Qué afecta el costo del mecanizado CNC y cómo ahorrarlo

El mecanizado de control numérico por computadora (CNC) es el tipo de fabricación en el que las piezas se fabrican con la ayuda de códigos numéricos. Hay muchas ventajas del mecanizado CNC, como que aumenta la velocidad de producción de piezas y reduce mucho el tiempo de fabricación en el caso de la producción de piezas idénticas.

También reduce los errores humanos durante la fabricación, ya que está siendo controlado por la computadora. También se prefiere el mecanizado CNC para la producción de piezas complejas con precisión.

La impresión 3D se diferencia de las operaciones CNC en que es un tipo de fabricación aditiva. Para la producción de plástico y materiales de menor calidad, se prefiere la impresión 3D. Sin embargo, cuando se requiere cortar los productos con precisión y se requiere una gran cantidad de productos idénticos, se prefiere el mecanizado CNC en lugar de la impresión 3D.

Los productos de diversos materiales se pueden fabricar con el uso de máquinas CNC, es decir, metales, aleaciones y plásticos. El costo de los servicios de impresión 3D no se prefiere para la producción en masa. El costo requerido para fabricar productos usando tecnología CNC depende de diferentes factores.

En este artículo, se analizan diferentes factores que afectan el costo del mecanizado CNC. Le ayudará a calcular los costes de mecanizado CNC y le dará consejos para reducirlos.

9 factores que afectan el cálculo del costo de mecanizado CNC

Los costos de mecanizado CNC pueden variar según diferentes factores, como se explica a continuación:

1. Costos de la máquina CNC

El coste de mecanizado cambia con el cambio de tipo de máquina. Principalmente, hay dos tipos de máquinas que se utilizan para la fabricación de piezas mediante mecanizado CNC, es decir, máquinas de 3 ejes y máquinas de varios ejes.

El costo de la máquina también depende de varios factores, como el tamaño y el peso de la máquina, la velocidad, la potencia y la configuración de la máquina.

El costo de mecanizado se calcula por hora y el costo aproximado del mecanizado CNC de 3 ejes es de alrededor de 40 $ por hora, mientras que para las máquinas de torneado CNC es de alrededor de 35 $ por hora. La tarifa por hora de mecanizado CNC utilizando máquinas multieje es comparativamente más oscila entre 75 $ y 125 $.

Debido a la participación de piezas más complejas, el fresado CNC es más caro que otros tipos de operaciones de mecanizado. Los gastos de mecanizado aumentan con el aumento de ejes de las fresadoras. Por ejemplo, en el caso del mecanizado de 5 ejes, cuesta más en comparación con las máquinas de 3 ejes.

2. Tiempo de mecanizado

El tiempo requerido para el mecanizado completo de cualquier pieza mecanizada por CNC también juega un papel vital en el cálculo del costo del mecanizado por CNC. La regla general es que cuanto más tiempo se tarde en mecanizar, mayor será el costo del mecanizado que se suman al costo básico de configuración.

Software como CAM, que requiere un modelo de diseño CAD en 3D, puede proporcionar la estimación del tiempo necesario para completar el proyecto. Un proyecto con un alto nivel de complejidad requiere más horas para completarse.

3. mano de obra

Una de las ventajas del mecanizado CNC, en comparación con el mecanizado manual, es que reduce la cantidad de trabajadores involucrados en la fabricación. El costo principal de la mano de obra es del diseñador experto que diseña el modelo de diseño CAD en 3D para el mecanizado, que aumenta con la complejidad del producto deseado.

Este costo sigue siendo el mismo, incluso si necesita fabricar más piezas, lo que reduce el precio de mecanizado por pieza. Luego, el costo adicional es de la mano de obra que opera la máquina CNC, que también aumenta con el aumento de horas requeridas para el mecanizado completo de la pieza.

El costo adicional se agrega al costo de la mano de obra si se realiza un trabajo manual para ensamblar, terminar y postprocesar las piezas. El costo de mano de obra adicional también se agrega si el producto terminado se entrega desde el taller de máquinas al cliente en una ubicación diferente.

4. Complejidad de formas y dimensiones

El coste de mecanizado también aumenta con el aumento de la complejidad de las piezas mecanizadas por CNC. Las piezas con mayor complejidad pueden requerir más operaciones de proceso, diferentes herramientas y más tiempo de producción.

Las características de la pieza, como esquinas internas afiladas, cavidades profundas o paredes delgadas, aumentan el costo del mecanizado CNC. Los diseños con características simples son fáciles de fabricar y también ahorran tiempo de fabricación.

Las piezas de mayores dimensiones requieren más materia prima y tiempo de fabricación, por lo que su coste será mayor en comparación con las piezas de menor tamaño.

5. Costos de materiales

Los costos de materiales también son imprescindibles para calcular el costo del mecanizado CNC. El precio del producto final fabricado por una máquina CNC depende del tipo de materiales con los que debe fabricar el producto. Es posible que deba fabricar parte de materiales plásticos o metálicos.

Como los materiales plásticos son más baratos y de menor durabilidad, el costo de mecanizado del material plástico o aluminio es menor en comparación con el acero inoxidable. Como en las máquinas CNC, el material se elimina de los bloques sólidos para hacer el objeto 3D. por lo tanto, la materia prima requerida será más que el material del producto final.

Los maquinistas compran los materiales en forma de bloques macizos y calculan el gasto del producto por bloque. Los metales más utilizados en el mecanizado CNC son el aluminio, el acero inoxidable y el latón.

Debido a los precios económicos y la excelente maquinabilidad del aluminio, la mayoría de los maquinistas usan aluminio en máquinas CNC.

El acero inoxidable y el latón resultan en un mayor costo debido a la mala maquinabilidad en relación con el aluminio. La aleación de titanio es el más caro de todos estos metales por lo que el costo de maquinado de este metal será el más alto porque puede requerir algunas herramientas especiales para fabricar las piezas.

En el caso de los plásticos, el precio del material a granel es menor, las herramientas requeridas también cuestan menos y se requiere menos tiempo para mecanizar plásticos como Nylon, Delrin y ABS.

6. Acabado de superficies

En el caso de algunos productos, se requiere un acabado superficial que también se traduce en un aumento del precio de los productos finales. Para mejorar la estética del producto final y eliminar cualquier rasguño producido durante el proceso de mecanizado, es posible que deba proporcionar un buen acabado, como el pulido.

Otros procesos de acabado también pueden incluir recubrimiento, anodizado, pintura, cromado, ennegrecido, galvanizado, cepillado y transferencia de agua. La inclusión de cualquiera de estos acabados añadirá el sobrecoste al precio del producto final.

7. Costo de herramientas

En algunos casos de fabricación, las herramientas estándar no son útiles, por lo que se requieren herramientas personalizadas, lo que también aumenta el costo de fabricación con máquinas CNC.

8. Tolerancias

En la fabricación de productos con tolerancias estrechas, el costo también aumentará porque la fabricación de piezas con tolerancias estrechas requiere maquinaria compleja. A veces, es posible que deba hacer orificios o cavidades con tolerancias estrictas que pueden desarrollar rebabas en la superficie y requerirán más tiempo para reducirlas.

9. Cantidad

El volumen del pedido afecta enormemente el costo del producto final. Es cierto que el costo total aumentará con el aumento de las piezas terminadas requeridas, pero el costo por pieza disminuirá.

3 consejos para ahorrar costes de mecanizado CNC

Antes del inicio del proyecto, se calcula cuánto costará la máquina CNC. Al fabricar las piezas con el proceso de mecanizado CNC, se debe intentar minimizar el costo de mecanizado.

Hay algunos requisitos fijos del cliente que no se pueden modificar, pero aún así, existen diferentes métodos para reducir el costo de mecanizado de la siguiente manera:

1. Cantidad

Se pueden ahorrar muchos costos de mecanizado si se requiere fabricar piezas en grandes cantidades. El costo por pieza unitaria se reducirá porque tiene que diseñar la pieza idéntica una vez. En este caso, debe repetir la configuración de la máquina para cada pieza, lo que también da como resultado una disminución en el costo de producción.

2. Sea sabio en la selección de materiales

Para reducir el costo del producto, se debe prestar especial atención a la selección de materiales. Los materiales con buenas propiedades mecánicas tendrán menores costos de procesamiento. Teniendo en cuenta la función del producto, debe elegir el mejor material disponible que sea fácil de procesar. Hay una diferencia de precio entre los materiales plásticos y metálicos. Por supuesto, puede seguir las necesidades de su proyecto y dejar que su fabricante le brinde más consejos sobre la selección de materiales.

3. Optimización del diseño

Si algunas características del producto no afectan la funcionalidad, el diseño debe optimizarse para evitar mecanizar esas características, lo que reducirá el costo de producción.

(1) Considere los tamaños y perfiles de los orificios

Al fabricar sus piezas CNC, debe asegurarse de que las características de su pieza (p. ej., agujeros, contornos, ranuras, roscas, etc.) se puedan hacer con herramientas estándar comúnmente disponibles. Los tamaños personalizados de orificios y roscas necesitarán herramientas especiales, que pueden ser bastante costosas. Hay muchas referencias sobre tamaños estándar utilizados en la industria del mecanizado disponibles en Internet.

(2) Evite paredes delgadas y cavidades profundas para el diseño de su pieza

Las piezas de paredes delgadas y las cavidades profundas son muy difíciles de lograr mediante el mecanizado y, por lo general, son propensas a imprecisiones dimensionales. Estas características de la pieza tienden a causar vibraciones en la pieza y, en ocasiones, provocan el desecho de piezas.

(3) Evite exigir tolerancias muy estrictas tanto como sea posible

Las piezas con tolerancias más estrictas son significativamente más difíciles de lograr, lo que las hace costosas. Solo controle una dimensión si es esencial para la funcionalidad general de la pieza. Un gran consejo que podemos darle es que diseñe su pieza para tener un punto de referencia o dato común. Esto lo ayudará tanto a usted como al maquinista. Primero, usted, para minimizar los controles dimensionales que necesita poner en una pieza, y segundo, el maquinista, para disminuir el tiempo de inspección, lo que también reduce los costos.

(4) Si la complejidad es inevitable, convierta una pieza de esa parte complicada en componentes modulares

Cuando una parte se vuelve demasiado compleja, es recomendable dividir una parte completa en varios componentes para ensamblarla. Esto hará que el mecanizado sea mucho más fácil y sencillo. Reduce significativamente el tiempo de preparación, disminuye las operaciones de mecanizado y optimiza el tiempo de mecanizado. Esta es una estrategia comúnmente utilizada por los diseñadores para promover la capacidad de fabricación de una pieza y reducir su costo de fabricación.

Buscando más consejos para ahorrar el costo del mecanizado CNC. Veamos este video.

Preguntas frecuentes

P: ¿Es caro el mecanizado CNC?

R: El producto fabricado mediante mecanizado CNC será menos costoso si se fabrica en mayor número. Por ejemplo, se le pide que fabrique un producto para el cual el costo de instalación de la máquina es de $500. La materia prima de un producto cuesta 10$.

El costo total de mecanizado de uno será de 510 $. Pero si tiene que fabricar 50 piezas idénticas, el costo por pieza será de 20 $. Con el aumento en la cantidad de piezas requeridas, el costo disminuirá ya que los costos de configuración de la máquina no cambiarán.

P: ¿Cómo reduce efectivamente los costos de mecanizado CNC?

R: El costo de las operaciones CNC se puede minimizar optimizando el diseño sin afectar la funcionalidad completa del producto. Se puede hacer agregando radio en los bordes verticales internos de la pieza, limitando la profundidad de las cavidades, aumentando el grosor de las paredes, limitando adecuadamente la longitud de las roscas, optimizando los orificios roscados, dividiendo las piezas complicadas en piezas separadas más simples. piezas, eligiendo solo los acabados superficiales esenciales y minimizando el número de configuraciones de la máquina para las operaciones.

Conclusión

Existen varios enfoques para fabricar nuestros productos deseados, como la impresión 3D y el mecanizado CNC. Cada cliente tiene el deseo de obtener un producto asequible de la empresa fabricante. En este artículo se analizan los diferentes factores para calcular el costo de mecanizado y reducir el dinero gastado en el producto.

Al adoptar los consejos mencionados anteriormente, WayKen sigue a DFM y se compromete a proporcionar soluciones de mecanizado CNC rentables con un promedio de cotizaciones un 30 % más bajas que las de la competencia. ¡No dude en obtener una cotización instantánea!