6 Estrategias Comprobadas para Reducir Costes de Prototipado CNC

Publicado el 10 de junio de 2019 | Por Tony, Gerente de Proyectos de WayKen

El coste del prototipado CNC no es barato a pesar de los avances tecnológicos modernos, y es comprensible. Requiere especialistas altamente cualificados, equipos profesionales y a veces aleaciones costosas. Tomar decisiones de producción de prototipos en la etapa de diseño servirá a largo plazo para reducir el coste total del proyecto de prototipado CNC.

En Qué Consiste el Coste del Prototipado CNC

Para entender cómo reducir costes de mecanizado de prototipos, veamos primero la lista de gastos principales:

1. Metal en bruto (Bulk metal). El principio básico en mecanizado CNC personalizado es que primero necesitas un gran bloque de metal del que cortar. En prototipado e industrias de bajo volumen, estos bloques o "blanks" son mucho mayores que la masa total de la pieza final (hasta 5 veces en algunos casos). Por eso elegir la aleación adecuada es importante: en realidad pagas 3-4 veces la masa de tu pieza.
2. Tiempo de preparación (Set-up time). Una vez que el plano técnico llega al servicio CNC, hay inevitablemente una fase de preparación: preparar equipos, escribir programas NC, fabricar o ensamblar utillaje. Este tiempo...
3. Tiempo de mecanizado (Machining time). Terminada la preparación, tiene lugar el mecanizado. El parámetro principal en prototipado rápido CNC es el tiempo total requerido. Incluye corte real, cambio de herramienta, carga/descarga de pieza y tiempo de desplazamiento entre máquinas si es necesario. Este gasto es con mucho el mayor de la lista y es absolutamente necesario reducir el tiempo de mecanizado.
4. Tiempo adicional (Additional time). Todo proceso de fabricación tiene pausas administrativas inevitables por documentación, envío, etc. Dependen solo del fabricante de prototipos rápidos, así que elija diligentemente y pregunte el tiempo para contratar o enviar piezas mecanizadas CNC a su ubicación.

Analizados todos los gastos que influyen en el coste final del prototipado rápido CNC, podemos concluir y listar consejos para reducir el coste de su proyecto.

Consejos para Reducir el Coste del Prototipo

Elija el Metal Correctamente

Muchos principiantes no piensan realmente en el material. Usan acero de construcción por defecto o algo "más guay" como titanio o acero inoxidable para evitar óxido. Ambas opciones pueden ser erróneas o acertadas. Lo que debe entender es que el precio de la aleación no es el factor decisivo. Por ejemplo, si tiene un gran volumen que mecanizar, mejor elegir aluminio porque lo procesará mucho más rápido y la economía en tiempo de mecanizado cubrirá costes adicionales.

Otro problema: cuando necesita alguna propiedad especial del material (ej. resistir altas temperaturas) pero se pasa y elige un material de grado superior al necesario. Por ejemplo, necesita 800 °C y elige 950 °C, un material mucho más difícil de procesar y más caro, pero esos 150 °C adicionales no son necesarios.

Añada Elementos Base

Reducir el tiempo de preparación es posible añadiendo superficies especiales a la pieza que se puedan usar consistentemente para fijar el blank en la máquina herramienta. Por ejemplo, si hace una pieza tipo eje, podría añadir dos agujeros cónicos en sus caras para fijarla en los contrapuntos del torno. O si es tipo caja para fresar, añada un plano con dos agujeros perpendiculares.

Evite Superficies Complejas

Superficies complejas con alta suavidad de acabado en piezas CNC no son bienvenidas si su opción es prototipado rápido. La razón: las superficies complejas suelen acabarse con una fresa de bola de punta esférica muy pequeña. Tiene un paso extremadamente pequeño (0,1-0,05 mm) y debe recorrer toda la superficie desde un lado (si va en ambos sentidos habrá pequeñas estrías). Si el área de superficie compleja es grande, necesitará horas para acabarla.

Evite Paredes Delgadas y Bolsillos Profundos

El prototipado CNC implica mucha fuerza y fricción. Las fuerzas de corte deben ser grandes para arrancar acero u otra aleación. Esta fuerza no solo va al corte. Si la herramienta está desafilada o los parámetros son demasiado grandes, la propia pieza puede flexionarse ligeramente. Esto puede ignorarse si hay mucho metal y la rigidez es alta, pero cuanto más delgada y larga sea la pieza, más notará la deformación por fuerzas de corte. Puede contrarrestarse algo reduciendo parámetros de corte, pero eso aumentará el tiempo de mecanizado. Así, las piezas mecanizadas de prototipo deben tener paredes más gruesas.

Pida un Lote Pequeño en Lugar de una Sola Pieza

Si hay una ligera posibilidad de que necesite más de un prototipo para pruebas, debería pedir un lote pequeño directamente en lugar de pedir después, ya que será mucho más barato. El taller solo tendrá que preparar sus máquinas una vez en lugar de dos.

Establezca la Precisión Adecuada

Muchos diseñadores piensan que cuanto más precisa sea una pieza mejor, cuanto mayor el acabado superficial mejor se verá (¿piezas pulidas brillantes se ven bien, sí?). Pero tolerancias altas y acabados superficiales extremos significan que el fabricante tendrá que usar rectificadoras para lograr tales tamaños y acabados. Para rectificar, necesitan una dureza mínima, lo que conlleva tratamiento térmico. Este lleva al menos un día: calentar, mantener, enfriar. Por tanto, es preferible que la mayoría de superficies sean IT9 o inferior con acabado Ra 3,2 o peor, y solo las superficies más importantes con tolerancias mayores.