Pourquoi deux devis de fonderie d'aluminium pour une même pièce peuvent différer de 60 %

Au printemps dernier, un client a envoyé le même fichier STEP à quatre fonderies. Les devis reçus s'élevaient à 4,20 £, 5,05 £, 6,10 £ et 6,80 £ par pièce. Même pièce, même alliage, même volume annuel de 12 000 unités.

Il pensait que trois d'entre eux gonflaient les prix. En réalité, tous les quatre étaient honnêtes. Ils travaillaient simplement sur des machines différentes, annonçaient des taux de rebut différents, et deux d'entre eux avaient discrètement modifié son système de convoyeurs.

Voici ce qui se cache derrière cette double page, et comment la lire.

Le problème du support de tonnage

La force de serrage est le premier élément qui influence un devis, et cette influence se fait par paliers plutôt que de manière continue.

Il vous faut une force de serrage suffisante pour maintenir la matrice fermée face au métal qui tente de l'ouvrir. En gros, cela correspond à la surface projetée de votre pièce, augmentée de la surface du canal d'alimentation et des débordements, multipliée par la pression dans la cavité. Si la force requise est de 780 tonnes, vous utiliserez une machine de 800 tonnes. Si elle est de 810 tonnes, vous utiliserez une machine de 1250 tonnes, car il n'existe pas de force intermédiaire.

Ce passage à une machine de 1250 tonnes a un coût élevé. Une machine de 1250 tonnes coûte plus cher à l'heure qu'une de 800 tonnes, et la différence est loin d'être négligeable.

Ce qui explique ce que les acheteurs trouvent suspect. Un fournisseur propose un prix bas car sa presse de 800 tonnes est parfaitement adaptée. Un autre propose un prix élevé car sa plus petite machine compatible est une 1250 et qu'il faudrait usiner votre petite pièce sur une presse surdimensionnée. Aucun des deux ne ment. Le second n'est tout simplement pas l'atelier idéal pour ce type de travail.

Il est donc important de poser les questions suivantes dès le début : quel tonnage de presse sera nécessaire et combien en possédez-vous ? Un atelier équipé d’une presse de 800 tonnes et dont le carnet de commandes est plein proposera un prix prudent. Un atelier qui en possède quatre ne le fera pas.

La dénomination des alliages est un véritable piège.

Cela engendre une réelle confusion dans les projets transfrontaliers et coûte de l'argent aux particuliers.

Un ingénieur européen inscrit la norme EN AC-46100 sur le dessin. Un fournisseur asiatique la consulte, fournit la norme ADC12, et les deux parties pensent être d'accord. C'est globalement le cas : ces désignations correspondent dans l'ensemble. Cependant, les plages de composition se chevauchent plutôt que de correspondre exactement, notamment pour le fer et le zinc.

La teneur en fer est plus importante qu'on ne le pense. Trop faible, et la pièce coulée adhère à la face de la matrice, ce qui réduit considérablement le temps de cycle et finit par endommager la surface de l'outil. Trop élevée, et l'alliage devient cassant. La plage de fonctionnement habituelle se situe entre 0,8 et 1,1 %, et une fusion composée principalement de ferraille recyclée peut s'en éloigner.

Rien de tout cela ne justifie d'éviter ADC12 ou les produits asiatiques. Aluminium moulé sous pressionC’est pourquoi il est important de préciser les limites de composition directement sur votre dessin plutôt que de se fier à une désignation, et de demander un certificat spectrographique par coulée plutôt qu’une fiche technique générique.

Le même principe s'applique implicitement au moulage du zinc. Sur le papier, le Zamak 3 et le Zamak 5 semblent interchangeables jusqu'à ce que l'adhérence du placage révèle une différence.

Rendement du coureur — le chiffre que personne ne cite explicitement

Voici une ligne de coût que la plupart des acheteurs ne voient jamais détaillée.

Lors de l'injection d'aluminium, on ne remplit pas seulement la pièce. On remplit également le système de canaux, le manchon d'injection et les ergots de récupération des premières gouttes d'aluminium. Tout cela se solidifie. L'excédent est ensuite ébarbé et réintroduit dans le four.

Le rendement (poids de la pièce divisé par le poids total des billes d'injection) se situe généralement entre 50 % et 70 % pour l'aluminium. Une pièce de 400 grammes peut nécessiter 650 grammes de billes d'injection.

La refusion permet de récupérer le métal mais pas l'énergie, et elle n'est pas gratuite. Chaque cycle de refusion entraîne également une perte de magnésium et la formation d'un peu d'oxyde ; les fonderies ne peuvent donc pas fonctionner indéfiniment avec un taux de récupération de 100 %.

Voici comment cela influe sur votre devis : un fournisseur ayant conçu un système d'alimentation précis et efficace propose un coût du métal inférieur à celui d'un fournisseur ayant prévu des canaux d'alimentation plus larges pour garantir le remplissage. Cette seconde solution est plus sûre pour lui, mais plus coûteuse pour vous. Si un devis vous paraît élevé, demandez le poids de grenaille pris en compte. La réponse est révélatrice, et les fournisseurs honnêtes vous la communiqueront.

L'indemnité pour la ferraille, et pourquoi personne n'en parle.

Chaque fonderie intègre un taux de rebut prévu dans son prix. Pour les pièces simples, ce taux peut être de 2 à 3 %. Pour les pièces à parois minces avec des spécifications d'étanchéité strictes, il peut atteindre 8 à 12 %.

Ce chiffre reflète le risque réel lié au processus. Une pièce présentant une surface esthétique exigeante, un circuit d'écoulement complexe ou une exigence d'étanchéité à l'hélium tombera plus souvent en panne, et ces pannes ont un coût.

Le problème survient lorsqu'un fournisseur annonce un taux de rebut optimiste pour remporter le contrat, puis se heurte à la réalité en production. S'ensuit alors soit une renégociation de prix, soit une discussion sur la qualité, deux options qui coûtent plus cher que l'écart initial.

Il est pertinent de poser la question directement : quel taux de rebut avez-vous pris en compte, et quels sont les facteurs qui le déterminent pour cette pièce en particulier ? Une fonderie qui vous donne un chiffre et une explication a modélisé votre production. Celle qui affirme « nous n’avons pratiquement pas de rebut » ne l’a pas fait.

Qu'est-ce qui rend une pièce chère ?

Abstraction faite du marché, voici les leviers à l'intérieur de votre propre schéma.

L'épaisseur des parois est un facteur crucial, et son influence est réciproque. Des parois épaisses impliquent une plus grande quantité de métal, un temps de solidification plus long et des cycles plus lents. À l'inverse, des parois trop fines réduisent le remplissage, augmentent les rebuts et transforment le coût du métal en coût de rebut. Une épaisseur d'environ 2,0 à 3,0 mm est généralement optimale pour les pièces moulées en aluminium.

Chaque opération latérale engendre des coûts d'outillage supplémentaires, du temps de cycle et une étape de maintenance. Convertir une contre-dépouille en perçage après la coulée est souvent plus économique sur l'ensemble du programme, malgré l'ajout d'une étape d'usinage.

Les tolérances sont souvent appliquées avec beaucoup trop de souplesse. Les pièces en aluminium moulé ont une tolérance d'environ ±0,13 mm. Toute tolérance inférieure nécessite un usinage. J'ai vu des plans où une tolérance de ±0,05 mm était spécifiée pour un alésage de dégagement, ce qui impliquait un montage, un réglage et deux minutes de temps de cycle supplémentaires pour chaque pièce, sans aucune justification fonctionnelle.

La classe cosmétique fonctionne de la même manière, mais discrètement. Les surfaces visibles de classe A nécessitent un remplissage plus lent, un meilleur entretien des matrices et une marge de rebut plus importante. Spécifiez-la uniquement là où elle est visible.

Le nombre de cavités est un simple calcul. Deux cavités permettent de diviser par deux le coût machine par pièce et d'augmenter le coût de l'outillage de 60 à 70 %. La rentabilité de cet investissement dépend entièrement du volume de production ; il est donc essentiel de le comparer à des prévisions réalistes.

L’approvisionnement distribué et ce qu’il cache

Les plateformes en ligne et les réseaux de courtiers permettent désormais d'obtenir facilement un devis pour la fonderie d'aluminium en 24 heures auprès d'un partenaire que vous ne rencontrerez jamais. C'est vraiment pratique. Il est également important de bien comprendre ce que vous négociez.

Lorsqu'un problème survient à la 4 000e injection (et cela finit toujours par arriver, généralement un défaut de soudure de la puce ou une dérive dimensionnelle due à l'usure de la cavité), il est essentiel d'avoir un contact direct avec la personne qui a réalisé l'usinage. Un réseau performant le permet. Un réseau rudimentaire vous oblige à faire appel à un gestionnaire de compte qui relaie les messages malgré le décalage horaire, et chaque aller-retour coûte une journée.

Demandez à qui appartient l'outillage et s'il est transférable. Obtenez une confirmation écrite avant la commande d'outillage, pas après. Les litiges relatifs à la propriété des outils sont la principale cause de blocage d'un programme de fonderie, et ils sont parfaitement évitables grâce à une simple clause.

Demandez également où se trouve physiquement l'outil. « Nous avons 260 partenaires » est une indication de capacité, et non une réponse concernant votre matrice spécifique.

Points à vérifier avant de s'engager

• Que le devis comprenne l'ébavurage, l'usinage et la finition, ou seulement la pièce brute de fonderie, cela explique à lui seul de nombreux écarts de prix.
• Le taux de fuite testé, exprimé en mbar·L/s, et le type de test (à 100 % ou par échantillonnage) sont précisés. L'appellation « étanche à la pression » n'est pas une spécification.
• On suppose T5 ou T6. Les pièces moulées sous pression classiques présentent des cloques au-delà de 500 °C en raison de la dilatation des gaz emprisonnés. Par conséquent, le procédé T6 implique généralement l'utilisation d'un moule permanent en aluminium A356 ou le recours à un moulage sous vide haute intégrité. Un fournisseur qui accepte un procédé T6 pour une pièce moulée sous pression standard sans le qualifier n'a pas suffisamment réfléchi à la question.
• Que le prix comprenne l'inspection du premier article et un rapport dimensionnel, ou que ce soit en supplément.
• Leur liste de machines. Pas « nous avons du matériel moderne », mais la capacité de tonnage réelle, car c'est ce qui vous indique si votre pièce s'y intègre facilement ou difficilement.

Où finissent les pièces moulées en aluminium

Les secteurs de l'électronique et de l'énergie consomment de grandes quantités de boîtiers moulés sous pression, de dissipateurs thermiques et d'enceintes. L'hydraulique et la mécanique utilisent des corps de vannes, des carters de pompes et des collecteurs, où l'étanchéité est primordiale. L'automobile et les véhicules électriques utilisent des carters de moteurs, des supports de batteries et des éléments structuraux, dans des volumes de production qui n'existaient pas il y a dix ans. La plomberie utilise des raccords et des brides de tuyauterie en métal moulé, et la plupart des fabricants de raccords de tuyauterie produisent en parallèle des pièces en aluminium, en laiton et en zinc. Les machines industrielles combinent constamment pièces moulées et fabrications métalliques sur mesure.

Cette dernière combinaison mérite réflexion. Le moulage et la fabrication de structures ne sont pas concurrents. Un élément moulé regroupe ce qui serait autrement six plaques soudées, mais la structure qui l'entoure est tout de même découpée, formée et soudée. Un fournisseur proposant à la fois des services de moulage et de fabrication sur mesure peut repousser les limites de cette approche afin de minimiser le coût total – et c'est rarement là où l'un ou l'autre spécialiste, pris individuellement, l'aurait envisagé.

Revenons à ces quatre devis. Mon client a opté pour celui à 5,05 £, qui n'était pas le moins cher. Ce fournisseur avait renvoyé le modèle avec une note proposant une ligne de joint décalée de 11 mm par rapport à son tracé initial, ce qui a entraîné la destruction d'un coulisseau et une réduction du coût de l'outillage d'environ 7 000 £.

Le devis à 4,20 £ était accompagné de aucun commentaire. À force de se faire avoir, on finit par se dire que ce n'est plus une bonne affaire, mais plutôt un magasin qui n'a même pas encore ouvert le dossier.