Lorsque vous envisagez l’achat d’un nouveau centre d’usinage menuiserie pour vos fenêtres et portes en bois, la comparaison commence presque toujours par la fiche technique.

Combien d’axes compte la machine CN? Quelle puissance à la broche, en kW? Quelle est la taille de la zone de travail?

Ces réponses comptent, mais elles ne disent pas combien de menuiseries finies sortent de la machine en fin de poste. La productivité réelle dépend en effet de deux facteurs:

• la fréquence à laquelle la machine s’arrête pour charger les pièces et repositionner les étaux;
• le temps dont votre bureau d’études a besoin pour transformer une commande en programme prêt à être exécuté.

Si l’une de ces deux étapes ralentit, même le centre d’usinage le plus rapide reste à l’arrêt, en attente.

Alors, quelle configuration convient vraiment à votre production ? Comment estimer les temps de cycle avant de signer la commande ? Et comment calculer le retour sur investissement ? Nous vous l’expliquons dans cet article.

Pour choisir un centre d’usinage pour menuiseries, il faut d’abord réfléchir au nombre d’axes et à l’architecture de la machine. Ces deux éléments influent différemment sur votre volume de production et sur la qualité du produit fini.

Entre une machine 4 axes et une machine 5 axes pour la fabrication de menuiseries, la principale différence tient à la capacité de gérer des géométries complexes et à la flexibilité d’usinage.

Sur un centre 4 axes, la tête se déplace selon les trois axes linéaires standard (X, Y, Z) et pivote autour de l’axe vertical. Elle peut ainsi réaliser des profilages assez complexes sans rebrider la pièce. Ce type de centre d’usinage est idéal pour la fabrication en série de portes et fenêtres avec des usinages standard (perçages pour la quincaillerie, fraisage des assemblages et tenonnage).

Les centres d’usinage 5 axes disposent d’un second axe rotatif, qui permet à la tête de fraisage de s’orienter sur deux plans différents. Vous pouvez ainsi:

• usiner jusqu’à 5 faces d’un profil en un seul bridage, sans aucune reprise;
• réaliser des fenêtres et portes design aux profils complexes, avec rainures 3D ou éléments décoratifs élaborés nécessitant une interpolation simultanée.

Ce second axe rotatif incline l’outil par rapport à la pièce. Il est indispensable pour réaliser des cintres, des cadres inclinés et des assemblages hors équerre. C’est le cas de Stuyts, qui a fabriqué des fenêtres historiques cintrées et inclinées sur une Weinig Vario MC 50: traverses et montants s’assemblent sur l’arc avec des angles qui varient d’un assemblage à l’autre.

Demandez au constructeur s’il s’agit d’un 5 axes positionné (3+2), où la tête s’incline puis usine, ou d’un 5 axes en interpolation continue, où tous les axes se déplacent simultanément. La différence pèse sur le prix et sur la programmation.

Si vous recherchez une installation peu encombrante pour des pièces unitaires (y compris spéciales) et de petites séries, un centre CN compact est fait pour vous.

Voulez-vous fabriquer des menuiseries standard et spéciales dans le même atelier? Optez pour une machine à consoles, dont les étaux repositionnables sont montés sur les barres de la table. Sur la SCM Accord 600 de Carpintaria CASANOVA, une électrobroche 5 axes de 13,5 kW travaille aux côtés d’une électrobroche 4 axes de 21 kW. Profils cintrés et usinages standard sont réalisés au cours de la même session.

Un centre multi-têtes à portique comporte plusieurs motorisations montées sur un portique. C’est le cas de la Biesse WinLine, qui absorbe des volumes de production plus élevés.

Les temps de cycle annoncés dans une offre se réfèrent souvent à une pièce type. Pour connaître le temps réel de fabrication de vos menuiseries, prenez en compte:

• les opérations de profilage, de tenonnage et de perçage, avec des avances adaptées à l’essence de bois et à la section à réaliser;
• les changements d’outils, qui dépendent du nombre d’outils nécessaires au profil et de la capacité du magasin;
• le repositionnement des étaux entre deux pièces;
• le chargement et le déchargement des pièces, beaucoup moins pénalisants en travail pendulaire, quand l’opérateur charge une zone pendant que la machine usine dans l’autre.

Il existe aussi un temps qui ne figure sur aucune fiche: celui nécessaire pour préparer et corriger le programme. Chaque modification faite au pied de la machine et chaque redémarrage du cycle allongent le temps réel.

C’est pourquoi, avant d’acheter un centre d’usinage, demandez au constructeur un essai sur votre production réelle plutôt que sur une pièce de démonstration: vos profils, votre quincaillerie, vos outils, vos épaisseurs. Lors de l’installation de PowerWIN sur une Biesse WinLine, par exemple, l’essai a porté sur des levant-coulissants bois de 68 et 92 mm et bois-alu de 68 mm.

Mesurez le résultat en menuiseries finies par poste. C’est ce chiffre qui vous permet de comparer les offres entre elles et de les confronter à votre mix réel de standard et de spécial.

Voulez-vous voir comment un flux de données structuré réduit les arrêts et les redémarrages sur un centre d’usinage 5 axes?

Pour une machine CN neuve, le prix dépend de la configuration: nombre d’axes et d’électrobroches, magasin d’outils, système de chargement. La seule façon d’obtenir un chiffre fiable est de demander une offre sur une configuration définie.

Pour comparer différentes offres, additionnez tous les postes de l’investissement:

• machine et système de chargement/déchargement;
• outils et agrégats pour vos profils;
• logiciel FAO et post-processeur pour le centre d’usinage choisi;
• installation, réception et formation des opérateurs et du bureau d’études;
• contrat d’assistance et de maintenance.

Une offre plus basse sur la machine CN peut cacher des coûts sur les outils, le logiciel ou la formation.

Le ROI d’un centre d’usinage se mesure à la marge qu’il génère chaque année. Trois postes sont à estimer:

• les menuiseries supplémentaires par poste, multipliées par la marge unitaire et par le nombre de jours ouvrés;
• les heures de programmation économisées au bureau d’études, multipliées par le coût horaire;
• les reprises et les rebuts évités.

Divisez le coût total par le gain annuel pour obtenir le délai de retour sur investissement.

Pour les temps et les coûts de chaque étape, vous pouvez partir des données de votre propre cycle de production. Avec les phases de production de PowerWIN, par exemple, vous configurez des centres de coût main-d’œuvre et machine et obtenez une estimation des temps et des coûts de chaque phase de fabrication de la menuiserie.

En France, plusieurs leviers permettent d’alléger le coût d’un centre d’usinage menuiserie neuf. Le premier est fiscal. Les biens d’équipement industriels neufs amortissables sur au moins trois ans peuvent bénéficier de l’amortissement dégressif, qui concentre les déductions sur les premières années (coefficient de 2,25 pour une durée d’utilisation supérieure à six ans). Les logiciels acquis, y compris un logiciel menuiserie CN, peuvent quant à eux être amortis de façon exceptionnelle sur 12 mois.

Pour préserver votre trésorerie, le crédit-bail et la location financière vous évitent de mobiliser vos fonds propres. Bpifrance propose aussi des prêts dédiés à l’investissement industriel, souvent en complément d’un financement bancaire. De nombreuses Régions accordent enfin des aides à l’investissement productif, parfois réservées aux projets de modernisation ou de numérisation. Un centre d’usinage interconnecté à votre système de gestion de production renforce alors votre dossier.

Le point clé est le calendrier: les aides régionales doivent en général être demandées avant tout engagement de la dépense, donc avant de signer le bon de commande. Avant de vous engager, vérifiez les conditions en vigueur avec votre expert-comptable, auprès de Bpifrance et de votre Région.

Un centre d’usinage plus rapide réduit le temps machine, pas celui du bureau d’études. Si chaque variante demandée par le client implique de redessiner assemblages et profils et de réécrire le programme, le goulot d’étranglement reste en amont. Une partie de la capacité que vous avez payée reste alors inutilisée.

Un logiciel CAO/FAO dédié à la menuiserie raccourcit le chemin entre le projet et le code machine. Dans PowerWIN, par exemple:

• à partir du même projet, vous générez la nomenclature, les listes de débit et le programme du centre d’usinage;
• la FAO automatique applique les usinages au projet selon des règles que vous définissez;
• le code ISO est généré automatiquement pour les machines 3, 4 et 5 axes;
• PowerSIM simule les usinages et, avec le module Contrôle des collisions, évite les collisions entre les outils et les organes de la machine.

Avant la commande, vérifiez un point souvent négligé: le logiciel doit disposer du post-processeur adapté à la machine que vous achetez. C’est le module qui traduit la trajectoire d’outil dans le langage de sa commande numérique. Posez la question au constructeur comme à l’éditeur du logiciel FAO, et découvrez comment fonctionnent les post-processeurs et les plugins.

Voulez-vous savoir comment PowerWIN s’intègre au centre d’usinage que vous évaluez?