10 estrategias probadas para reducir costes en piezas mecanizadas CNC

El mecanizado CNC se emplea ampliamente en diversas industrias por su alta precisión, exactitud, velocidad y eficiencia. Sin embargo, los servicios de mecanizado CNC también pueden ser algo más caros comparados con otros métodos de fabricación como la impresión 3D. El coste es una consideración crucial en la aplicación del mecanizado CNC tanto para producciones unitarias como a gran escala. Este artículo destaca 10 consejos para reducir significativamente el coste de tus piezas mecanizadas CNC.

Qué influye en el coste del mecanizado CNC

Antes de hacer cualquier esfuerzo por reducir costes de mecanizado, es esencial entender primero los factores que influyen en estos costes en primer lugar. Los costes de fabricación CNC dependen de los cuatro factores siguientes.

• Costes de configuración: Cubren todo desde preparación de archivos CAD y CAM hasta planificación de proceso. Los costes de configuración son fijos y son más significativos para volúmenes de producción pequeños.
• Costes de material: El coste del material del que se fabricará una pieza afecta significativamente al coste global del proceso de fabricación y al coste de la pieza terminada. Materiales raros disparan el coste inmensamente. La mecanizabilidad es también otro factor de coste de material ya que influye en consumo de recursos y tiempo y esfuerzo de mecanizado.
• Tiempo de mecanizado: En el mundo del mecanizado CNC, el tiempo es literalmente dinero. El tiempo de mecanizado es un impulsor de coste significativo. Cuanto más tiempo se tarda en mecanizar una pieza, más cara será. Los costes de funcionamiento y mantenimiento de la máquina CNC, consumo de energía y salarios de operadores aumentan a medida que aumenta el tiempo de mecanizado.
• Costes varios: Cubren cualquier cosa que se considere requisitos especiales o extras. Incluyen tolerancias ajustadas, utillaje especial, control de calidad más estricto y velocidades de mecanizado más bajas.

Entendidos los factores que impulsan los costes en mecanizado CNC, ahora podemos explorar las formas de reducirlos.

10 Consejos para reducir el coste de una pieza mecanizada CNC

Analizando los principales factores que influyen en el coste del mecanizado CNC, hay tres formas principales de reducirlo. Estas son optimización de diseño, selección de material y consideraciones especiales, siendo la optimización de diseño la más importante. Los siguientes son diez formas de reducir significativamente los costes de mecanizado CNC.

1. Selección de material

Antes de seleccionar un material particular, realiza una investigación exhaustiva para asegurarte de que es la opción menos costosa que tiene todas las propiedades requeridas para tu aplicación. Aunque la calidad del material no debe comprometerse, no todas las propiedades de un material son necesarias para una aplicación particular. Por ejemplo, acero resistente al calor es una elección innecesariamente costosa para mecanizar un silbato.

Otra consideración importante de material es la mecanizabilidad. Ciertos materiales, como el aluminio, tienen alta mecanizabilidad y deberían usarse siempre que sea posible. Diferentes aleaciones de aluminio también difieren en precio. Por ejemplo, una pieza hecha de Aluminio 3.1645 más raro costaría un 25 % más comparado con Aluminio 3.3206.

2. Evita múltiples acabados

El mecanizado CNC típicamente produce un acabado superficial tal como sale de la máquina satisfactorio. Este acabado debería seleccionarse siempre que sea posible ya que múltiples acabados superficiales, aunque una necesidad para algunas piezas, cuestan más aplicar. Acabados que mejoran superficie como anodizado y Chem film solo deberían solicitarse cuando sean necesarios. Otro impulsor de coste severo es aplicar diferentes acabados superficiales para diferentes áreas de una pieza. Un ejemplo es aplicar granallado en un área y Chem film en otra. Intenta mantener cualquier especificación de acabado uniforme para toda la pieza.

3. Pide en volumen

La economía de escala se aplica significativamente al mecanizado CNC. El precio de mecanizado se reduce exponencialmente a medida que aumenta el volumen de producción. Para poner el ahorro en perspectiva. Una sola unidad de la pieza en la imagen inferior cuesta 30,75 €. El coste por unidad baja a 9,62 € para un volumen de 10 piezas, y 6,76 € para 100 piezas. Estas caídas son porque el coste de configuración se mantiene igual, produzcas una unidad o 100 de la misma pieza. Los pedidos en volumen también eliminan el coste de diferentes configuraciones de máquina ya que los mismos ajustes se usarán para toda la producción. Aprovecha siempre la economía de escala haciendo pedidos en volumen.

4. Evita paredes excesivamente finas

Las paredes finas tardan más en fabricarse. Esto es porque son frágiles y requieren múltiples pasadas a baja profundidad de corte. También es muy probable que vibren, por lo que mecanizarlas a tolerancias especificadas es desafiante y hace perder tiempo. Esto aumenta el tiempo de mecanizado y, por implicación, el coste de mecanizado. Para evitar este coste, diseña paredes más gruesas. Recomendamos un grosor mínimo de pared de 0,8 mm para metales y 1,5 mm para plásticos.

5. Redondea bordes internos con radio suficiente

Como las herramientas de corte son cilíndricas, es imposible mecanizar esquinas internas perfectas de 90°. La única forma de lograr esto es vía EDM, que es un proceso de fabricación mucho más caro que el mecanizado CNC. Recomendamos encarecidamente redondear todos los bordes interiores en tu diseño, ya que esto ahorrará el tiempo que la sala de corte tardaría en intentar producir bordes afilados. También recomendamos un radio de tamaño suficiente de al menos 1/3 veces la profundidad de la cavidad. Un radio de esquina pequeño requeriría una herramienta con diámetro pequeño, y como las herramientas pequeñas no pueden remover grandes cantidades de material en una pasada, se requerirán múltiples pasadas a velocidades más lentas, aumentando tiempo y coste de mecanizado.

6. No diseñes cavidades profundas

Los bolsillos/cavidades profundas implican mucha remoción de material para crearlos, haciéndolos características que consumen tiempo. Mecanizarlos también puede resultar en colgado de herramienta, deflexión de herramienta y rotura de herramienta. La única forma de evitar estos problemas de herramienta es escalonar progresivamente la fresa de extremo. Sin embargo, esto también consume inmensamente tiempo.

Una forma simple de evitar todo esto es diseñar cavidades con profundidad máxima de cuatro veces su ancho. Por ejemplo, una cavidad de 10 mm de ancho no debería ser más profunda de 40 mm. Ten en cuenta que cualquier cavidad más profunda que seis veces el diámetro de la herramienta de corte se considera profunda.

7. Limita la profundidad de roscas

Las roscas proporcionan conexiones muy fiables. Sin embargo, las fuertes conexiones de rosca ocurren en las primeras roscas, haciendo las roscas largas innecesarias. Los agujeros roscados largos pueden involucrar herramientas especiales y requerir más tiempo y esfuerzo para mecanizar. Limita siempre la profundidad de roscas a un máximo de tres veces el diámetro del agujero. Al roscar un agujero ciego, recomendamos añadir una longitud sin roscar de al menos la mitad del diámetro del agujero en el fondo.

8. Especifica tolerancias solo cuando necesario, evitando tolerancias ajustadas

Las tolerancias típicamente aumentan coste y tiempo de mecanizado y solo deberían especificarse cuando sean necesarias. Las máquinas CNC son altamente precisas y producen tolerancias estándar cuando no se especifican tolerancias personalizadas en el diseño. Las tolerancias ajustadas deberían especificarse solo cuando sean necesarias, ya que son difíciles de aplicar. También requieren más tiempo de mecanizado e inspecciones manuales. También recomendamos usar GD & T en tus dibujos y que definan tolerancias más laxas.

9. Usa tamaños estándar de agujeros

Al diseñar agujeros, utiliza tamaños de broca estándar. Tamaños de agujeros no estándar requerirían fresas de extremo para terminar la ladera a la dimensión no estándar especificada, aumentando significativamente el tiempo de mecanizado.

10. No incluyas grabado en el diseño a mecanizar

Mecanizar textos en piezas es un impulsor de coste innecesario, requiriendo tiempo y esfuerzo extra para crear. Los textos requeridos pueden pintarse en la pieza terminada después de fabricar. Si es necesario incluir textos, entonces usa textos grabados, ya que implican menos remoción de material.

Conclusión

Siguiendo estos consejos, puedes reducir significativamente el coste de piezas mecanizadas CNC. En Xometry Europe, ofrecemos servicios de mecanizado CNC rápidos, asequibles y fiables, ya sea para producciones unitarias o grandes volúmenes. Dirígete a la plataforma de cotización instantánea para subir tus modelos optimizados y seleccionar los mejores materiales para tu aplicación.