10 Estrategias Comprobadas para Minimizar los Costos de Mecanizado CNC

El mecanizado CNC es una buena forma de realizar cuando quieres crear prototipos o producir en masa productos finales. Pero el costo de procesamiento a menudo es la principal razón por la que la gente se detiene. Hay varias cosas que afectan el costo de las piezas CNC, incluyendo materiales, diseño, tratamiento de superficie, cantidad y tiempo de entrega. Afortunadamente, los expertos con amplia experiencia en mecanizado CNC pueden ayudarte enormemente a reducir los costos de corte y el precio final del producto.

Este artículo resumirá las 10 principales habilidades de nuestros ingenieros. Siguiendo estas habilidades comprobadas, puedes obtener piezas optimizadas para minimizar costos y aún cumplir con tus requisitos de diseño.

¿Qué Afectará el Costo de las Piezas de Mecanizado CNC?

Antes de discutir cómo reducir costos, describamos brevemente los siguientes seis factores que afectan el precio de las piezas CNC

Tiempo de Mecanizado

Cuanto más tiempo se tarda en procesar una pieza, mayor será su costo. El tiempo de mecanizado suele ser el principal factor de costo de las piezas de mecanizado CNC.

Ciencia de Materiales

Los precios de diferentes materias primas suelen ser diferentes. Incluso algunos materiales con rendimiento similar pero no comúnmente utilizados serán mucho más caros.

Tolerancia

Requisitos de tolerancia más estrictos llevarán a un mecanizado más difícil y aumentarán la tasa de rechazo, lo que también llevará a precios más altos.

Cantidad

El tiempo de programación CNC requerido para producir 1 pieza y 1000 piezas es el mismo, por lo que si se requieren más cantidades, el costo total se compartirá equitativamente, reduciendo así el costo de productos individuales.

Tratamiento de Superficie

Si se requiere tratamiento de superficie como recubrimiento, pulido, anodizado y oxidación negra, se agregarán varios pasos de procesamiento y una gran cantidad de costo.

Tiempo de Entrega

El tiempo de entrega corto significa que el proveedor necesita coordinar más trabajadores para organizar tu pedido primero, y tiene que retrasar el procesamiento de otros pedidos. Este también es un pequeño factor en el costo adicional, que se llama tarifa de manejo urgente en la industria.

10 Consejos de Diseño para Ahorrar Costos

Ahora que sabes de dónde viene el costo del mecanizado CNC, veamos cómo minimizarlo.

1. Seleccionar el Material Más Adecuado

Cuando diseñas y procesas piezas, seleccionar los materiales correctos es la forma más importante de ahorrar costos. El material más adecuado para ti no es el más caro. Debes encontrar el material más adecuado según el uso y función de la pieza.

Hay muchos materiales con casi el mismo rendimiento, pero los precios varían enormemente. Puedes verificar si estos materiales alternativos pueden cumplir con el uso funcional. Por ejemplo, SKD61 puede ahorrar 50% - 70% del costo al reemplazar SKH51 con el pasador de molde comúnmente utilizado.

Por otro lado, materiales más blandos como el aluminio 6061 son más fáciles de cortar, lo que significa que el tiempo de procesamiento es más corto. Los materiales más duros requieren herramientas de procesamiento más costosas y son más propensos a dañar y desgastar herramientas. En resumen, los materiales más duros requieren mayor tiempo de procesamiento y tasa de desgaste de herramientas, aumentando así el costo de procesamiento de piezas.

2. Intentar No Usar Ángulo Interno de 90°

Un ángulo interno agudo o de 90 grados ocupará más pasos y tiempo de procesamiento, y aumentará costos adicionales. Sin embargo, la mayoría de las esquinas internas no necesitan 90 grados, y el redondeo no afecta el uso de funciones.

Si ajustas el diseño para incluir radios, la máquina puede funcionar continuamente para crear tu pieza. Las herramientas de mecanizado CNC como fresas y fresas de extremo dejarán automáticamente esquinas internas circulares. Radios pequeños o estrechos requieren más trayectorias de herramienta y herramientas pequeñas especiales, lo que aumentará el tiempo de procesamiento y requerirá cambio de herramienta. En contraste, un radio mayor en la esquina significa que una herramienta más grande puede cortarlos eficazmente.

Para un diseño óptimo, asegúrate de que la relación L:D (longitud a diámetro) del radio de la esquina interna sea 3:1 o menos. Además, mantener todas las esquinas internas con el mismo radio puede reducir el tiempo de procesamiento.

3. Minimizar Cavidades Internas

Las piezas de metal o plástico con diseño de cavidad profunda suelen ser lentas y difíciles de procesar. Crear una cavidad requiere la remoción de una gran cantidad de material, lo que puede llevar a desperdicio de material, y es difícil remover virutas, o pueden requerirse procesos especiales (como corte por hilo EDM o EDM de hundimiento) para alcanzar la profundidad. Estos te costarán más dinero.

Intenta limitar la profundidad del bolsillo en el diseño a 4 veces la longitud, y la profundidad de diseño ideal es 2 a 3 veces su diámetro.

4. Evitar Diseño de Pared Delgada

Las piezas mecanizadas con paredes demasiado delgadas requerirán más tiempo para procesar porque son muy frágiles. Y es difícil mantener tolerancias precisas porque a menudo vibran o se deforman. El procesamiento lento, tecnología de procesamiento especial y alta tasa de desecho hacen que estas piezas de pared delgada sean más costosas.

El procesamiento de piezas de pared gruesa es más estable y el costo de procesamiento es menor. Para mantener el precio de procesamiento bajo, evita el diseño de pared delgada. El espesor de pared de piezas metálicas debe ser mayor a 0.8 mm y el espesor de pared de piezas plásticas debe ser mayor a 1.5 mm.

5. Usar Tamaño de Rosca Estándar

Cuando las piezas mecanizadas se diseñan con agujeros roscados, la profundidad del agujero y el tamaño de la rosca afectarán el precio total. En general, aumentar la longitud de la rosca en el accesorio no hará que la pieza sea más fuerte, por lo que no necesitas pasar por un agujero mayor a 3 veces el diámetro del agujero y acortarlo tanto como sea posible. Si la longitud de la rosca es 3 veces el diámetro, aumentará el riesgo de fractura y requerirá más tiempo de procesamiento. Roscas muy pequeñas requieren roscado manual, lo que también hace que el precio sea más alto.

6. Evitar Piezas Complejas

Se requieren herramientas especiales, máquinas CNC multi-eje o algunos accesorios personalizados para procesar piezas sobredimensionadas, de tamaño micro o de diseño complejo, todo lo cual aumentará el costo total.

En algunos casos, como piezas complejas que necesitan operar en múltiples caras, puedes intentar dividir las piezas en dos o más piezas separadas, y luego soldarlas o atornillarlas juntas después del procesamiento. Puedes encontrar que el costo se reduce.

7. Evitar Acabado de Superficie, Como Recubrimiento de Estaño, Recubrimiento DLC, etc.

El acabado de superficie de piezas mecanizadas CNC es un proceso adicional para obtener las características o propiedades de superficie requeridas para fines estéticos, resistentes a la corrosión, resistentes al desgaste u otros. Sin embargo, estos tratamientos térmicos, chorrado de arena, recubrimientos especiales, anodizado y otros acabados aumentarán el costo total. Por lo tanto, deben evaluarse cuidadosamente según el propósito.

Si quieres reducir el costo total, es una buena opción elegir la superficie mecanizada estándar. La superficie mecanizada es una opción rápida y asequible, que generalmente se usa para aplicaciones no visibles como soportes de montaje. El acabado superficial es equivalente a 125 RA in (3.2 RA µm).

8. Evitar Uso Excesivo de Tolerancias Estrictas

Deke tiene equipos de procesamiento de ultra-precisión y experiencia de producción, y puede cumplir con la tolerancia de ± 0.001 mm. Sin embargo, todavía recomendamos que las tolerancias estrictas no se usen excesivamente para piezas de propósito no especial. Porque cuanto menor sea la tolerancia, más procesos y tiempo necesitará la fábrica, lo que significa que el precio será mucho más alto.

9. Pedido por Lotes

Aunque los tornos CNC modernos y las fresadoras pueden operar más eficientemente que antes, aún requieren que los ingenieros las programen y configuren. Como todos sabemos, la cantidad de piezas que pides tiene un gran impacto en el precio unitario. Si pides 10000 piezas o solo 10 piezas, el precio variará enormemente. Porque la producción en masa de las mismas piezas puede maximizar la eficiencia de producción y la rentabilidad del mecanizado CNC.

10. Promover el Trabajo y Preparar el Plan de Producción con Antelación

Desarrollar plano de producto, promover el trabajo de diseño, y completar el diseño final del producto antes de la producción. Esto permitirá a los proveedores de procesamiento CNC tiempo suficiente para comprar materias primas, formular planes de producción y entregar productos dentro del tiempo acordado. Según la experiencia de producción de Dongguan Gaolue durante muchos años, el tiempo de entrega más largo puede reducir el costo total en 4% - 6%.

Conclusión

Estos son los 10 principales consejos de diseño para ayudarte a reducir el costo de procesamiento de piezas. En resumen, mantenlo simple y sigue los estándares. Deja que estas técnicas de diseño se profundicen en tu mente y aplícalas a tus productos reales, lo que ciertamente te ayudará a reducir muchos costos innecesarios.