Qualité du matériau de la feuille, épaisseur, taux d'utilisation de la mise en page. | La disposition commune des bords améliore le taux d'utilisation des matériaux. | 40 % à 60 % |
| Exécution de la machine | Longueur de coupe, vitesse d'avance, complexité du contour. | Optimiser le contour pour réduire la plage de décélération. | 20 %-35 % |
| Nombre de perçages | Nombre de trous, rapport diamètre du trou/épaisseur de la feuille. | Fusionner les trous, remplacer les processus de poinçonnage. | 5 %-15 % |
| Type de gaz d'assistance | Type de gaz, pureté, pression de service. | Faites correspondre les normes de gaz en fonction du scénario d'application. | 10 %-25 % |
| Réfléchissant Premium | Réflectivité du matériau, conductivité thermique. | Optimisez les paramètres pour réduire le risque d'usure de l'équipement. | 10 % à 20 % (temps machine cumulé) |
| Niveau de tolérance | Niveau de tolérance, fréquence d'inspection dimensionnelle. | Assouplir raisonnablement les tolérances dimensionnelles non critiques. | 5 %-20 % |
| Coût total de possession (TCO) post-traitement | L'ébavurage, le nivellement et le traitement de surface sont nécessaires. | Le formage unique élimine le besoin de processus secondaires. | 10 %-25 % |
Principaux points à retenir :
- Un faible rapport entre le nombre d'opérations de perçage et la taille des trous (inférieur à 1:1) est la principale justification technique des coûts élevés en temps de machine. En améliorant la conception des trous, les coûts de traitement peuvent être réduits directement jusqu'à 30 %.
- L'augmentation de la qualité du gaz de 15 % grâce à l'utilisation d'azote de haute pureté à 99,999 % est de loin l'élimination du processus d'élimination de la couche d'oxyde secondaire conduisant à l'acier inoxydable pièces réduction totale du coût total de possession de 22 %.
- Grâce à l'imbrication dynamique intelligente de lignes communes, l'utilisation de la tôle peut être augmentée de 70 % à plus de 85 %, ce qui est absolument essentiel pour réduire la répartition des coûts de matière première par pièce.
Pourquoi faire confiance au service de découpe laser à coût transparent de LS Manufacturing ?
Nous avons disséqué toute la chaîne de prix sur la base de notre expérience directe de la production de masse. Notre système de tarification est entièrement compatible avec les normes internationales afin que tout puisse être suivi et vérifié.
J'ai effectué des tests de paramètres de coupe sur des matériaux à haute réflectivité au cours des trois derniers mois. J'ai découvert que la plupart des fournisseurs du secteur combinent le surprix des matériaux à haute réflectivité avec des pertes imbriquées dans leurs devis, cachant ainsi les éléments de facturation réels. Il s'agit d'un problème majeur que nous avons rencontré dans l'industrie lorsque nous avons mis en œuvre une ligne de production de laser à fibre de 12 000 W. Les clients ne peuvent pas aligner le prix proposé sur les paramètres de processus individuels, rendant ainsi impossible la réduction des coûts basée sur l'optimisation de la conception.
ISO 9013:2017 exige que "les tolérances dimensionnelles et la rugosité de surface des pièces découpées par méthodes thermiques doivent être explicitement indiquées dans les documents techniques sur la base des normes de classification."
Pour garantir la pleine conformité à ces normes, nos documents de tarification indiquent simultanément non seulement le degré de tolérance de conformité mais également la valeur Ra de la surface. Chaque élément de facturation est lié à une étape de processus particulière, il n'y a donc pas de place pour des primes ambiguës.
Sur la base de notre expérience pratique des projets de production de masse de tôles médicales, une ventilation claire des coûts peut, en moyenne, conduire à une réduction de 18 % des coûts totaux d'approvisionnement dès la phase de conception.
Une ventilation claire des coûts est une base essentielle pour les décisions relatives à la chaîne d'approvisionnement multinationale. Vous pouvez nous envoyer vos dessins de pièces existantes et les paramètres requis, et notre équipe de processus vous fournira un calcul gratuit de devis de découpe laser article par article, identifiant intuitivement les domaines d'optimisation du prix.
Pourquoi la qualité du matériau de la tôle dicte-t-elle directement le prix de base de votre service de découpe laser de précision ?
La qualité du matériau a un impact significatif sur le service de découpe laser de précision pour la vitesse de découpe et la consommation de gaz grâce à la réflectivité et à la conductivité thermique du matériau. Les matériaux hautement réfléchissants peuvent réduire la vitesse d'avance de l'équipement à 50 %, augmentant ainsi de façon exponentielle le prix unitaire par minute.
Comparaison des paramètres de performances de coupe pour différents matériaux
- Variation de la vitesse de coupe : Les matériaux ayant une conductivité thermique plus élevée subiront une perte d'énergie laser plus importante. La vitesse d'avance non seulement diminuera, mais diminuera à un rythme décroissant avec l'augmentation de l'épaisseur. L'utilisation d'un paramètre de vitesse de découpe laser approprié peut avoir pour effet de stabiliser l'efficacité du traitement.
- Exigences en matière de gaz auxiliaire : L'acier inoxydable et les alliages d'aluminium nécessitent généralement de l'azote à haute pression, utilisé comme gaz inerte pour éviter l'oxydation. Là encore, l'acier au carbone peut utiliser l'oxygène comme aide à la combustion, ce qui entraîne une réduction de la consommation d'énergie.
- Risque d'usure de l'équipement : Les matériaux à haute réflectivité peuvent provoquer une réflexion de la fibre optique, entraînant des dommages, et les fabricants, par conséquent, supporteront un coût plus élevé en raison de la dépréciation de l'équipement.
Comparaison des paramètres de coupe pour différents matériaux à l'aide d'un laser à fibre de 6 000 W
| Qualité du matériau | Épaisseur de la plaque | Vitesse de coupe (mm/min) | Type de gaz d'assistance | Pourcentage du coût de base de la machine |
| Acier au carbone 1018 | 1,5 mm | 8000 | Oxygène | 0 % |
| Acier au carbone 1018 | 6,0 mm | 3500 | Oxygène | 0 % |
| Acier inoxydable 304 | 1,5 mm | 6000 | Azote 2,5MPa | +10 % |
| Acier inoxydable 304 | 6,0 mm | 2200 | Azote 2,5MPa | +15 % |
| Alliage d'aluminium 6061-T6 | 1,5 mm | 4500 | Azote 2,5MPa | +15 % |
| Alliage d'aluminium 6061-T6 | 6,0 mm | 1800 | 2,5MPa d'azote | +20 % |
Chemin d'optimisation de la découpe laser du coût des matériaux
- Pour les pièces exposées non critiques, des matériaux de qualité standard peuvent être adoptés, pas nécessairement des matériaux d'ultra haute pureté, ainsi le coût des matériaux de base sera directement réduit.
- Si la structure le permet, utilisez des plaques d'épaisseur standard populaires sur le marché pour minimiser le gaspillage supplémentaire dû à la découpe personnalisée.
- Adaptez les tolérances de découpe du service de découpe laser à l'utilisation de la pièce et optimisez le schéma de réflectivité du matériau de découpe laser pour éviter les coûts inutiles en gaz liés à une poursuite excessive de la découpe anodisée. surfaces.
Ce guide sur les coûts de découpe laser suggère de donner la priorité à la découpe à l'oxygène pour les pièces en acier au carbone sans surface, ce qui peut apporter une réduction directe des coûts de temps machine de 15 %.
En bref, c'est comme choisir différents pneus pour différentes conditions routières, les caractéristiques des matériaux contrôlent la "consommation de carburant" et "l'usure" du traitement, et le bon choix de schéma de correspondance peut même contribuer à économiser des dépenses supplémentaires.
Figure 1 : Assortiment de matériaux en tôle avec différentes qualités pour la découpe laser.
Comment les limites de tolérance d'ingénierie R&D ont-elles un impact structurel sur le calcul réel du devis de découpe laser ?
Le devis de découpe laser augmentera considérablement si vous définissez aveuglément la tolérance à ±0,05 mm au lieu de la norme ±0,2 mm. Fondamentalement, les exigences de tolérance très strictes ont poussé les ingénieurs de procédés à abandonner les coupes rapides et à utiliser à la place un processus de perçage lent avec une inspection à haute fréquence pour chaque trou.
Différences de coûts entre les différents niveaux de tolérance
- Qualité standard (±0,2 mm) : Processus de coupe volante continue, aucune compensation de mise au point supplémentaire requise, le coût du temps machine est la valeur de base.
- Degré de précision (±0,1 mm) : Nécessite une compensation de mise au point dynamique et un étalonnage à mi-processus, coût de tolérance de découpe laser augmente de 40 à 60 %.
- Qualité ultra-précision (±0,05 mm) : Perçage indépendant d'un seul trou + inspections tridimensionnelles, le coût du temps machine est plus de deux fois supérieur à la valeur de référence.
Lorsqu'il s'agit de pièces de précision, un problème pour de nombreux ingénieurs R&D est l'incertitude des tolérances des pièces sans marquages de tolérance spécifiques.
Selon ISO 2768-mk, "Les tolérances dimensionnelles linéaires non spécifiées doivent être uniformément mises en œuvre en fonction du niveau de précision moyenne."
Pour respecter pleinement cette norme, nous suggérons de spécifier le niveau de tolérance des éléments non spécifiés lors de l'étape de révision des dessins afin qu'il n'y ait pas de changements de coûts inattendus causés par des différences dans les normes par défaut.
Logique de compensation de contrainte thermique pour le coût de tolérance de découpe laser
- Des contraintes internes sont libérées lors de la découpe de la tôle, provoquant une légère déformation et affectant la précision dimensionnelle.
- Des exigences de tolérance plus élevées nécessitent une puissance de coupe inférieure et des intervalles de refroidissement plus longs. L'étalonnage précis des tolérances de découpe au laser réduit le temps de traitement perdu.
- Les pièces de tôlerie plus épaisses subissent une déformation thermique plus importante, et les primes de tolérance augmentent de façon exponentielle avec l'épaisseur.
Par exemple, les joints de robots sont le type de pièces/zones prioritaires dans lesquelles le service de découpe laser de précision effectué en segmentant la coupe et en utilisant un refroidissement naturel entre les segments pourobtenir la stabilité dimensionnelle au niveau de précision souhaité sera bien adapté à cet effet.
C'est comme lorsque vous conduisez dans un virage, la première chose que vous devez faire si le virage est serré est de ralentir. Si vous réduisez la vitesse, le coût en temps par unité de distance augmentera naturellementlégèrement.
Figure 2 : Engrenages et composants mécaniques découpés au laser avec précision avec des tolérances serrées.
L'optimisation agressive de l'imbrication de la découpe laser peut-elle réduire considérablement le prix final de votre pièce de tôle ?
L'utilisation d'un espacement inapproprié des pièces et de marges de bord réduit considérablement le potentiel de l'optimisation de l'imbrication de la découpe laser, le résultat peut être une utilisation de la tôle aussi faible que 60 %, et de cette façon, l'équipe de la chaîne d'approvisionnement devra payer pour la ferraille. L'optimisation des dispositions de bord commun et d'imbrication via des algorithmes peut augmenter l'utilisation jusqu'à plus de 85 %, réduisant ainsi le coût des matières premières par unité.
Comparaison coûts-avantages des méthodes de mise en page traditionnelles
- Disposition indépendante traditionnelle : Les pièces sont séparées par un espace de 1,5 fois l'épaisseur de la plaque, avec un taux d'utilisation d'environ 60 % à 70 %, mais davantage de perforations sont nécessaires.
- Disposition de coupe à bord commun : Deux pièces adjacentes partagent une coupe, de sorte que l'utilisation est augmentée à 75 % - 80 % et la perforation est réduite de 30 %.
- Disposition du pont : Plusieurs parties sont reliées par des micro-connexions, ce qui conduit à l'élimination des chemins inutilisés et à une réduction supplémentaire des coûts de temps.
Comparaison du rapport coût-efficacité de différentes stratégies d'imbrication (acier inoxydable 304 de 1,5 mm, matériau de feuille standard de 1 220 x 2 440 mm)
| Méthode d'imbrication | Utilisation des matériaux en feuille | Nombre de passes de forage | Coût du matériau par pièce | Coût de référence relatif |
| Imbrication indépendante traditionnelle | 68 % | 124 passes | 1,25 $ | 100 % |
| Imbrication de coupe à bord commun | 79 % | 78 passes | 1,08 $ | 86 % |
| Pontage + Nesting hybride Common Edge | 86 % | 52 passes | 0,99 $ | 79 % |
Conditions préalables pour optimiser le prix de découpe laser par imbrication de pièces
- Les bords des pièces doivent être droits et parallèles si nous voulons les couper ensemble, mais cela nous laisse des options très limitées lorsqu'il s'agit de pièces courbes de forme irrégulière.
- L'optimisation de l'imbrication a probablement le plus grand impact lorsqu'il s'agit de commandes par lots. Un algorithme d'imbrication de découpe laser assez avancé peut aider à maximiser l'utilisation des matériaux en feuille et ainsi les les coûts de découpe laser peuvent être considérablement réduits grâce à une meilleure imbrication.
- Les tables de travail d'échange de grande taille permettent de prendre en charge l'imbrication de feuilles entières, ce qui présente un taux d'utilisation des matériaux plus de 10 % supérieur à celui des petites tables de travail.
En d'autres termes, c'est comme si vous jouiez avec des blocs Lego. Les blocs de forme régulière peuvent être emballés plus étroitement et occuper moins d'espace, ce qui entraîne un coût par pièce inférieur.
L'optimisation de la mise en page est le moyen le plus rapide de réduire les coûts de découpe laser par pièce. Vous pouvez consulter notre livre blanc sur l'optimisation de la mise en page pour apprendre trois techniques de conception pratiques permettant d'améliorer rapidement l'utilisation des matériaux.
Pourquoi les restrictions relatives aux micro-fonctions et le nombre de perçages gonflent-ils considérablement les paramètres de votre guide des coûts de découpe laser ?
La fabrication de plusieurs micro-trous avec des diamètres inférieurs à l'épaisseur de la pièce sur des plaques minces nécessite que le laser effectue des centaines, voire des milliers de cycles de perçage par impulsion. Non seulement cela augmente linéairement le temps de traitement comme le guide des coûts de découpe laser, mais peut également provoquer une accumulation de chaleur et une déformation localisées assez facilement.
Logique derrière l'augmentation des coûts de temps d'usinage pour le traitement des micro-trous
- Si le diamètre du trou est inférieur à l'épaisseur de la plaque, on ne peut pas utiliser de coupe continue, mais il faut effectuer un perçage par impulsion pour chaque trou, la durée de chaque cycle de perçage étant de 0,2 à 0,8 seconde.
- Lorsque des micro-trous sont réalisés de manière dense, la chaleur s'accumule, ce qui recouvre les bords des trous de scories, ce qui nécessite des pauses de refroidissement plus longues, ce qui prolonge encore le temps de traitement.
- Les perçages fréquents entraînent une usure plus rapide de la buse de coupe et de la lentille de protection, ce qui entraîne une augmentation des coûts d'amortissement des consommables du fabricant.
Solutions d'optimisation de micro-trous pour le prix par pièce découpé au laser
- Tout d'abord, concentrez-vous sur le fait que le diamètre des trous non fonctionnels soit au moins égal à l'épaisseur de la plaque afin que l'on puisse revenir aux processus de découpe continus, et cela réduira les coûts de plus de 30 %.
- Des micro-trous en réseau peuvent être réalisés par un mélange de poinçonnage CNC et de découpe laser. Des techniques de perçage et de découpe au laser appropriées peuvent réduire le coût de chaque trou.
- Ajustez la configuration des trous afin qu'il n'y ait pas de densité locale excessive et de cette façon, les coûts de traitement secondaire, qui résultent de l'accumulation de chaleur, peuvent être réduits.
Pour une meilleure compréhension, cela peut être comparé à percer un papier avec une aiguille. Si le trou est plus petit que le papier, il peut être percé facilement, si le trou est plus grand, il faut le percer plusieurs fois, ce qui est une perte de temps et d'aiguilles.
Figure 3 : Image en noir et blanc de pièces de tôlerie empilées avec des micro-caractéristiques.
Comment le choix des gaz d'assistance modifie-t-il la finition de surface et l'efficacité globale du devis de découpe laser ?
Les gaz d'assistance représentent 30 % à 50 % du coût direct du traitement laser, et leur choix influencera grandement la composition du devis de découpe laser et, en fin de compte, le coût total de propriétéla propriété. D'une part, l'oxygène présente l'avantage d'une vitesse de coupe élevée et d'un faible prix unitaire, et d'autre part la couche d'oxyde sur la surface coupée créée par l'oxygène augmentera les coûts de traitement. La prise de décision doit être basée sur le scénario de l'application.
Comparaison des paramètres techniques pour trois types de gaz d'assistance
- Oxygène : Grâce à la combustion et au dégagement de chaleur, la vitesse de coupe est augmentée, choix de l'acier au carbone mais la surface coupée aura une couche d'oxyde.
- Azote : Gaz protecteur sans aucune réaction chimique qui donne une surface de coupe nette et sans oxyde. L'acier inoxydable et les alliages d'aluminium conviennent, mais le coût est plus élevé.
- Air comprimé : L'option la plus abordable, peut être utilisée pour les pièces en tôle fine présentant de faibles exigences. Néanmoins, une légère accumulation de scories sur la surface coupée est possible.
Comparaison du coût et des performances de trois gaz auxiliaires (Laser 6 000 W, acier inoxydable 304 de 3 mm)
| Type de gaz | Coût horaire | Vitesse de coupe (mm/min) | Rugosité de surface Ra | Exigences de post-traitement |
| Oxygène | 1,2 $ | 5000 | Ra 6.3 | Nécessite un décapage à l'acide pour éliminer la couche d'oxyde |
| Azote de haute pureté (99,999 %) | 8,5 $ | 3800 | Ra 1.6 | Aucun |
| Air comprimé | 0,5 $ | 4200 | Ra 12,5 | Nécessite un ébavurage manuel |
Stratégie de sélection de gaz pour le service de découpe laser
- La découpe à l'azote est la méthode optimale pour produire des pièces à souder ou à peindre. Cette méthode évite la formation d'une couche d'oxyde qui dégraderait l'adhésion.
- L'oxycoupage est le moyen le plus efficace de maximiser le temps de fonctionnement d'un compresseur pour la production de pièces constituées d'acier au carbone sans surfaces exposées ou soudées.
- La découpe à l'air comprimé est une option viable pour les pièces à faible protection. Dans le même temps, une réglementation stricte de la consommation de gaz de découpe laser peut réduire considérablement les coûts directs.
Dans une analogie très simple, c'est comme si vous choisissiez le niveau de protection pour peindre, seule une peinture ordinaire suffit pour une utilisation en intérieur, tandis qu'une peinture plus durable et résistante aux intempéries est nécessaire pour une utilisation en extérieur. Faire le bon choix pour répondre aux besoins permet d'économiser de l'argent.
Une sélection de gaz appropriée peut réduire directement le coût total de possession (TCO) des pièces. Vous pouvez contacter nos ingénieurs de procédés pour un plan de sélection de service de découpe laser personnalisé basé sur le matériau de votre pièce et le scénario d'utilisation.
Quels paramètres de conception spécifiques les ingénieurs qualité doivent-ils auditer pour réduire le prix de découpe laser individuel par pièce ?
Pendant la phase de révision de la conception, les ingénieurs qualité peuvent mettre en œuvre un audit technique des caractéristiques géométriques clés des dessins pour influencer directement la logique de facturation du temps machine, réduisant ainsi le prix de découpe laser par partie. Un bon moyen de réduire le prix de traitement unitaire par pièce est de standardiser le rayon des coins, l'espacement des saignées et la position des fils conducteurs des pièces.
Liste de contrôle de réduction des coûts DFM des éléments géométriques
- Coin vif en coin R : Pour éviter l'accumulation de chaleur lors de la phase de décélération de la tête laser, convertissez les coins vifs intérieurs en coins R avec un rayon plus de 0,5 fois l'épaisseur de la plaque.
- Paramètre d'espacement minimum : Conservez de préférence un espace de sécurité de 1 à 1,5 fois l'épaisseur de la plaque entre les pièces à des fins d'imbrication d'ordre élevé.
- Conception de la position de sortie du fil conducteur : Pour réduire le travail de post-meulage, essayez de placer le fil conducteur de coupe sur des surfaces qui ne sont pas importantes ou dans des zones de rebut.
- Examen des interférences géométriques de coupe des bords communs : Assurez-vous qu'il n'y a aucune pièce qui dépasse qui gênerait les bords droits des pièces car cela conduirait à une utilisation maximale de l'imbrication des bords communs.
Points d'adaptation de conception pour l'optimisation de l'imbrication de la découpe laser
- Essayez principalement de conserver la régularité du contour extérieur de la pièce, réduisez les saillies irrégulières et, de ce fait, améliorez l'utilisation de l'espace de l'algorithme d'imbrication.
- Les pièces symétriques peuvent être disposées par rotation afin que l'espacement des pièces puisse être encore plus réduit. L'optimisation du chemin de découpe laser du contour peut grandement contribuer à réduire la perte de jeu.
- Retenez la même épaisseur et le même matériau pour les pièces afin de pouvoir réaliser une production d'imbrications mixtes et de réduire les dépenses de débogage de la première pièce.
Cela peut être comparé à l'emballage d'un bagage. Si les bords et les coins sont bien coupés, alors plus d'articles peuvent tenir dans la valise et le prix d'expédition par pièce sera moins cher.
Figure 4 : Pièces usinées CNC de haute précision avec des finitions de surface lisses.
Quelle étude de cas de fabrication personnalisée prouve que LS Manufacturing peut optimiser le budget de votre service de découpe laser de précision ?
En présentant l'exemple réel de LS Manufacturing adaptant des barres omnibus en cuivre à haute conductivité pour les batteries de véhicules à énergie nouvelle d'un principal fournisseur de pièces automobiles, nous illustrerons comment le service de découpe laser de précision, utilisant l'intervention DFM et la configuration avancée des équipements, peut aider les clients à réaliser une réduction des coûts de 32 % plus les spécifications techniques entretien.
Problèmes d'origine du client
- La pièce étant une barre omnibus conductrice en cuivre T2 de 3,0 mm d'épaisseur avec une structure très densedisposition de trous réduisant la lumière, la méthode originale a provoqué d'importantes déformations thermiques et n'a pu pas passer les inspections dimensionnelles et de planéité de l'IATF 16949.
- D'autres fournisseurs proposaient des prix très élevés en termes de temps de machine pour les matériaux à haute réflectivité, ce qui dépassait le budget de plus de 25 % par unité.
- En raison de contraintes de temps, les méthodes conventionnelles étaient incapables de respecter les délais de livraison.
Solutions de fabrication LS
- Optimisation de la conception : Conseiller au client de remplacer les bords tranchants par des coins arrondis et de modifier les points d'insertion des fils pour éviter l'accumulation de chaleur pendant le ralentissement de la tête laser.
- Configuration du processus : Utilise une source laser à fibre super intense de 12 000 W avec de l'azote gazeux haute pression de 2,5 MPa et une technologie de protection optique antireflet dynamique.
- Optimisation de l'imbrication : Imbrication à bords communs entièrement programmée, perforation par scintillation pulsée à grande vitesse et contrôle thermique de découpe laser pour exclure la déformation due aux contraintes thermiques, vaporisation instantanée du matériau et dissipation thermique (locale).
Résultats finaux
- Le temps unitaire de production d'une seule pièce a été réduit de 85 à 32 secondes, l'utilisation de l'imbrication des matières premières a été augmentée de 68 % à 86 %.
- La tolérance dimensionnelle du produit fini a été maintenue de manière fiable à ±0,06 mm, la rugosité de coupe Ra a été constamment maintenue inférieure à 1,6. De ce fait, le meulage secondaire et le nivellement sont complètement éliminés.
- L'effet direct du prix d'achat d'une seule pièce a été une baisse de 32 %, ce qui a permis au client de maintenir le cap sur ses objectifs de production en série et était totalement conforme aux normes de qualité IATF 16949.
- Grâce à l'optimisation de l'imbrication de la découpe laser, ce projet a pleinement libéré l'utilisation des matériaux et a finalement réduit le prix par pièce du laser de 32 %.
La réduction des coûts des pièces de précision fabriquées à partir de matériaux hautement réfléchissants repose sur les capacités de processus et l'expérience en conception. Vous pouvez soumettre vos dessins de pièces et vos exigences techniques, et nous personnaliserons pour vous une solution de service de découpe laser de précision dédiée, en vous fournissant simultanément un devis précis.
Pourquoi les exigences de post-traitement secondaire augmentent-elles considérablement votre coût total de possession après découpe laser ?
Les processus de post-traitement tels que l'ébavurage manuel, le nivellement secondaire et le polissage de surface après la découpe laser représentent souvent plus de 20 % du coût total dans le guide des coûts de découpe laser. Le choix d'un fabricant doté d'une capacité de traitement entièrement intégrée peut éliminer directement les primes de logistique et de gestion associées à ces processus.
Chaîne de coûts cachés de post-traitement
- Le durcissement de la zone affectée thermiquement provoque des microfissures sur les bords qui entraînent une usure plus importante des outils utilisés pour le taraudage, ce qui augmente ensuite les coûts de traitement.
- Lorsqu'une pièce est découpée avec un équipement bas de gamme et présente une très mauvaise planéité, elle devra alors être nivelée par revêtement au rouleau, ce qui est un processus à forte intensité de main d'œuvre et nécessite également l'utilisation d'équipement, augmentant ainsi les coûts.
- Les délais d'exécution logistique et les coûts de gestion sont augmentés par le post-traitement inter-usines, ce qui allonge ainsi le délai de livraison global.
Valeur apportée par les quotas de découpe laser intégrés pour réduire les coûts
- Un nivellement de précision effectué en ligne en un seul arrêt peut maintenir la planéité des pièces à moins de 0,5 mm/m, un nivellement secondaire n'est donc pas nécessaire.
- Une opération d'ébavurage en ligne libère les produits finis sans l'intervention de meulage manuel. Une finition de pointe au laser régulière réduira le post-traitement nécessaire.
- Les procédures étant internes, il y a moins de rotation logistique, ce qui se traduit également par un délai de livraison plus court de plus de 30 %.
En termes simples, c'est comme acheter des meubles pré-assemblés : une solution unique qui vous fait gagner du temps et de l'argent en éliminant le besoin d'embaucher des assembleurs.
Les coûts de post-traitement représentent souvent un cinquième des dépenses totales. Vous pouvez fournir l'intégralité de vos exigences en matière de traitement des pièces et nous calculerons pour vous les économies totales sur le coût de possession en utilisant les quotas de découpe laser intégrés.
FAQ
Q1 : Sur le marché mondial de l'usinage de précision B2B, quelle est la plage horaire approximative de traitement en atelier pour les services de découpe laser de précision destinés aux clients industriels ?
Actuellement, le coût du temps machine dans l'industrie pour la découpe laser de précision varie de 60 $ à 150 $ par heure, en fonction de la puissance du laser (par exemple, 6 kW contre 12 kW) et de la quantité de gaz auxiliaire à haute pression et de haute pureté requise lors de la découpe de matériaux hautement réfléchissants.
Q2 : Pourquoi la découpe de contours laser complexe à ultra-courte portée est-elle tellement plus coûteuse que la découpe en ligne droite continue standard pour la même longueur de traitement ?
Des contours complexes et irréguliers avec des angles vifs font que la tête laser décélère beaucoup, accélère et recalibre continuellement la mise au point pendant le processus. Cela augmente considérablement la durée de fonctionnement effective réelle de la machine-outil par rapport à la coupe continue en ligne droite, ce qui entraîne une augmentation substantielle du temps machine et des coûts globaux de traitement.
Q3 : Pourquoi le coût de tolérance lié à la découpe laser montre-t-il une tendance exponentielle à la hausse avec l'épaisseur du matériau en feuille traité ?
L'augmentation de l'épaisseur de la tôle entraîne non seulement une plus grande possibilité de libération des contraintes thermiques internes, mais également de déviation du faisceau laser, ces deux phénomènes augmentant de façon exponentielle. En conséquence, la vitesse d'avance doit être considérablement réduite. De plus, des compensations de mise au point dynamique et des contrôles dimensionnels deviennent nécessaires plus fréquemment, ce qui amène les fabricants à facturer des primes de tolérance plus élevées.
Q4 : Est-il possible d'appliquer directement la technologie d'optimisation de disposition de découpe laser à bord commun actuellement courante à tous les types de pièces de tôle personnalisées ?
La technologie est principalement conçue pour les pièces de type réseau avec des bords réguliers et des bords droits parallèles. Ainsi, il ne peut pas être directement appliqué à des pièces de forme irrégulière avec des courbes ou des interférences complexes - la disposition doit conserver au moins une distance de sécurité d'épaisseur d'une feuille pour éviter les brûlures thermiques.
Q5 : De manière générale, quelle est la norme de diamètre de trou minimum pour une pièce afin de ne pas augmenter les coûts des matériaux de découpe laser et le budget de traitement ?
Les directives générales d'ingénierie DFM de la tôle recommandent que le diamètre minimum des trous dans les dessins soit contrôlé avec un rapport d'au moins 1:1 par rapport à l'épaisseur du matériau. Un fonctionnement en dessous de cette norme déclencherait un perçage d'impulsions à haute fréquence, ce qui augmenterait considérablement le temps de traitement et le budget.
Q6 : Pourquoi les responsables des achats mondiaux devraient-ils donner la priorité à la découpe assistée par l'azote par rapport à la découpe assistée par l'oxygène traditionnelle pour les pièces en acier inoxydable ?
L'azote, étant un gaz protecteur inerte, isole complètement la coupe de l'environnement, empêchant ainsi l'oxydation et créant une surface brillante et propre sans impuretés. de ce fait, il évite le besoin de nettoyage manuel supplémentaire, de décapage à l'acide, de polissage, etc. réduisant ainsi le coût total de possession (TCO).
Q7 : Comment une commande de production de plus grande taille modifierait-elle la proportion des coûts initiaux dans un devis de découpe laser ?
La disposition des dessins CAO, la configuration et l'ajustement des paramètres de la machine, les coupes d'essai pour le traitement laser sont des exemples de coûts initiaux fixes. Depuis l'échantillonnage d'une pièce unique, en passant par des quantités intermédiaires et jusqu'à la production de masse, les commandes importantes « absorbant » ces coûts d'installation peuvent entraîner une baisse du prix par pièce de plus de 90 %.
Q8 : Quel est le processus permettant de décider si un nivellement mécanique ou un ébavurage est nécessaire pour les pièces en tôle personnalisées ?
Les contraintes thermiques dues à un échauffement localisé résultant de dessins fortement perforés ou de la nature du matériau (cuivre aluminium etc.) sont souvent laissées. Le service unique de nivellement et d'ébavurage de LS Manufacturing est le choix idéal pour vous aider à éviter les coûts de post-traitement en magasin. Outre le devis, vous obtiendrez également une solution d'optimisation des coûts en téléchargeant votre dessin.
Résumé
En général, le coût de la découpe laser de précision est considéré comme une formule d'ingénierie complexe influencée par les propriétés métallurgiques de la tôle, le contrôle thermique de l'ouverture, le choix du gaz auxiliaire, les limites de tolérance autorisées et les algorithmes d'imbrication. Une façon de maximiser les marges bénéficiaires lors de la sortie des dessins consiste à concevoir des pièces en optimisant leurs rapports épaisseur/diamètre, en permettant une imbrication des bords communs et en définissant les normes de gaz de manière rationnelle. Les équipes de R&D et d'approvisionnement seraient, bien entendu, impliquées dans ce processus.
Does your next challenging sheet metal job require more budget than expected or presents manufacturing feasibility (DFM) issues that cause delays? In that case, don't let the use of broad estimation formulas to delay your product launch. Send your STEP, DXF, or DWG drawings to ready to help you manufacturers' team of experts. Our experts not only give you very competitive and clear laser cutting prices but, at the same time, our senior manufacturing engineers conduct free DFM drawing technical evaluations to guarantee the cost-effectiveness and high quality of the realization of your precision designs.
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Équipe de fabrication LS
LS Manufacturing est une entreprise leader du secteur. Concentrez-vous sur les solutions de fabrication personnalisées. Nous avons plus de 15 ans d'expérience avec plus de 5 000 clients et nous nous concentrons sur la usinage CNC de haute précision,fabrication de tôle, l'impression 3D,Moulage par injection.Estampage des métaux et autres services de fabrication à guichet unique.
Notre usine est équipée de plus de 100 centres d'usinage 5 axes de pointe, certifiés ISO 9001 : 2015. Nous fournissons des solutions de fabrication rapides, efficaces et de haute qualité à des clients dans plus de 150 pays à travers le monde. Qu'il s'agisse d'une production en petit volume ou d'une personnalisation à grande échelle, nous pouvons répondre à vos besoins avec la livraison la plus rapide dans les 24 heures. choisissez LS Fabrication. This means selection efficiency, quality and professionalism.
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