Cómo afectan las configuraciones CNC a los costos del proyecto

Para completar su ciclo de producción a tiempo y dentro del presupuesto, es mejor tener una idea clara de los costos esperados de su proyecto desde el principio. Sin embargo, para muchos equipos de productos es más fácil decir que predecir los costos precisos de los proyectos de mecanizado CNC. Deberá considerar los costos de materiales y la maquinabilidad, la complejidad de su pieza, los requisitos de posprocesamiento y las configuraciones reales de la máquina CNC. Exploremos el efecto que las configuraciones de CNC pueden tener en los costos de producción.

Desglose de los factores de costo para las configuraciones de CNC

Según la complejidad de su diseño, es posible que su operador de CNC necesite utilizar varias configuraciones de máquinas CNC para fabricar piezas con características en varios lados, planos o ejes. Para mecanizar estas características, su operador deberá quitar su pieza de la máquina y voltearla para trabajar en el otro lado o moverla a una configuración de máquina CNC diferente para finalizar el proceso de producción. También necesitarán recalibrar el accesorio y las herramientas cada vez. Además, cuanto más se tarde en mecanizar una pieza, mayores serán los costes de su proyecto.

Una pieza que solo necesita una configuración en una fresadora de 3 ejes requerirá solo una cara para tener acceso a la herramienta, como se ve en la imagen a continuación.

Una pieza que necesita múltiples configuraciones en una máquina de 3 ejes tendrá múltiples caras que requieren acceso, como la pieza a continuación.

Al identificar si una pieza necesitará múltiples configuraciones para mecanizar, considere cómo la herramienta accederá a todas las diferentes funciones en el diseño.

Hay algunos factores de costo adicionales a tener en cuenta cuando se trata de cualquier configuración de CNC, que incluyen:

• Accesorios: Durante el mecanizado, la pieza en bruto debe asegurarse en una orientación o ubicación fija mediante un accesorio. Se pueden requerir accesorios para piezas con formas irregulares, cuando un tornillo de banco estándar puede restringir las trayectorias de herramientas y se puede usar para ayudar a garantizar las tolerancias. A veces, todo lo que su maquinista necesitará para asegurar su pieza de trabajo es un tornillo de banco estándar, pero es posible que necesite diseñar y fabricar un accesorio personalizado para proyectos específicos, lo que puede aumentar el tiempo de entrega y los costos.

• Herramientas CNC especializadas/no estándar: Si su diseño tiene características únicas, es posible que su socio de fabricación necesite comprar nuevas herramientas de mecanizado CNC. Estas herramientas generalmente cuestan entre $50 y $500, por lo que pueden aumentar rápidamente su costo por pieza, especialmente si está planeando una producción de bajo volumen.

• Trayectorias: La trayectoria es el curso preestablecido que seguirá la herramienta de corte de la máquina CNC durante el proceso de mecanizado. Los maquinistas a menudo optimizan las trayectorias de herramientas para minimizar o eliminar cualquier acción ineficiente o innecesaria y el recorrido de la herramienta. Si lo hace, puede ahorrar tiempo y reducir los costos de fabricación, sin importar el tamaño de su ciclo de producción.

Examinar el impacto financiero de las configuraciones de CNC

Cada parte y cada proyecto es diferente, por lo que es difícil asignar un número definitivo a cómo las configuraciones de CNC aumentan los costos del proyecto. Sin embargo, cuantas más configuraciones tenga, más tiempo pasará su operador reiniciando la máquina CNC, recalibrando herramientas y diseñando nuevos accesorios, todo lo cual puede aumentar el costo de su proyecto.

También es importante tener en cuenta que la cantidad de configuraciones no es el único factor que impulsa los costos de configuración. Por ejemplo, si utiliza un material exótico o difícil de mecanizar, su operador deberá trabajar más lentamente con su configuración de CNC, alargando los tiempos de mecanizado y aumentando los costos de material. El uso de herramientas no estándar y el funcionamiento de la máquina CNC en trayectorias de herramientas no optimizadas también pueden hacer que su proyecto sea más costoso.

Los equipos de productos que buscan maximizar sus presupuestos y hacer que el mecanizado CNC sea más rentable pueden tener un impacto si tienen en cuenta los puntos anteriores.

Optimización del mecanizado CNC para la rentabilidad

Tomar algunas decisiones inteligentes detrás de escena puede reducir los costos generales de su proyecto. Para reducir los costos de mecanizado CNC tanto como sea posible, considere:

Optar por una mayor producción

Una de las maneras más fáciles de reducir su costo por pieza es pedir más piezas. Si su socio de fabricación utiliza una herramienta CNC costosa y fabrica un accesorio personalizado para dar vida a un diseño complejo, pero solo fabrica unas pocas piezas, cada pieza costaría una cantidad significativa de dinero. La fabricación de una mayor cantidad de piezas con la misma herramienta y accesorio distribuye esos costos de manera más uniforme y permite que el fabricante compre materia prima a granel a un costo menor, lo que en conjunto puede reducir significativamente el costo por pieza.

Seleccionar cuidadosamente los materiales

Varios factores pueden determinar qué material elegir para su proyecto, incluida la resistencia, la maquinabilidad, el costo y la disponibilidad. Recuerde que los materiales exóticos son costosos y los metales suelen ser más caros que los plásticos. Como regla general, considere usar un aluminio común en lugar de un metal más costoso cuando sea posible para reducir los costos totales de CNC.

También querrá considerar la maquinabilidad del material, ya que los materiales menos maquinables aumentan los costos de fabricación. Los materiales exóticos a menudo requieren herramientas especializadas costosas, y los materiales que requieren velocidades de mecanizado más lentas significan tiempos de fabricación más prolongados y mayores costos operativos de la máquina. Siempre que sea posible, opte por materiales como el acero con bajo contenido de carbono y el aluminio porque son más rápidos, fáciles y económicos de mecanizar.

Además, busque materiales que ya sean similares en tamaño y forma a su pieza. Esto asegura que no esté desperdiciando dinero mecanizando una gran cantidad de material en exceso, y también reduce el tiempo de mecanizado.

Uso de herramientas, espacios en blanco, plantillas y accesorios estándar

Como con la mayoría de las cosas, la personalización cuesta más. Las herramientas, los espacios en blanco y otros objetos generalmente vienen en tamaños estándar, como números enteros y fracciones en múltiplos de dos (es decir, ¼, ⅛, etc.). Si diseña una característica que requiere un taladro con un diámetro de 0,265 pulgadas, su fabricante deberá adquirir una broca personalizada para cumplir con sus requisitos. Sin embargo, si opta por un tamaño de herramienta más estándar, como 0,25 pulgadas, las herramientas estandarizadas que tiene a mano su socio de fabricación serán suficientes. Del mismo modo, el uso de piezas en bruto, plantillas, accesorios y otros componentes de materia prima estándar en lugar de elementos personalizados puede ayudar a reducir costos y acelerar la producción.

Sin embargo, si el uso de un accesorio estándar bloquearía el acceso a la herramienta, tiene sentido crear un accesorio personalizado para evitar configuraciones múltiples. Afortunadamente, puede utilizar la tecnología de fabricación aditiva para crear accesorios personalizados de forma rápida y rentable.

No tolerar en exceso

Las tolerancias estrictas también pueden aumentar los costos de fabricación y los tiempos de entrega, ya que su operador necesitará mecanizar a un ritmo más lento. También deberán quitar e inspeccionar regularmente su pieza para garantizar que las tolerancias sean correctas, lo que prolonga el proceso de producción y aumenta los costos generales.

No exceda la tolerancia y asegúrese de que las tolerancias que establezca sean compatibles con lo que realmente requiere su pieza. Si está creando un producto de consumo, no utilice las tolerancias extremadamente estrictas necesarias para las piezas aeroespaciales. O, si está fabricando un prototipo, debe usar una tolerancia más flexible que la que usaría para su producto final.

Realización temprana de comprobaciones de diseño para fabricación (DFM)

Realizar comprobaciones de diseño para fabricación (DFM) para identificar y corregir posibles problemas antes de la fabricación también puede ayudar a mantener los costes bajos. Preste especial atención a:

• Bolsillos o ranuras profundas: Si su pieza tiene regiones profundas, su maquinista deberá usar herramientas más largas que son más caras y más propensas a romperse.

• Esquinas internas afiladas: Las brocas CNC son circulares y dejan atrás los radios de las esquinas internas, lo que dificulta lograr esquinas internas afiladas.

• Regiones estrechas: Las regiones estrechas requieren cortadores con diámetros pequeños, pero las herramientas largas con diámetros pequeños son más susceptibles a vibraciones y roturas, lo que aumenta los costos y reduce la calidad de la pieza.

Si observa alguna de estas fallas, es posible que desee considerar rediseñar su pieza. También puede comprobar fácilmente los errores comunes de DFM como los mencionados anteriormente cargando su pieza en su panel de Fast Radius.

Mecanizado CNC con Fast Radius

Las configuraciones de máquinas CNC pueden afectar significativamente sus costos generales de producción, pero a veces no se puede evitar el uso de múltiples configuraciones CNC. La buena noticia es que puede hacer que su proyecto sea más rentable, incluso si se requieren múltiples configuraciones, estableciendo tolerancias razonables, diseñando para la fabricación y eligiendo cuidadosamente los materiales CNC. Trabajar con un socio de fabricación experimentado como Fast Radius puede ayudar.

Comience hoy su próximo proyecto de mecanizado CNC cargando su pieza en fastradius.com para obtener una cotización instantánea o comunicándose con nuestro equipo.

Consulte el centro de recursos de Fast Radius para obtener más información sobre las tendencias, tecnologías, puntos débiles y más de mecanizado CNC.