Strategii pentru reducerea costurilor în prelucrarea CNC modernă

În producție, prelucrarea CNC este foarte apreciată pentru precizia și viteza sa. Cu toate acestea, acest proces poate fi costisitor. Producătorii caută în mod constant metode de reducere a costurilor de prelucrare CNC, menținând în același timp producția de înaltă calitate.

Acest articol împărtășește câteva strategii eficiente pentru a reduce costurile serviciilor CNC. Cu câteva modificări inteligente, companiile pot economisi bani și pot livra în continuare articole de cea mai bună calitate

Economia unității și producția în vrac

În prelucrarea CNC, se aplică conceptul „mai mult este mai puțin”. Cu cât fabricați mai multe produse, cu atât devine mai ieftin. Prelucrarea CNC devine rentabilă atunci când producția este de sute sau mii.

Primul motiv este costul redus al materiilor prime atunci când cumpărați în vrac. Conform unei estimări, achiziționarea de materiale pentru peste 1.000 de piese poate reduce prețul unitar de cinci până la zece ori. Celălalt motiv este consistența procesului. Indiferent dacă sunt produse 10, 50 sau 100 de unități, designul CAD, uneltele și configurația mașinii rămân aceleași pe toată durata producției. În cele din urmă, producția în vrac poate fi automatizată cu ușurință, deoarece începutul, sfârșitul și seria de pași intermediari sunt aceleași.

În schimb, dacă treceți la producția unitară, va trebui să reproiectați, să resetați și să reprogramați mașina, de fiecare dată când este realizat un produs.

Simplificare geometrică pentru eficiență operațională

Geometriile complexe, adesea inutile, complică și prelungesc procesul de prelucrare. Dacă facem modificări simple de design în geometrie, ar putea reduce drastic timpul de producție și, prin urmare, costurile.

De exemplu, în loc să faceți muchii ascuțite în cavități, proiectați muchii cu rază. Biții de scule CNC sunt de natură cilindric. Întotdeauna fac margini radiale. Chiar și raza colțului contează – o rază mică înseamnă că trebuie utilizată o unealtă cu diametru mai mic și care va fi nevoie de mai multe treceri pentru a îndepărta materialul.

Pentru a obține muchii ascuțite, trebuie să treceți la un proces mai costisitor, prelucrarea cu descărcare electrică (EDM). O alternativă pe care mașiniștii o citează, mai ales atunci când trebuie să vă potriviți într-o formă dreptunghiulară în cavitate, este realizarea de decupări în jurul colțurilor (consultați figură). Acest tip de design se numește os de câine bidirecțional.

În mod similar, adâncimi mai mari ale filetului (de 1,5 ori diametrul) nu mai sporesc rezistența îmbinării. Așadar, este indicat să nu măriți adâncimea filetului, deoarece va necesita unelte speciale, ceea ce este un cost inutil.

Același lucru este valabil și pentru cavitățile profunde, trebuie să le mențineți limitate. Cu unelte obișnuite, puteți crea cu ușurință o adâncime de 2 până la 3 ori mai mare decât diametrul. Dar cavitățile adânci vor necesita unelte și atașamente speciale și, în unele cazuri complexe, sisteme CNC cu mai multe axe.

Atunci când proiectați găuri, asigurați-vă că alegeți dimensiunile standard, deoarece instrumentele lor sunt mai ieftine și ușor disponibile. Dimensiunile găurilor ar trebui să fie în fracțiuni de inch (1/8”, 1/4) sau întregi, în cazul în care respectați standardul milimetric.

În cele din urmă, creșterea grosimii pereților subțiri poate reduce timpul de prelucrare. Pentru piesele metalice, pereții trebuie să fie mai groși de 0,8 mm, iar pentru piesele din plastic, grosimea minimă trebuie să fie peste 1,5 mm.

Economia materialelor în operațiunile CNC

Contează și alegerea materialului. Cu excepția cazului în care cerințele de proiectare sau de structură intervin, trebuie să treceți la alternative de materiale mai ieftine și ușor de prelucrat. Daca vorbim de materiale mai ieftine, Aluminium 6061 este in prezent cea mai ieftina varianta pentru realizarea de prototipuri. În plus, este și simplu de prelucrat.

Alama și oțelul sunt mai ușor de prelucrat în comparație cu aluminiul, dar sunt scumpe. Deci, sunt recomandate în mod ideal pentru producția în vrac. Motivul din spatele acestei preferințe este economiile de scară. În ciuda costului mai mare al materialului, timpii mai scurti de prelucrare asociati acestor materiale pot compensa cheltuielile inițiale, în special în ciclurile de producție la scară largă.

Materialele plastice (ABS, Nylon, Delrin) sunt, de asemenea, disponibile la aceeași categorie de preț ca și aluminiul, dar sunt dificil de prelucrat. Deci, ar trebui evitate pentru nevoile de producție în vrac. Pe scurt, pentru nevoi unice, alegeți materiale mai ieftine, în timp ce pentru producția în vrac alegeți materiale ușor de prelucrat (moale).

Achiziționarea de materiale în vrac poate ajuta, de asemenea, la reducerea costului total al prelucrării CNC. Dacă achiziționați mai multe tone de material, probabil veți economisi mult din punct de vedere financiar.

Analiza de precizie a toleranței pentru managementul costurilor

În practicile obișnuite de prelucrare CNC, dacă o anumită toleranță nu este definită în desenul tehnic, piesele sunt prelucrate folosind toleranța standard, în jur de ± 0,125 mm sau mai bună. Această precizie este suficientă pentru majoritatea caracteristicilor necritice și ajută la menținerea costurilor de producție mai mici.

Toleranțe strânse, deși necesare pentru anumite caracteristici critice, cresc semnificativ costul prelucrarii. Precizia necesară pentru aceste toleranțe necesită mai mult timp, îndemânare și echipamente mai sofisticate, toate acestea contribuind la costuri de producție mai mari.

Pentru a optimiza rentabilitatea operațiunilor de prelucrare, specificați doar toleranțe mai strânse pentru caracteristicile care le necesită cu adevărat. De exemplu, caracteristicile care nu sunt critice pentru funcționarea sau potrivirea piesei nu ar trebui să fie supuse unor toleranțe strânse.

Optimizarea procesului de finisare: echilibrarea calității și costurilor

Finisajele finale se adună și cresc costurile de prelucrare CNC. O modalitate de a reduce acest lucru este alegerea corectă a materialelor. De exemplu, unele materiale, cum ar fi aluminiul, sunt foarte prelucrabile și necesită mai puțină lustruire a suprafețelor. Dacă cerințele dvs. de proiectare permit, trecerea la acestea ar putea fi foarte rentabilă, mai ales atunci când este implicată producția în vrac.

În cazurile în care finisajele As-Machined sunt suficiente, utilizați-le. Finisajele la fel ca prelucrate sunt adesea de înaltă calitate și pot îndeplini cerințele multor aplicații fără a fi nevoie de un tratament suplimentar.

Cu toate acestea, există situații în care finalizarea nu poate fi renunțată. Aceste tratamente includ peliculă chimică, sablare cu mărgele, electrolustruire și anodizare.

Concluzie

Costul prelucrării CNC poate fi ridicat din cauza mai multor factori. Cerințele complexe de proiectare, toleranțele de precizie și tipul de material utilizat contribuie la cheltuielile totale. Cu toate acestea, adoptând câteva strategii simple, puteți controla în mare măsură acest cost.

De exemplu, trecerea la producția în vrac ar putea ajuta. În mod similar, eliminarea elementelor de proiectare inutile, cum ar fi muchiile ascuțite, buzunarele adânci și găurile nestandard, poate face procesul de prelucrare simplu și rentabil. În cele din urmă, alegerea corectă a materialului poate ajuta și ea. Utilizați materiale mai ieftine și mai ușor de prelucrat.