Fabricabilidad en Ingeniería CNC: Impulsando Calidad y Rendimiento de la Pieza

Diseñar una nueva pieza es una cosa. Fabricarla es otra historia.

Habla con cualquier cliente de un taller CNC y probablemente oirás un ejemplo de un diseño de pieza alterado, refinado y/o mejorado gracias a la ingeniería de precisión CNC. De todos los servicios de ingeniería CNC que proporciona un taller, tener influencia en el diseño mismo puede no ser lo que piensas primero.

La fabricabilidad en ingeniería CNC es una forma más específica de decir diseño para fabricabilidad (DFM), el proceso que alinea ingeniería y producción para reducir costes, simplificar la producción del producto, reducir retrabajo y mantener alta calidad. Todo considerado, está claro que la modificación del diseño de una pieza por un ingeniero CNC es crítica.

Exploremos cómo apoyarse en 6 servicios específicos de ingeniería CNC ayuda a hacer la fabricación de piezas más fluida, eficiente y razonablemente precio.

#1 Especialización

Diseño de utillajes. Construcción de utillajes. Utillaje. Programación. Procesado. ¡Y más! En talleres CNC pequeños, uno o dos ingenieros se ven obligados a hacer malabares, manejando muchos servicios de ingeniería de precisión CNC y requiriendo que se detengan y reenfoquen en la tarea más urgente.

Tener ingenieros con conjuntos de habilidades completos está bien pero no es exactamente eficiente. En talleres grandes de alta gama, ningún ingeniero individual tiene todas estas responsabilidades; los ingenieros se especializan en un servicio. Esta especialización permite a los ingenieros hacer lo que mejor saben, afilar continuamente esa habilidad y mejorar la calidad de todos los proyectos en ese taller (más sobre calidad después).

#2 Profundidad de Influencia

Los ingenieros CNC influyen en la fabricabilidad y el éxito a largo plazo de las piezas. Ve cómo tener a las siguientes personas en la sala (especialmente los ingenieros del taller) al mismo tiempo permite al equipo recorrer el plan de fabricación de un proyecto. Sujeción, mecanizado y utillaje se planifican todos para que no haya sorpresas y el resultado sea un proceso PPAP fluido.

El Taller de Mecanizado CNC

• El líder de ventas e ingeniería cotiza la pieza y calcula tiempos de ciclo
• El ingeniero de diseño de utillajes considera mecanizabilidad y sujeción, y revisa los planos en busca de errores
• El ingeniero de utillaje verifica el utillaje disponible y evalúa si es posible utillaje común
• Un ingeniero de calidad también puede incluirse, dependiendo de la complejidad de la pieza

El Cliente

• Un ingeniero de diseño mecánico, o diseñador de la pieza, comparte aspectos clave de la pieza, por dentro y por fuera
• El ingeniero de calidad asegura que los procesos sean efectivos, eficientes y seguros
• El gerente de compras, y/o comprador, supervisa la discusión

La Fundición

Generalmente seleccionada por el taller CNC, el representante de la fundición discute la fundibilidad, hace preguntas relevantes y aporta ideas.

Profundizando un poco, el taller CNC revisa los planos, todas las especificaciones y el material, identificando cualquier eficiencia que pueda ganarse modificando el diseño. Por ejemplo, lo especificado puede alterarse para usar utillaje común, lo que ahorra dinero y tiempo. O, el número de agujeros puede reducirse (o todos pueden ser uniformes) para que no se requiera una herramienta extra.

#3 Evaluación de Tolerancias

Otro servicio que impulsa la calidad y el rendimiento de la pieza es la evaluación de tolerancias. Los planos pueden requerir una cierta tolerancia que no es necesaria para asegurar el máximo rendimiento de la pieza. Lo que puede parecer una ligera diferencia puede alterar los costes drásticamente.

Por ejemplo, un diseño de carcasa de transmisión de aluminio especifica 0,05 mm (o 50 micras) cuando una tolerancia aceptable sería 0,13 mm. Ese simple cambio podría ahorrar más de $2,00 por pieza en costes de herramienta, pasadas extra, etc., manteniendo alta calidad.

Incluso en una pieza que puede costar cientos de dólares, el ahorro es significativo al mecanizar miles cada año. Los ingenieros de un taller evalúan los planos críticamente para identificar oportunidades de ahorro.

#4 Consulta de Fundición

La fundición simplifica el proceso de formar metal en productos. Dos objetivos principales de la fundición son crear menos componentes y menos piezas que necesiten ensamblarse.

Como se mencionó, incluir la fundición temprano puede hacer una gran diferencia en la fabricabilidad de la pieza. Esta reunión inicial es el momento para que la fundición aporte ideas y ayude a hacer la pieza fabricable desde el principio (todos sabemos el reto de cambiar un diseño después de que todos han firmado).

¿Necesitas un ejemplo? Volvamos a esa carcasa de transmisión de aluminio descrita en #3 arriba. Añadir una nervadura lateral ayuda a alimentar la fundición, haciendo la pieza más fundible. De nuevo, un pequeño cambio que hace una gran diferencia.

Un taller experimentado mejora el proceso de fabricación CNC simplemente a través de sus ventajas en la cadena de suministro, incluyendo relaciones con sus fundiciones.

#5 Simplificar, Optimizar, Refinar

Los ingenieros en un taller CNC no son diseñadores de piezas; esa es la responsabilidad del cliente. Dicho esto, los ingenieros influyen mucho en cómo funciona una pieza. Estas tres formas están conectadas, así que las agrupamos:

1. Simplificar — Evaluar el diseño general de la pieza, buscar longitudes de agujero de tamaño común y tamaños de sujetadores comunes, encontrar oportunidades para menos cambios de herramienta en el husillo (ahorrando tiempo y dinero)
2. Optimizar — Poner localizadores de sujeción en la pieza para optimizar la sujeción, usar especificaciones de acabado superficial, descubrir formas de mejorar el proceso de fabricación
3. Refinar el Diseño del Producto — Añadir nervaduras de alimentación para prevenir defectos y facilitar el mecanizado, ajustar geometría (radio y ángulo de desmoldeo, por ejemplo) para hacerla la pieza más fundible posible

#6 Tecnología y Experiencia

Aquí hay un potente golpe 1-2: Los ingenieros confían en tanto tecnología como experiencia (generalmente en cantidades iguales) para tener éxito. Para algunas tareas, solo la última tecnología lo logrará. La capacidad de mantenerse en el filo de la tecnología — desde hidráulica hasta sujeción y sensores — proporciona capacidades que no se pueden igualar de otra forma.

Y, por supuesto, no hay sustituto para la experiencia. El conocimiento se gana cada vez que se completa una tarea. No puedo decir con 100% certeza, pero no creo que haya muchos libros o videos de YouTube sobre diseño de utillajes CNC personalizados para piezas. Es realmente una habilidad transmitida del experto al novato, siendo la experiencia el mejor maestro.

Precio Justo y Sin Dolores de Cabeza

Usar la fabricabilidad en ingeniería CNC por adelantado es la hoja de ruta al éxito y longevidad de una pieza. Enfatiza la implicación temprana del equipo (especialmente para piezas complejas), impulsa máxima eficiencia y ahorro de costes, y crea un proceso fluido y repetible. Cuando una fuente de mecanizado CNC puede reducir el nivel de estrés de un cliente, es una victoria.

También es importante recordar que obtienes lo que pagas. Los clientes experimentados esperan mucho del mecanizado de precisión CNC moderno y los expertos en ingeniería en talleres CNC, y están dispuestos a pagar por esa experiencia.

Stecker Machine tiene más de una docena de ingenieros en plantilla. Los ingenieros se centran en su área: diseño de utillajes, utillaje, programación, procesos, embalaje y calidad. ¡Eso es MUCHO para un taller de nuestro tamaño!

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Sobre el Autor

Jason disfruta resolviendo retos de clientes. Como VP de Desarrollo de Negocio, Jason es responsable de desarrollar nuevo negocio junto con ser la persona de referencia para varios clientes actuales de SMC. Jason ha trabajado en ingeniería, producción y ventas, y encuentra su mayor fortaleza en proporcionar a los clientes soluciones a sus retos de fabricación.