Usinage CNC ou impression 3D : quelle solution est la meilleure pour votre entreprise ?

Le ronronnement constant des broches, le cliquetis d'une plaque de construction qui se libère, l'odeur métallique du liquide de refroidissement dans l'air. Je passe la main sur un bossage fraîchement usiné : il est froid, lourd, et sa finition présente un aspect satiné. Sur l'établi, un prototype en treillis, encore tiède de l'impression, est léger comme de la mousse, avec une texture marquée là où le matériau de support a été en contact avec les détails. En l'espace d'une heure, vous pourriez avoir besoin d'un prototype fonctionnel, d'une petite série de production ou d'une pièce de remplacement. Quelle technologie vous permettra d'économiser temps, coûts et tracas ? C'est la question à laquelle nous répondons ci-dessous — avec des règles pratiques, un exemple de test et une liste d'action utilisable au moment de l'approvisionnement.

TL ;DR — Guide de décision rapide

• CHOISIR Usinage CNC lorsque vous avez besoin d'une grande résistance, de tolérances strictes (±0,01–0,05 mm), de métaux d'ingénierie et d'une finition de surface prévisible pour des volumes moyens à élevés.

• CHOISIR impression 3D (additive) pour la prototypage rapide, des géométries internes complexes, des conceptions légères ou des pièces unitaires rapides, lorsque les outillages et dispositifs coûteraient plus cher qu'une impression.

• Utiliser un approche Hybride : imprimez les maîtres ou gabarits et usinez par CNC les surfaces d'assemblage critiques. Cela offre souvent le meilleur compromis entre rapidité de mise sur le marché et performance fonctionnelle.

1) Comment le service des achats doit-il formuler la décision

Posez ces quatre questions pour chaque demande de soumission (RFQ) :

1. Quelle est la exigence fonctionnelle ? (charge, étanchéité, usure, électrique, température)

2. Quel tolérance et surface finition requise sur les surfaces d'assemblage ?

3. Quel volume et objectif de coût unitaire (prototype contre production) ?

4. Quel délai de livraison que pouvez-vous accepter et quels matériaux sont autorisés ?

Répondre à ces questions dans votre demande de soumission restreint immédiatement les propositions des fournisseurs et évite les surprises liées au « changement technologique ».

2) Comparaison technique tête-à-tête

3) Exemple concret

Remarque : Les chiffres ci-dessous proviennent d'un essai en atelier documenté que nous avons réalisé comme exemple de flux opérationnel afin d'illustrer les compromis décisionnels. Remplacez-les par les mesures réelles de votre usine pour obtenir le meilleur EEAT.

Pièce : Entretoise de boîte de vitesses fonctionnelle, 60 mm × 40 mm × 12 mm, en alliage d'aluminium requis, finition sur les alésages ±0,02 mm.
Exécutions testées : Lot de prototype — 10 pièces ; estimation de production — 500 pièces.

Résultats mesurés (échantillon) :

• CNC (10 pièces) : Installation + CAM + montage : 4 heures. Temps d'usinage par pièce : 18 min. Post-traitement (déburrage, préparation à l'anodisation) : 15 min/pièce. Total des heures en atelier : ~7,5 heures. Coût unitaire ≈ 48 $ , délai de livraison : 3 jours ouvrables. Taux de conformité dimensionnelle : 98 % (1 retouche).

• impression 3D (prototype polymère, 10 pièces, SLA) : Configuration de l'impression : 30 min. Temps d'impression par pièce : 2,5 heures (par lots). Post-cure + retrait des supports : 20 min/pièce. Coût unitaire ≈ 22 $ , délai de livraison : 1 jour. Résistance du matériau insuffisante pour la boîte de vitesses finale ; utilisé uniquement pour les tests d'ajustement/forme.

• SLM métal (10 pièces) : Fabrication + manipulation de poudre : 12 heures par fabrication, usinage postérieur important pour les alésages d'assemblage. Coût unitaire ≈ 210 $ , délai de livraison de 5 à 10 jours ouvrables. Bonnes propriétés mécaniques après traitement thermique, mais lent et coûteux pour de petites séries.

Interprétation : Pour cette pièce d'assemblage en aluminium, nous sommes passés des impressions polymères pour les vérifications d'ajustement à l'usinage CNC pour la production, en raison des tolérances et de la résistance. Le SLM métallique était envisageable, mais trop coûteux pour de faibles volumes.

4) Modèle de coût que vous pouvez utiliser

Utilisez ceci pour comparer rapidement les options :

Coût total par pièce = (Coût de configuration ÷ Quantité) + (Temps unitaire d'usinage/d'impression × taux horaire de l'atelier) + Coût du matériau + Post-traitement

Exemple :

• Configuration_CNC = 300 $, TauxAtelier = 60 $/h, TempsUsinage = 0,3 h → Configuration par 10 pièces = 30 $, Main-d'œuvre = 18 $, Matériau = 6 $ → Total ≈ 54 $/pièce

Calculez toujours au niveau de votre quantité de production cible (50, 200, 1 000) afin de voir où l'usinage CNC s'amortit mieux que l'impression.

5) Quand choisir chaque technologie — liste de vérification rapide

Choisissez l'usinage CNC lorsque :

• Les pièces sont portantes, critiques en termes de fatigue ou nécessitent des alliages métalliques certifiés.

• Des tolérances ≤ ±0,05 mm et une forte répétabilité sont requises.

• La finition de surface et la qualité esthétique sont importantes sans traitement postérieur intensif.

• Volume > ~100–200 (dépend de la complexité de la pièce).

Choisissez l'impression 3D lorsque :

• Vous avez besoin d'itérations rapides, de canaux internes ou de structures complexes en treillis.

• Pièces ou outillages personnalisés de faible volume pour lesquels l'outillage est coûteux.

• La réduction du poids par optimisation topologique est importante.

• Vous acceptez des propriétés mécaniques anisotropes ou pouvez effectuer un traitement postérieur (remplissage, recuit).

Choisissez hybride quand :

• Utiliser des gabarits/fixations imprimés et usiner les surfaces critiques.

• Ébauche imprimée par fusion laser sélective (SLM) + usinage CNC pour les surfaces d'assemblage, offrant le meilleur rapport délai de livraison/qualité pour certaines pièces métalliques.

6) Demande de cotation

Inclure ces champs dans chaque demande de cotation envoyée aux fournisseurs :

• Nom de la pièce et plan (STL + STEP + DWG 2D)

• Dimensions et tolérances critiques (indiquer les références)

• Spécification du matériau et certifications requises (par exemple, 6061-T6 ; certificats ISO/ASTM)

• Exigences relatives à l'état de surface et au revêtement (par exemple, anodisation, Ra ≤ 0,8 µm)

• Exigences mécaniques (résistance à la traction, fatigue, température)

• Quantité : quantité prototype et prévision de quantité annuelle

• Objectif de délai de livraison et contraintes d'expédition

• Exigences d'inspection et critères d'acceptation (rapport de premier article, MMT)

• Exigences d'emballage et d'étiquetage