Reduciendo costes de producción de piezas CNC con estrategias avanzadas de diseño

Cómo el diseño afecta al coste: mecanizado CNC

Stratasys Direct Manufacturing utiliza más de 20 máquinas CNC de fresado de 3 y 5 ejes y tornos de última generación. Nuestros centros de mecanizado también emplean máquinas de 5 ejes de vanguardia, que reducen sustancialmente los plazos al eliminar configuraciones intermedias y permitir entalladuras y características fuera de eje.

El mecanizado CNC puede ser un método eficiente para piezas de producción y prototipado, pero puede perder rentabilidad si los detalles clave de diseño y capacidades de mecanizado no están bien equilibrados. Hemos desglosado consideraciones al preparar un pedido de mecanizado CNC en Stratasys Direct para ayudar a garantizar rentabilidad y plazos rápidos.

Principales factores que afectan al coste

Materiales para mecanizado CNC

Los materiales tienden a ser el segundo factor más influyente en los costes de mecanizado CNC. El mecanizado más rentable ocurre cuando logras un equilibrio entre el coste del material y su maquinabilidad. En cuanto a maquinabilidad, o la facilidad con que el material cede al proceso, cuanto más maquinable es el material, más rápido se fabrican las piezas y más barato el servicio. Plásticos y aleaciones metálicas más blandas suelen ser más fáciles de mecanizar. Para determinar la maquinabilidad inherente, puedes consultar las propiedades individuales en la tabla de mecanizado CNC.

Tiempo de mecanizado y mano de obra

A menudo, el mayor factor de coste al usar mecanizado CNC es el tiempo que lleva construir una pieza. Piezas complejas y grandes requieren más tiempo de mecanizado, aumentando el coste total.

Geometrías complejas que requieren mecanizado multi-eje tardan más en producirse y construcciones complicadas a menudo dependen de fabricación manual y post-acabado. Si un diseño incluye ciertas características en cada lado, a menudo es necesario reposicionar manualmente y, a veces, nuevos utillajes para acceder a esas características. Cuanta más mano de obra se asocie a lograr tu diseño, más cara se vuelve la pieza.

Los costes de configuración del mecanizado CNC bajan considerablemente con mayores cantidades de piezas. En etapas tempranas del proyecto, puede ser ventajoso considerar los menores precios unitarios que surgen de mayores cantidades de piezas mecanizadas.

Diseño de pieza CNC

Optimizando tu diseño para producción rápida con poca reposición manual, puedes reducir significativamente los costes de tus piezas mecanizadas. Específicamente, deberías considerar las siguientes características clave de diseño:

• Características de diseño con relación ancho-altura menor a 4 son ideales. Características más pequeñas requieren más pasadas de la máquina y son propensas a vibraciones, dificultando la precisión y alargando el tiempo.
• Profundidad de cavidades: las herramientas suelen trabajar mejor cortando cavidades con profundidad de hasta 2-3 veces su diámetro. Si es posible, haz el hueco con profundidad menor a 4 veces el diámetro de la herramienta.
• Espesor de pared entre 0,03 - 0,06 pulg (0,8 - 1,5 mm). Paredes más finas requieren múltiples pasadas con la herramienta a bajas profundidades de corte. Características finas son propensas a vibraciones, dificultando el mecanizado preciso y aumentando el tiempo.
• Agujeros a tamaños de broca estándar son rápidos, pero agujeros de tamaño no estándar deben mecanizarse con fresa de extremo, aumentando coste y tiempo.
• Roscas deben diseñarse con longitud mínima 1,5 veces y máxima 3 veces el diámetro del agujero.
• Radio en esquinas interiores con relación longitud-diámetro 3:1 o menos aseguran menos pasadas de la fresa, sin cambios de herramienta y menos tiempo total de mecanizado.

Al intentar reducir costes en un pedido de mecanizado CNC, lo mejor es equilibrar material más barato con fácil maquinabilidad y diseño optimizado y estandarizado. Asegúrate de que todas las características de tu diseño son críticas para tu proyecto o si puedes simplificar el alcance general. Cuanto más complejo, más se requiere de tu mecanizador, menos eficiente se vuelve la solución.