Réponse directe : la formule de calcul du coût de forgeage
Calculer le coût total de forgeage de l'acier implique de résumer quatre piliers principaux : Coût du matériel (poids net plus perte flash), Coûts d’outillage/matrices (amorti sur la durée de production), Coût de conversion (énergie, main d’œuvre et frais généraux de la machine), et Coûts de post-traitement (traitement thermique et usinage). Pour un équipement standard de taille moyenne, le matériau représente généralement 40 à 50 % du prix unitaire total, tandis que l'outillage est la variable initiale la plus importante.
Coûts des matières premières et efficacité du rendement
Le point de départ de toute estimation est le poids de la billette brute. Dans forgeage de l'acier , vous devez payer plus de métal que le poids réel de la pièce finie. Cela est dû au « flash », c'est-à-dire à l'excès de métal qui s'échappe de la matrice pour garantir que la cavité est complètement remplie.
Calcul du poids du matériau
Poids total du matériau = perte d'échelle de perte flash du poids de la pièce finie. La perte de tartre se produit pendant le chauffage lorsque la surface de l'acier s'oxyde ; cela explique généralement 1% à 3% du poids total . La perte d'éclair peut aller de 10 % pour des formes simples à 30 % pour des géométries fines et complexes.
- Exemple : Si un vilebrequin fini pèse 20 kg et présente une perte d'éclair/calcaire de 20 %, vous devez acheter 25kg d'acier brut .
- Taux actuel du marché : multiplié par le prix au kg de la nuance spécifique (par exemple, acier au carbone 1045 contre acier allié 4140).
Amortissement des matrices et des outillages
Les matrices de forgeage sont chères car elles sont fabriquées à partir d'aciers à outils à haute résistance (comme le H13) usinés avec précision et traités thermiquement. Il s’agit d’un « coût irrécupérable » qui doit être pris en compte dans le prix par pièce.
Pour calculer cela, prenez le coût total du jeu de matrices (par exemple, 15 000 $) et divisez-le par le volume de production attendu. Si vous ne produisez que 1 000 pièces, l'outillage ajoute 15,00 $ par unité . Si vous produisez 15 000 pièces, cela n'ajoute que 1,00 $ par unité . C'est pourquoi les commandes volumineuses sont nettement plus rentables pour forgeage de l'acier .
Coût de conversions: Energy and Overhead
Cela fait référence au « travail » réel de transformation de la billette brute en une forme forgée. Il est généralement calculé en fonction du temps machine ou des taux de tonnage.
| Élément de coût | Descriptif | Niveau d'impact |
|---|---|---|
| Énergie de chauffage | Puissance du four à induction ou à gaz | Élevé (varie selon le poids) |
| Temps de marteau/presse | Tarif horaire du matériel de forge | Modéré (dépend des accidents vasculaires cérébraux) |
| Travail direct | Salaires des opérateurs et des régleurs | Modéré |
Opérations secondaires et contrôle qualité
Une pièce forgée est rarement terminée immédiatement après l’arrêt du marteau. Le forgeage crée des contraintes internes qui doivent être gérées et la surface nécessite souvent un raffinement.
Traitement thermique
La normalisation, le recuit ou la trempe et le revenu sont essentiels pour Pièces forgées en acier allié pour atteindre la dureté requise. Cela peut ajouter 0,20 $ à 1,00 $ par kg en fonction du temps de cycle et des exigences du four.
Grenaillage et nettoyage
Pour éliminer le tartre d'oxydation, les pièces sont "sablées" avec des grains d'acier. Il s'agit d'une étape relativement peu coûteuse mais nécessaire pour garantir que la pièce est propre en vue de l'inspection ou de l'usinage final.
L'importance du facteur de complexité
Tous les kilogrammes ne sont pas égaux. Un simple disque rond est beaucoup moins cher à forger qu'un boîtier à paroi mince avec des cavités profondes. Les pièces très complexes nécessitent davantage de « coups » de marteau, une usure plus élevée des matrices et des ébavurages plus fréquents, ce qui augmente le coût de conversion. Lors de l'estimation, les ingénieurs appliquent souvent une Multiplicateur de complexité (1,0 à 2,5) au taux de conversion de base pour tenir compte de ces défis.
Liste de contrôle récapitulative pour les estimations falsifiées
Pour obtenir un prix précis, assurez-vous d'avoir calculé les éléments suivants :
- Poids des billettes : Poids fini 15-25% de déchets.
- Durée de vie de l'outillage : Combien de pièces la matrice peut-elle fabriquer avant de devoir être recoupée ?
- Taux de débit : Combien de pièces sont forgées par heure ?
- Coûts d'inspection : Exigences en matière de tests de particules magnétiques ou d'ultrasons.
