Optimice el mecanizado CNC: Consejos de diseño para piezas rentables y de alta calidad

El mecanizado CNC es un método de manufactura sustractivo popular y eficiente capaz de producir piezas de precisión de una variedad de materiales, típicamente metales o plásticos. Independientemente de la elección de material o volumen de producción, realizar algunas evaluaciones y ajustes clave al diseñar una pieza puede ayudarle a optimizar su proceso de mecanizado CNC para reducir costes y optimizar calidad de pieza.

Consejos generales para diseñar para máquinas CNC modernas

Las máquinas CNC son versátiles y capaces de producir piezas altamente precisas. Sin embargo, hay algunas cosas que necesitará tener en cuenta al diseñar para máquinas CNC modernas para asegurar que el proceso de manufactura sea lo más eficiente posible.

Querrá:

• Tener en cuenta el diámetro de su broca o tamaños de broca estándar al diseñar esquinas internas, bordes, agujeros y cavidades de su pieza.
• Evitar bolsillos profundos, ya que la velocidad de avance de la herramienta debe disminuir al cortar bolsillos mayores a tres veces el diámetro de la herramienta, aumentando tiempo de ciclo y coste de mecanizado.
• Evitar agujeros extremadamente pequeños y usar tamaños de broca estándar.
• Tener un espesor de pared mínimo de aproximadamente 1.5 mm.
• Recordar que paredes más gruesas significan tiempos de mecanizado más cortos.
• Evitar roscado o roscado de agujeros profundos donde la profundidad de roscado es más de 1.5 veces el diámetro del macho.
• Usar formas y tamaños de rosca estándar.
• Evitar agujeros de fondo plano.
• Diseñar esquinas internas redondeadas con una relación profundidad-diámetro de herramienta de 3:1 o menos.
• Evitar múltiples acabados y optar por acabados uniformes siempre que sea posible.
• Dividir piezas complejas cuando sea necesario.
• Recordar que certificaciones de material, informes de inspección no estándar, restricciones de exportación y acabados no estándar también pueden aumentar el plazo de entrega y costes generales.

Optimice el mecanizado CNC mediante diseño

Para optimizar el proceso de mecanizado CNC tanto como sea posible, querrá aprovechar al máximo su diseño inicial de pieza. Incorpore lo siguiente durante el proceso de diseño:

Diseñe con un proceso de mecanizado CNC específico en mente

Al diseñar una pieza para mecanizado CNC, tome decisiones sobre su componente con un proceso de mecanizado CNC específico en mente. Diferentes máquinas son más adecuadas para diferentes aplicaciones.

Considere si usará una máquina de torneado CNC o una máquina de fresado CNC. El torneado CNC usa una pieza giratoria con una herramienta estacionaria, mientras que el fresado CNC involucra una herramienta rotativa y un bloque fijo. El torneado CNC generalmente le permitirá producir piezas más rápido que el fresado, ya que típicamente tiene tiempos de configuración más cortos. Como resultado, el torneado usualmente será más asequible que el fresado.

Ya sea que use torneado o fresado CNC, tendrá que tener en cuenta el rango de movimiento y rango de trabajo de su herramienta de corte. Con una máquina CNC de 5 ejes, puede mecanizar diseños complejos más fácilmente con menos ajustes a medio mecanizar. Por otro lado, una herramienta de mecanizado con menos ejes puede requerir más reposicionamiento y puede tomar más tiempo mecanizar esa misma pieza compleja. También vale la pena notar que necesitará herramientas especializadas si su pieza tiene geometrías internas.

Considere tolerancias de máquina y limitaciones de tamaño

También necesitará considerar tolerancias, la cantidad de variación aceptable de pieza a pieza. Tolerancias más ajustadas significan más tiempo de preparación, tiempos de procesamiento más largos y un proceso de mecanizado CNC más involucrado.

Recuerde que la tolerancia varía de material a material, ya que algunos materiales son más mecanizables que otros. Por ejemplo, las máquinas CNC generalmente tienen una tolerancia general de +/- 0.005" para metales y +/- 0.010" para plásticos. Para asegurar que sus piezas salgan como se pretende y la producción sea lo más rentable posible, no sobre-tolerancie e intente usar dimensiones y tolerancias estándar.

También necesitará tener en cuenta las capacidades de su herramienta al pensar sobre el tamaño de su pieza. Después de todo, si su pieza tiene un corte demasiado profundo para la longitud de corte de su herramienta, necesitará redimensionar el producto o dividirlo en piezas más pequeñas para ensamblaje posterior, lo que puede alargar el proceso de producción. Por otro lado, si diseña características de pieza demasiado pequeñas, mecanizar los detalles puede ser difícil, si no imposible.

Elija materiales apropiados para el alcance de su proyecto

El material puede impactar la potencia del motor, velocidad de avance y velocidad del husillo, influyendo en los tiempos de ciclo generales. Además, el material afecta la durabilidad, rendimiento y coste final de la pieza, así que necesita considerar la función de su componente y su entorno de uso final, así como la facilidad de uso, coste, rigidez y densidad de varios materiales antes de hacer una selección final de material.

Los metales blandos como latón, bronce y aluminio son menos costosos, más ligeros y usualmente más fáciles de mecanizar que metales duros como acero. Como resultado, generalmente cuesta menos mecanizar metales blandos. La desventaja es que no pueden soportar tanto estrés como metales duros.

Los plásticos son típicamente más baratos y rentables que los metales. Sin embargo, son más susceptibles a deformación y no tienen el mismo peso, rigidez o integridad estructural que los metales. Como resultado, los plásticos no son ideales para piezas que experimentarán estrés, desgaste o rotura extremos. Además, es difícil lograr tolerancias ajustadas al mecanizar plásticos CNC.

Optimice archivos de diseño CNC con estos consejos

Optimizar sus archivos de diseño CNC antes de enviarlos a un socio de manufactura hará que el proceso de manufactura vaya mucho más suave, y sus piezas saldrán como las imaginó. La mejor manera de optimizar archivos de diseño CNC para producción es:

• Asegurar que su archivo vectorial CNC tiene trayectorias de línea simple y que cada línea se conecta al punto final de la siguiente línea.
• Minimizar nodos e intersecciones si es posible.
• Priorizar polilíneas sobre arcos y curvas de Bézier, ya que las máquinas CNC prefieren polilíneas.

Mecanizado CNC con Fast Radius

El mecanizado CNC es una forma de manufactura eficiente y precisa. Sin embargo, siempre hay cosas que puede hacer para optimizar el proceso, desde seleccionar un material adecuado hasta seguir mejores prácticas de diseño CNC hasta trabajar con un socio de manufactura experimentado como Fast Radius.

Cuando trabaja con nosotros, nuestros ingenieros pueden ayudarle a optimizar todo el proceso de mecanizado CNC, y subiendo un archivo de pieza puede analizar instantáneamente su diseño para identificar problemas potenciales que podrían surgir durante la producción. Cree una cuenta o contáctenos hoy para ver cómo podemos ayudar a dar vida a su diseño.

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