Dans la conception de produits, il existe un piège très courant : supposer qu’une pièce est bon marché à fabriquer simplement parce qu’elle semble simple à première vue. Pas de nervures complexes, pas de formes organiques, pas de mécanismes… Et pourtant, lorsque le devis arrive, le prix grimpe en flèche.

Pourquoi cela se produit-il ? Parce que dans la fabrication industrielle, la complexité n’est pas toujours visible. Elle se cache souvent dans des détails géométriques qui obligent à modifier les processus, les outils ou les stratégies d’usinage.

Dans cet article, nous passons en revue les géométries qui ont tendance à augmenter le coût d’une pièce sans que le concepteur en soit conscient.

1. Parois trop fines dans l’usinage CNC

Une paroi fine peut sembler être un détail mineur en CAO, mais en fabrication, c’est un véritable signal d’alarme. À l’écran, tout semble parfait, mais dans la réalité, c’est une autre histoire.

• En usinage CNC, les parois fines obligent à réduire les avances et les profondeurs de passe afin d’éviter les vibrations.
• Augmente le risque de déformation pendant l’usinage et également lors du démontage de la pièce.
• Dans de nombreux cas, des outils spécifiques ou des stratégies spéciales sont nécessaires pour éviter les rejets.

De plus, une paroi trop fine augmente la variabilité du processus, ce qui se traduit par davantage de contrôles et davantage de pièces rejetées. Il en résulte un temps machine plus long, davantage de risques et, par conséquent, un coût plus élevé.

2. Trous profonds et petits diamètres dans les pièces usinées

Les trous profonds et étroits sont l’un des grands ennemis du coût, même s’ils ne sautent pas aux yeux.

• Ils nécessitent des outils longs et fins, beaucoup plus fragiles.
• Ils réduisent la stabilité du processus et augmentent le risque de rupture de l’outil.
• Ils obligent à mécaniser plus lentement et avec davantage de supervision.

Chaque rupture implique d’arrêter la machine, de remplacer l’outil et, dans le pire des cas, de refaire la pièce. En règle générale, lorsque la profondeur dépasse 4 à 5 fois le diamètre, le coût commence à augmenter de manière non linéaire.

3. Petits rayons intérieurs et problèmes de fabricabilité

Les rayons intérieurs très petits ou pratiquement à angle droit sont faciles à dessiner en CAO, mais compliqués et coûteux à fabriquer.

• Ils obligent à utiliser des outils de diamètre réduit.
• Ils augmentent considérablement le temps d’usinage.
• Ils augmentent l’usure et le risque de rupture de l’outil.

Dans de nombreux cas, augmenter le rayon intérieur de quelques millimètres n’affecte pas la fonction de la pièce, mais peut réduire considérablement le temps et le coût de fabrication. Dans la mesure du possible, les rayons plus grands sont moins chers.

4. Tolérances ajustées et surcoût dans la fabrication de pièces et de prototypes

L’une des causes les plus courantes de surcoût pour des pièces apparemment simples est la définition de tolérances trop strictes sans justification fonctionnelle.

• Les tolérances serrées nécessitent des contrôles supplémentaires.
• Dans de nombreux cas, ils nécessitent des processus secondaires tels que des rectifications ou des ajustements manuels.
• Augmentation du pourcentage de pièces rejetées pour de légères divergences.

La question clé à se poser est toujours la suivante : cette tolérance est-elle fonctionnelle ou purement esthétique ? Ajuster les tolérances uniquement là où elles apportent une valeur ajoutée peut réduire considérablement les coûts.

5. Surfaces inaccessibles et mauvaise orientation

Une pièce peut être géométriquement simple et pourtant très complexe à fabriquer si l’accès de l’outil n’a pas été pris en compte.

• Les surfaces mal orientées nécessitent davantage de changements d’arrimage.
• Chaque repositionnement implique un temps de préparation supplémentaire.
• Dans certains cas, cela oblige à utiliser des machines à plusieurs axes, plus coûteuses.

Concevoir en tenant compte de la manière dont la pièce est réellement fixée et usinée permet de simplifier le processus et de réduire considérablement les coûts.

6. Fausses symétries dans la conception des pièces usinées

Les pièces qui semblent symétriques mais qui ne le sont pas posent souvent des problèmes inattendus lors de la fabrication.

• Ils empêchent la réutilisation des outils ou des stratégies d’usinage.
• Ils obligent à repositionner la pièce même si le changement est minime.
• Ils rompent la répétitivité et l’efficacité du processus.

Parfois, un léger déplacement, un perçage décentré ou un détail asymétrique transforme une pièce bon marché en une pièce complexe et plus coûteuse.

7. Finitions de surface exigeantes

Une finition de surface visuellement propre ou esthétique n’est pas toujours facile ni bon marché à obtenir.

• Nécessite des passages finaux plus lents et plus contrôlés.
• Dans de nombreux cas, cela implique des opérations de polissage manuelles.
• Augmente le temps total de fabrication et de manipulation.

Définir des finitions exigeantes uniquement dans les zones visibles ou fonctionnelles permet d’équilibrer l’esthétique, le coût et la viabilité. Il convient de spécifier des finitions uniquement là où elles apportent une réelle valeur ajoutée.

Du CAO à l’atelier : valider la fabricabilité avec Proto&Go!

En fabrication, le coût n’est pas seulement défini par la forme générale d’une pièce, mais aussi par les détails géométriques et les décisions de conception prises à partir de la CAO.

Une pièce bien conçue n’est pas la plus simple visuellement, mais celle qui remplit sa fonction, peut être fabriquée de manière robuste et minimise le temps, les risques et les opérations.

Comprendre comment un modèle CAO se traduit dans un processus de production réel est essentiel pour développer des produits viables et évolutifs. De nombreuses géométries apparemment anodines deviennent de véritables problèmes lorsqu’elles arrivent à l’atelier.

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