Diseñar pensando en la eficiencia:cómo optimizar los procesos de mecanizado CNC

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

Consejos generales para el diseño de máquinas CNC modernas

Las máquinas CNC son versátiles y capaces de producir piezas de alta precisión. Sin embargo, hay algunas cosas que deberá tener en cuenta al diseñar máquinas CNC modernas para garantizar que el proceso de fabricación sea lo más eficiente posible.

Querrás:

• Tenga en cuenta el diámetro de la broca o los tamaños de broca estándar cuando diseñe las esquinas internas, los bordes, los orificios y las cavidades de la pieza.
• Evite cavidades profundas, ya que la velocidad de avance de la herramienta debe reducirse al cortar cavidades de más de tres veces el diámetro de la herramienta, lo que aumenta el tiempo de ciclo y el costo de mecanizado.
• Evite agujeros extremadamente pequeños y use brocas de tamaño estándar.
• Tener un grosor de pared mínimo de aproximadamente 1,5 mm.
• Recuerde que las paredes más gruesas significan tiempos de mecanizado más cortos.
• Evite roscar o roscar agujeros profundos cuando la profundidad de roscado sea más de 1,5 veces el diámetro del macho.
• Utilice formas y tamaños de hilo estándar.
• Evite los agujeros de fondo plano.
• Diseñe esquinas internas redondeadas con una relación entre la profundidad y el diámetro de la herramienta de 3:1 o menos.
• Evite múltiples acabados y opte por acabados uniformes siempre que sea posible.
• Divida partes complejas cuando sea necesario.
• Recuerde que las certificaciones de materiales, los informes de inspección no estándar, las restricciones de exportación y los acabados no estándar también pueden aumentar el tiempo de entrega y los costos generales.

Agilice el mecanizado CNC a través del diseño

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

Diseñar con un proceso de mecanizado CNC específico en mente

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

Considere si utilizará una máquina de torneado CNC o una fresadora CNC. El torneado CNC usa una pieza de trabajo giratoria con una herramienta estacionaria, mientras que el fresado CNC involucra una herramienta giratoria y un bloque fijo. El torneado CNC generalmente le permitirá producir piezas más rápido que el fresado, ya que generalmente tiene tiempos de configuración más cortos. Como resultado, el torneado suele ser más económico que el fresado.

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

Tenga en cuenta las tolerancias de la máquina y las limitaciones de tamaño

También deberá considerar las tolerancias, la cantidad de variación aceptable de una pieza a otra. Tolerancias más estrictas significan más tiempo de preparación, tiempos de procesamiento más prolongados y un proceso de mecanizado CNC más complicado.

Recuerde que la tolerancia varía de un material a otro, 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 una tolerancia general de +/- 0,010” para plásticos. Para garantizar que sus piezas salgan según lo previsto y que la producción sea lo más rentable posible, no sobretolere y trate de usar dimensiones y tolerancias estándar.

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

Elija los materiales apropiados para el alcance de su proyecto

El material puede afectar la potencia del motor, la velocidad de avance y la velocidad del husillo, lo que influye en los tiempos de ciclo generales. Además, el material afecta la durabilidad, el rendimiento y el costo total de la pieza final, por lo que debe considerar la función de su componente y su entorno de uso final, así como la facilidad de uso, el costo, la rigidez y la densidad de varios materiales antes de fabricarlos. una selección final de materiales.

Los metales blandos como el latón, el bronce y el aluminio son menos costosos, más livianos y, por lo general, más fáciles de mecanizar que los metales duros como el acero. Como resultado, generalmente cuesta menos mecanizar metales blandos. El inconveniente es que no soportan tanta tensión como los metales duros.

Los plásticos suelen ser más baratos y rentables que los metales. Sin embargo, son más susceptibles a la 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 estrechas cuando se mecanizan plásticos con CNC.

Agilice los archivos de diseño CNC con estos consejos

Optimizar sus archivos de diseño CNC antes de enviarlos a un socio de fabricación hará que el proceso de fabricación sea mucho más fluido y sus piezas saldrán como las imaginó. La mejor manera de optimizar los archivos de diseño CNC para la producción es:

• Asegúrese de que su archivo vectorial CNC tenga rutas de una sola línea y que cada línea se conecte al punto final de la siguiente línea.
• Minimice los nodos y las intersecciones si es posible.
• Priorice las polilíneas sobre los arcos y beziers, ya que las máquinas CNC prefieren las polilíneas.

Mecanizado CNC con Fast Radius

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

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

¿Desea obtener más información sobre cómo elegir el material adecuado para su proyecto de mecanizado CNC, los puntos débiles comunes del mecanizado CNC y más? Consulte nuestro centro de recursos.