Cómo reducir los costos de mecanizado CNC

El mecanizado CNC es una parte integral de muchas industrias:obtener las herramientas y las piezas que necesita con una precisión difícil de superar. Las empresas a menudo buscan formas de recortar sus presupuestos, y la reducción de costos de mecanizado CNC no es una excepción. Para reducir los precios del mecanizado CNC, primero debe comprender el proceso de mecanizado y los diversos factores que afectan el precio.

Descubra cómo puede ajustar o revisar su diseño CNC para que sea más compatible con las máquinas CNC y reducir significativamente el costo.

Cómo calcular los costos de mecanizado CNC

Los costos de mecanizado CNC variarán dependiendo de un par de cosas, incluido el tiempo requerido para completar el proyecto, así como la máquina específica utilizada, como máquinas de tres y cinco ejes. Los talleres de mecanizado CNC suelen establecer sus propias tarifas por hora para sus diversos tipos de máquinas. Por ejemplo, las máquinas CNC de cinco ejes a menudo cuestan alrededor de $100 por hora, mientras que las máquinas de tres ejes suelen costar menos.

Recuerde que estos son solo el costo de operar las máquinas CNC. Estos pueden servir como referencia, aunque también querrá pensar en el costo de la mano de obra. Además, varios otros factores pueden afectar el precio de las piezas CNC, que cubrimos en la siguiente sección. Debido a que los precios pueden variar, es mejor consultar a posibles talleres de CNC antes de comprometerse con su pedido para tener una idea de cómo afectará su presupuesto.

¿Qué afecta el costo de las piezas CNC?

Si está interesado en la reducción de costos de mecanizado CNC, primero debe comprender los factores que afectan el costo de las piezas CNC:tiempo de mecanizado, costos de puesta en marcha, costos de materiales y más. Aquí hay información general sobre cada uno de estos factores que se pueden usar para reducir los costos de producción:

• Tiempo de mecanizado: Este suele ser el principal factor de coste cuando se trata de mecanizado CNC. Como regla general, cuanto más se tarde en mecanizar una pieza, más costará.
• Costos de inicio: Estos costos son fijos. Están implementados para cubrir el costo de la preparación de archivos CAD y la planificación de productos. Para volúmenes pequeños, los costos iniciales pueden ser significativos.
• Costos de materiales: El costo del material a granel que elija y qué tan fácil o difícil es mecanizar el material es otro gran factor que contribuye al costo del mecanizado CNC.
• Otros costes de fabricación: Algunas piezas mecanizadas por CNC vienen con requisitos especiales, como tolerancias estrictas o paredes delgadas. Estos a menudo requieren herramientas específicas, más pasos de procesamiento adicionales y velocidades de mecanizado más bajas. Todos estos factores pueden afectar el tiempo de mecanizado, lo que en última instancia aumenta el costo.
• Acabado del material: Agregar un acabado a sus piezas puede mejorar la apariencia y hacer que la pieza sea más resistente a entornos hostiles. Si bien esto puede ser beneficioso, seguramente aumentará el costo de mecanizado.

Costos de máquinas CNC

Hay muchos tipos de máquinas CNC entre las que puede elegir cuando contrata a una empresa para su proyecto. Algunas máquinas son más caras para que las empresas las ejecuten y mantengan en funcionamiento, lo que puede afectar el precio que paga por usarlas. Por ejemplo, las máquinas de 3 ejes son más estándar, por lo que pueden costar entre $35 y $40 por hora. Otras máquinas, como las máquinas de varios ejes, son más complejas de operar, por lo que costarán más, por lo general, entre $75 y $120 por hora.

El precio de la máquina utilizada variará en función de múltiples factores, incluido el precio de una empresa y cuánto deben pagar a sus operadores. Es mejor hablar con la empresa antes de completar el proyecto para comprender el precio por máquina.

Consejos para reducir los costes de mecanizado CNC

Para ayudar con la reducción de costos, puede realizar cambios en el tiempo de mecanizado CNC, los costos de puesta en marcha, los costos de materiales y más. Hay algunos requisitos del producto que no podrá cambiar, pero tomar medidas para garantizar que su diseño esté optimizado puede reducir significativamente los costos. Estos son algunos de nuestros consejos para reducir los costos de mecanizado CNC.

1. Esquinas internas redondeadas

Las esquinas afiladas de 90 grados requieren que las máquinas se detengan, que la pieza gire y luego el proceso continúa. Como puede imaginar, estos pasos adicionales consumen tiempo de mecanizado y, a menudo, terminan costándole dinero extra. Hacer cambios en los diseños de las esquinas internas de su pieza puede tener un impacto en la reducción de costos de mecanizado CNC.

Si ajusta su diseño para incluir esquinas redondeadas, la máquina puede funcionar continuamente para crear su pieza y es probable que disminuya su balance final. Vaya un paso más allá y asegúrese de que el radio de sus esquinas internas sea al menos 1/3 de la profundidad de la cavidad. Los radios más grandes en las esquinas significan que las herramientas más grandes pueden cortarlas de manera eficiente, en lugar de que una herramienta pequeña tenga que pasar por una esquina con un radio más pequeño varias veces.

2. Evite los bolsillos profundos

Las cavidades profundas pueden tener un impacto negativo en el costo del mecanizado CNC porque lograr cavidades profundas significa eliminar una gran cantidad de material. La eliminación de material requiere mucho tiempo y puede requerir una herramienta especial para alcanzar la profundidad deseada.

Trate de limitar la profundidad de los bolsillos en su diseño a cuatro veces la longitud. Las herramientas CNC tienen un límite cuando se trata de cortar cavidades; idealmente, una profundidad de hasta dos o tres veces su diámetro. Es posible cortar hasta cuatro veces el diámetro, pero le costará más dinero.

3. Limite el uso de tolerancias estrictas

Cuando el diseño de su pieza incluye una tolerancia estrecha, aumenta el costo porque aumenta el tiempo de mecanizado y agrega una inspección manual. Desafortunadamente, las tolerancias estrechas son particularmente difíciles de lograr en las superficies internas de su pieza, ya que los orificios de mecanizado y otras cavidades pueden desarrollar rebabas en los bordes. Estas rebabas requieren un paso adicional más allá de la inspección manual:desbarbado. El desbarbado es un proceso manual que requiere mucho tiempo y que también aumenta el costo del mecanizado CNC.

Si el diseño no define una tolerancia específica, se utiliza la tolerancia estándar de ± 0,010 milésimas o mejor. Esta tolerancia estándar funciona bien para muchas funciones, por lo que debe reconsiderar las tolerancias estrictas que tenga y solo especificar tolerancias estrictas cuando sea necesario. Si tiene conocimientos avanzados de diseño, puede reducir aún más el costo del mecanizado CNC, ya que las tolerancias que vienen con ellos suelen ser más flexibles.

Una nota final con respecto a las tolerancias:los números que representan sus dimensiones son fundamentales, ya que especifican el nivel de precisión que necesita para su pieza. En el mecanizado CNC, ese nivel de precisión se traduce en qué herramienta se utilizará para mecanizarlo. Cuantos más lugares decimales incluya, más compleja será la herramienta y mayor será el costo. Asegúrese de eliminar todos los puntos decimales innecesarios de su diseño.

4. Expandir paredes delgadas

Las paredes delgadas toman tiempo para mecanizarse porque son frágiles. Las paredes delgadas se mecanizan a través de varias pasadas con profundidades de fraguado bajas para evitar errores o fracturas. Una causa común de paredes delgadas tiene que ver con la colocación de orificios y roscas cerca del borde de la pieza. Colócalos estratégicamente.

Las paredes gruesas son más estables y cuestan menos de mecanizar. Siempre que el peso no sea una preocupación, diseñe piezas de metal con paredes de más de 0,8 milímetros de grosor y piezas de plástico con paredes de más de 1,5 milímetros de grosor.

5. Limite la longitud de los subprocesos

Las roscas de más de 1,5 veces el diámetro del orificio no hacen que la conexión sea más fuerte, y las roscas que son más largas de lo necesario pueden causar costos adicionales porque es posible que se requieran herramientas especiales para crearlas.

Reduzca costos al establecer una longitud máxima de tres veces el diámetro del orificio cuando diseñe su pieza. Recuerde que las roscas en agujeros ciegos deben tener medio diámetro adicional, sin rosca, al final del agujero.

6. Optimizar agujeros roscados

Los dos factores que afectan el costo cuando se trata de agujeros roscados son la profundidad y el tamaño de la rosca. Como mencionamos, aumentar la longitud de un hilo más allá de un punto no hace que la parte sea más fuerte. Profundizar más de tres veces el diámetro del orificio conlleva un mayor riesgo de romper el grifo y tiempo adicional, los cuales pueden aumentar los costos. Los hilos muy pequeños también aumentan los costos, ya que requieren golpeteo manual, lo que aumenta el tiempo y el riesgo.

En cambio, limitar su profundidad a tres veces el diámetro del orificio y apegarse a los tamaños de rosca estándar en su diseño puede ayudar a reducir los costos de mecanizado CNC. Por ejemplo, su diseño puede requerir de 3 a 48 toques, pero cambiar a 4-40 toques, un tamaño más común, podría ahorrarle dinero. Además, trate de mantener los orificios roscados de más de 2 a 56 pulgadas.

7. Aproveche los tamaños de broca estándar

Si planifica en consecuencia y se asegura de que los agujeros en su pieza sean de tamaño estándar, las máquinas CNC pueden usar brocas para crear agujeros de forma rápida y eficiente. Sin embargo, los tamaños no estándar a menudo requieren el uso de una herramienta de fresado final, lo que puede afectar negativamente el costo. La profundidad de los agujeros también tiene un efecto:aunque se pueden crear agujeros tan profundos como 10 veces el diámetro, son difíciles de mecanizar y le costarán más.

Para maximizar la reducción de costos de mecanizado CNC, si tiene un diámetro de orificio de hasta 10 milímetros, diséñelo en incrementos de 0,1 milímetros. Para cualquier valor superior a 10 milímetros, utilice un incremento de 0,5 milímetros. Si está diseñando en pulgadas, consulte los tamaños de broca de fracciones de pulgada y use fracciones de pulgada. Independientemente del tamaño del orificio, asegúrese de que la longitud del orificio no supere cuatro veces el diámetro.

8. Evite múltiples acabados

El acabado de su pieza mecanizada CNC ayuda a protegerla contra entornos hostiles y, a menudo, mejora su apariencia. Desafortunadamente, también aumenta el costo. Dar un paso más y pedir múltiples acabados en una pieza aumenta aún más el costo.

Si desea ahorrar dinero, considere elegir el acabado maquinado para toda la pieza. Pida acabados múltiples solo cuando los necesite.

9. Dividir piezas complejas

Si tiene una pieza compleja, como geometrías intrincadas, rotación o reposicionamiento requerido, es probable que mecanizar su pieza implique un accesorio personalizado, rotación manual, reposicionamiento o un sistema CNC de varios ejes. Todo esto tiene un costo.

Si no puede hacer que su pieza sea menos compleja, aún puede encontrar una manera de reducir los costos de mecanizado CNC dividiendo la pieza en dos o más piezas mecanizadas por separado que se pueden ensamblar para crear la pieza que necesita. Al dividir la pieza en dos o más geometrías que se pueden mecanizar en una sola configuración, es probable que encuentre una reducción de costos.

10. Evite las características pequeñas con una relación de aspecto alta

Cualquier pieza que tenga proporciones extremas de ancho a profundidad suele ser difícil de mecanizar. Por ejemplo, las características pequeñas que tienen una alta relación de aspecto ancho-alto son difíciles de mecanizar porque son propensas a las vibraciones. Al igual que con muchos de los otros aspectos del mecanizado, si es difícil de mecanizar, aumenta el costo.

Para reducir los costos de mecanizado CNC, diseñe todas las características con una relación de aspecto de ancho a alto de menos de cuatro y considere conectarlas a una pared o agregar un soporte de refuerzo para mejorar la rigidez.

11. Pida cantidades más grandes

El número de piezas que pide tiene un impacto significativo en el precio unitario. Lo que se conoce como economías de escala puede ser una herramienta poderosa para descubrir cómo reducir costos. Aumentar la cantidad de uno a 50 podría disminuir el precio unitario en más del 50 %.

Considere pedir una cantidad mayor la próxima vez que haga un pedido.

Mantenlo simple

El tema general de muchos de estos consejos para reducir los costos de mecanizado CNC es la simplicidad. Cuando diseñe una pieza compleja, es probable que requiera la ayuda de herramientas o accesorios especiales, varias configuraciones de máquinas o materiales especiales que le costarán más dinero.

Cuando envíe su próximo pedido para una cotización, hágase las siguientes preguntas para ayudarlo a reducir el costo del mecanizado CNC:

• ¿He optimizado mi pieza utilizando las pautas de diseño para la maquinabilidad? Aprenda cómo optimizar el diseño de piezas para el mecanizado CNC si aún no lo sabe.
• ¿Son necesarias todas las características de mi pieza para que funcione completamente?
• ¿Se podría dividir la pieza en varias piezas más simples para mecanizarlas y luego ensamblarlas?
• ¿Podría cambiar el material a algo que fuera más fácil de mecanizar y aún así cumplir con mis requisitos?

Mecanizado CNC de American Micro Industries

Una vez que haya aplicado cada uno de nuestros consejos para reducir los costos de mecanizado CNC en su diseño, puede estar seguro de que ha optimizado su pieza para el mecanizado CNC. Cuando llegue a ese punto, estará listo para encontrar una empresa de mecanizado CNC que pueda darle vida a su pieza, a un costo asequible.

American Micro Industries es un socio de mecanizado CNC en el que puede confiar. Nuestra alta calidad es el resultado de una atención al detalle inigualable. Identificamos materiales, producimos piezas y enviamos desde un solo lugar. Nuestros clientes saben que pueden contar con nosotros porque respaldamos todos y cada uno de nuestros productos y estamos dispuestos a hacer todo lo posible para garantizar que esté satisfecho con su pieza mecanizada CNC.

Una vez que haya optimizado su diseño para reducir los costos de mecanizado CNC y esté listo para obtener una cotización, llámenos al 1-866-765-9191 o envíe su solicitud en línea .