Entendiendo los costes de mecanizado CNC: Factores clave y cómo optimizarlos

En el mecanizado CNC, no hay costes establecidos que se puedan aplicar universalmente a diferentes proyectos de mecanizado. El coste de un proyecto de mecanizado CNC se determina conjuntamente por varios factores. Dado que el coste es una consideración vital en la mayoría de los proyectos, se recomienda entender esos factores y el grado en que afectan al coste.

Este artículo te ayudará a entender los principales factores que impulsan el coste del mecanizado CNC y a optimizar tu proyecto para sacarle el máximo partido.

Factores que afectan al coste del mecanizado CNC

Los factores más importantes que afectan al coste de las piezas mecanizadas por CNC se pueden clasificar en equipos, materiales, diseño, volumen de fabricación y operaciones de acabado.

Equipos y maquinaria

Los costes de equipamiento se adquieren antes de que comience el mecanizado. Sin embargo, son costes de configuración e influyen en el coste del proyecto de mecanizado. Cuanto más caro sea adquirir, operar y mantener una máquina, más caras serán las piezas fabricadas con ella.

Cómo elegir el tipo de máquina CNC

La fabricación CNC implica varias operaciones de mecanizado. Estas incluyen taladrado, mandrinado, torneado y fresado. La mayoría de estas se realizan en un torno CNC o una fresadora CNC.

Otro punto es la eficiencia de la propia máquina. Las máquinas CNC han evolucionado enormemente a lo largo de los años. Las primeras máquinas NC y CNC no se comparan con las máquinas CNC modernas altamente avanzadas en uso hoy. Las máquinas modernas son más rápidas y mucho más eficientes. A largo plazo, esta velocidad hace que la producción de piezas sea más barata.

Cómo elegir el utillaje para mecanizado CNC

Además, los costes de las herramientas de corte también influyen en el coste total del equipamiento. El material de la herramienta, el recubrimiento y la geometría afectan a este coste. Por ejemplo, las herramientas de carburo cementado, que son más duras, más resistentes al calor y capaces de soportar velocidades extremas, cuestan más del doble que las herramientas de acero para herramientas.

Por qué el fresado CNC es más caro

Las fresadoras suelen costar más que los tornos porque tienen piezas móviles más complejas; son más difíciles de configurar, operar y mantener; y son capaces de operaciones más complejas. El fresado CNC es, por tanto, generalmente más caro que cualquier otra operación.

Las fresadoras son de diferentes tipos, con niveles variables de complejidad y capacidad. Cuantos más ejes tenga una fresadora, más cara será. Las máquinas CNC modernas tienen principalmente tres o cinco ejes. Aunque las máquinas de 5 ejes pueden crear geometrías muy complejas con más precisión y rapidez (requieren menos tiempo de mecanizado), suelen ser más caras que sus homólogas de 3 ejes.

Costes de configuración

Los costes de configuración cubren los costes incurridos en la preparación para el mecanizado real. Todas las piezas mecanizadas por CNC comienzan como un modelo 3D. El modelo 3D es diseñado por expertos en diseño, usando software CAD (Diseño Asistido por Ordenador). Los recursos que se necesitan para crear un modelo 3D a fabricar constituyen una parte significativa de los costes de configuración.

Los costes de configuración también incluyen la optimización del diseño y las preparaciones CAM (Fabricación Asistida por Ordenador) para que los modelos se fabriquen, usando el software CAM apropiado.

Material

Cómo el precio del material influye en el coste del mecanizado CNC

El material del que se hace una pieza es uno de los impulsores de coste más importantes. Hay varios costes asociados con un material a mecanizar. El principal de estos es el coste del propio material. Los materiales tienen precios diferentes, determinados por su disponibilidad, propiedades deseables y costes de producción globales.

Los metales suelen ser más caros que otros materiales. El gráfico siguiente muestra los precios relativos de algunos metales de ingeniería comúnmente usados. Ten en cuenta que los precios de los metales fluctúan y los precios exactos pueden variar según la ubicación. Los precios en el gráfico son relativos.

La mecanizabilidad del material, un factor clave

Además del coste de los materiales, la mecanizabilidad es otro determinante importante del coste. Los materiales que tienen baja mecanizabilidad requieren más tiempo y esfuerzo para mecanizar, y en el mundo del mecanizado CNC, el tiempo es literalmente dinero. El coste de una pieza mecanizada es directamente proporcional al tiempo que tarda en mecanizarse. Los materiales difíciles de mecanizar también consumen más recursos como fluidos de corte, electricidad y herramientas de corte.

En Xometry, ofrecemos una amplia gama de materiales, incluyendo metales, plásticos y elastómeros. Puedes encontrar una lista completa de los materiales que ofrecemos, junto con sus descripciones y costes relativos.

Diseño y geometría

Mejora los diseños CAD para mecanizado CNC

El diseño y la geometría de la pieza afectan significativamente al coste del mecanizado CNC.

Es una regla general que cuanto más compleja es una pieza, más cara será de fabricar. Las piezas altamente complejas pueden requerir maquinaria más avanzada. También requieren más tiempo de mecanizado, pasadas múltiples y configuraciones, más recursos y una inspección más cercana. Todo esto influye en el coste de las piezas.

En el mecanizado CNC, hay ciertas características y diseños de piezas que inevitablemente aumentan el coste. Estos incluyen esquinas internas agudas, paredes delgadas, cavidades profundas, tamaños de agujeros no estándar y grabado de letras. Estas, y otras características ineficientes en coste que hemos compilado, afectan significativamente al coste y deben evitarse a menos que sean absolutamente necesarias. Además, ciertas especificaciones de diseño como rugosidad superficial u opciones de tolerancia pueden requerir pasadas múltiples e inspecciones.

Además, las piezas grandes son lógicamente más caras de fabricar ya que requieren más materia prima, recursos y esfuerzo y tiempo de fabricación.

Volumen de producción

Reduce el coste del mecanizado CNC con producción de alto volumen

El coste por unidad para un conjunto de piezas idénticas se reduce significativamente a medida que aumenta el número de piezas. Esta reducción proporcional del coste es resultado de la eliminación de costes de configuración repetidos. El diseño CAD, la preparación CAM y la configuración de la máquina se manejan de una vez para todas las piezas a fabricar.

Usando datos de nuestro Motor de Cotización Instantánea, el gráfico siguiente compara el coste por unidad y el número de unidades para la pieza de la imagen superior, hecha de Aluminio EN AW-6061 / 3.3211 / Al-Mg1SiCu.

El gráfico anterior demuestra que el coste por pieza es inversamente proporcional al número de piezas fabricadas. El coste por unidad para un volumen de producción de 1000 es aproximadamente un 88 % menor que el coste de una unidad independiente.

Operaciones de acabado

El mecanizado CNC produce piezas aptas para ser usadas tal como salen de la máquina. Sin embargo, ciertas aplicaciones requieren que las piezas pasen por operaciones de post-procesado como tratamiento térmico, acabado superficial y recubrimiento para mejorar su funcionalidad, propiedades y estética. Todo esto aumenta el precio de una pieza.

Coste del mecanizado CNC usando Motor de Cotización Instantánea

En Xometry Europe, entendemos lo tedioso que sería analizar cada uno de estos numerosos factores para obtener un coste estimado para tu proyecto de antemano. Por cualquier factor que desees cambiar, tendrías que rehacer tus cálculos para obtener una nueva estimación. Por eso hemos creado nuestro Motor de Cotización Instantánea que calcula el coste de un proyecto de mecanizado CNC en segundos. Todo lo que necesitas hacer es subir tu modelo y seleccionar tus preferencias (material, rugosidad superficial, tolerancias, acabado, etc.)