Cómo los chaflanes y filetes afectan los costos de mecanizado

La mayoría de los diseñadores e ingenieros de productos saben que nunca deben escatimar esfuerzos durante el proceso de creación de componentes, especialmente cuando se trata de diseñar esquinas. Además de una esquina afilada, que es la geometría convencional entre dos superficies o vértices que se unen, puede optar por diseñar esquinas como chaflanes o empalmes. Un borde biselado está inclinado o en ángulo, lo que reduce el impacto de las esquinas afiladas y mejora el ajuste de las piezas acopladas. Un diseño de filete implica un borde redondeado, lo que elimina todas las esquinas afiladas y contribuye a la apariencia y la longevidad de un componente.

Tanto los chaflanes como los filetes ofrecen algunas ventajas clave, especialmente cuando se trata de agregar resistencia a las esquinas de las partes al reducir la concentración de tensión. Sin embargo, incluir filetes y chaflanes en sus diseños puede generar costos de mecanizado CNC adicionales y, en ocasiones, puede ralentizar la producción. Es importante sopesar estos factores y otros antes de decidir si incluir o no chaflanes y redondeos en los diseños de piezas.

Comparación de las ventajas de chaflanes y filetes

Gracias a sus bordes redondeados, los filetes pueden ayudar a mejorar el ensamblaje de una pieza con piezas emparejadas. Los filetes también tienen factores de concentración de estrés más bajos, porque ayudan a distribuir el estrés físico en un área más amplia. Como tal, los filetes pueden soportar cargas más grandes con facilidad.

Los filetes suelen ser tan duraderos como seguros, ya que los bordes lisos eliminan las esquinas afiladas que podrían causar daños. Los bordes suaves producidos por los filetes también permiten un revestimiento y una pintura más fáciles, mientras que los ángulos de un chaflán harán que los revestimientos se despeguen con el tiempo.

Aunque las esquinas achaflanadas son más propensas al desgaste natural debido a sus bordes afilados, estos bordes están ocultos y, por lo tanto, son mucho más seguros que las esquinas de los bordes. Los chaflanes también son más indulgentes que los filetes cuando se trata de unir piezas acopladas; son especialmente adecuados para permitir la entrada fácil de una pieza macho en una pieza hembra durante el ensamblaje, ya que los orificios biselados permiten un movimiento y una inserción suaves. Además, los chaflanes son rápidos y fáciles de aplicar, ya que una sola herramienta puede crear chaflanes de varios tamaños.

Consideraciones al usar chaflanes y redondeos

Hay una serie de consideraciones que debe sopesar antes de determinar si debe incluir chaflanes o filetes en el diseño de su producto. Aquí hay cinco factores clave para evaluar:

1. Funcionalidad

Tenga en cuenta el uso final de un producto. ¿Es probable que su entorno cause daños si las esquinas son afiladas? ¿Se utilizará la pieza en aplicaciones de soporte de carga y, de ser así, cuánto peso debe soportar la pieza? Considere si la función del producto se basa en la presencia de un chaflán o filete. Por ejemplo, ¿será necesario recubrir la pieza con pintura u otro revestimiento, y ese barniz requerirá un desgaste a largo plazo? ¿El componente deberá encajar exactamente con una pieza acoplada, o puede haber algún margen de maniobra? Responder a estas preguntas ayudará a determinar qué tipo de esquina debe utilizar.

2. Ubicación (interna vs. externa)

Es crucial tener en cuenta si la esquina que está diseñando está ubicada dentro o fuera del componente. En la mayoría de los casos, es mucho más importante tener en cuenta los bordes externos porque son más visibles y más susceptibles a las condiciones externas y al desgaste con el tiempo.

Sin embargo, al diseñar un orificio para que encaje con un eje, también es vital considerar el biselado o fileteado de las esquinas internas. Se recomienda achaflanar alrededor de los bordes de un orificio, ya que los orificios achaflanados contribuyen a facilitar el movimiento del pasador y la inserción del sujetador.

3. Tolerancias

La optimización de las tolerancias dimensionales es una parte crucial del diseño del producto, especialmente cuando se trata de unir piezas. Determine qué tan preciso debe ser su producto y cómo una medición incorrecta podría afectar la función y el ajuste del producto. Además, pregúntese cuán importantes son las tolerancias para garantizar el rendimiento de la pieza y considere cómo se verificarán las tolerancias. Tenga en cuenta que las tolerancias extremadamente estrictas pueden ser costosas de aplicar y los chaflanes a menudo permiten un mayor margen de error.

4. Costo

La aplicación de chaflanes y filetes puede resultar costosa. Tómese el tiempo para considerar si el fileteado o el biselado son críticos para el éxito de la pieza, o si simplemente servirían como un beneficio adicional. Si realmente necesita un rincón especializado, considere cuántos componentes tendrá que producir, ya que esto también afectará los costos. Aunque a menudo es necesario aplicar chaflanes y redondeos al diseño de un componente, asegúrese de estar absolutamente seguro antes de gastar tiempo, dinero y recursos en herramientas de fabricación.

5. Otras consideraciones

Finalmente, considere otros factores como la línea de tiempo y la estética. ¿Qué tan grande es su ciclo de producción? ¿Es probable que necesite piezas adicionales más allá del primer ciclo? ¿Con qué rapidez necesitará sus piezas? ¿Qué requisitos estéticos debe cumplir? ¿Se usará su parte en bienes de consumo y, de ser así, qué tipo de experiencia de usuario le gustaría crear? ¿Se necesita algún tipo de acabado o posprocesamiento? Use estas preguntas para guiar aún más su proceso de decisión entre chaflanes y empalmes

Cómo afectan los chaflanes y filetes a los costos de mecanizado

La fabricación de esquinas especializadas generalmente tiene un costo financiero adicional. Por regla general, es menos costoso fabricar chaflanes. Esto se debe a que una sola herramienta puede crear chaflanes de todos los tamaños diferentes, simplificando la producción y ahorrando tiempo y recursos.

Si bien los costos de utilizar herramientas especializadas pueden acumularse rápidamente, especialmente cuando se aplican filetes de varios tamaños, estos gastos iniciales podrían resultar rentables a largo plazo. El uso de filetes puede evitar la necesidad de volver a pintar o repintar intermitentemente, y existe un menor riesgo de fallar en las inspecciones debido a las esquinas afiladas creadas por los chaflanes. Al determinar los costos de fabricación de filetes y chaflanes, es importante equilibrar el gasto inicial con el potencial de reducir los gastos en la producción de gran volumen.

Una forma más eficiente de incorporar chaflanes y filetes con Fast Radius

Al diseñar las esquinas de sus componentes, es importante elegir entre filetes o chaflanes en función de factores que incluyen la aplicación y los requisitos de la pieza, la estética y los costos de producción. Los chaflanes son más fáciles de fabricar y aumentan el margen para las piezas acopladas, pero pueden presentar más riesgos y problemas de rendimiento debido a sus esquinas afiladas. Los filetes son costosos de fabricar, pero generalmente son más seguros y duraderos, ya que brindan superficies lisas que evitan lesiones y resisten la degradación. Ambas características de diseño reducen la concentración de estrés y pueden aportar características visualmente llamativas a su diseño.

En Fast Radius, no cortamos esquinas cuando se trata de las esquinas de su componente. Nuestros servicios de asesoría de diseño lo ayudarán a tomar la decisión correcta entre la aplicación de chaflanes o filetes, y consideramos cada aspecto del proceso de producción con la máxima experiencia en ingeniería. Fast Radius ahora ofrece mecanizado CNC interno, además de un conjunto de otros servicios que incluyen impresión 3D, moldeo por inyección y fundición de uretano, lo que nos permite brindarle una supervisión integral de todos sus proyectos de fabricación bajo demanda. . Contáctenos hoy para comenzar su próximo proyecto.

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