Modern CNC İşlemede Maliyet Azaltma Stratejileri

Üretimde CNC işleme, hassasiyeti ve hızı nedeniyle büyük saygı görmektedir. Ancak bu süreç pahalı olabilir. Üreticiler sürekli olarak yüksek kaliteli üretimi korurken CNC işleme maliyetini düşürmenin yollarını arıyorlar.

Bu makale, CNC servis maliyetlerini azaltmak için bazı etkili stratejileri paylaşmaktadır. Şirketler birkaç akıllı değişiklikle hem paradan tasarruf edebilir hem de en kaliteli ürünleri sunabilir

Birim Ekonomisi ve Toplu Üretim

CNC işlemede 'daha fazlası daha azdır' kavramı geçerlidir. Ne kadar çok ürün üretirseniz o kadar ucuz olur. CNC işleme, üretim yüzlerce veya binlerce olduğunda uygun maliyetli hale gelir.

Birinci sebep, toplu alımlarda hammadde maliyetinin azalmasıdır. Bir tahmine göre 1.000'den fazla parça için malzeme satın almak birim fiyatı beş ila on kat düşürebilir. Diğer neden ise süreç tutarlılığıdır. İster 10, ister 50 veya 100 birim üretilsin, CAD tasarımı, araçları ve makine konfigürasyonu üretim boyunca aynı kalır. Son olarak, başlangıç, bitiş ve ara adım serileri aynı olduğundan toplu üretim kolayca otomatikleştirilebilir.

Bunun aksine, birim üretime geçerseniz, her ürün yapıldığında makineyi yeniden tasarlamanız, sıfırlamanız ve yeniden programlamanız gerekir.

Operasyonel Verimlilik için Geometrik Basitleştirme

Genellikle gereksiz olan karmaşık geometriler, işleme sürecini karmaşıklaştırır ve uzatır. Geometride basit tasarım değişiklikleri yaparsak, üretim süresini büyük ölçüde azaltabilir ve dolayısıyla maliyeti azaltabiliriz.

Örneğin boşluklarda keskin kenarlar yapmak yerine yarıçaplı kenarlar tasarlayın. CNC takım uçları doğası gereği silindiriktir. Her zaman radyal kenarlar yaparlar. Köşe yarıçapı bile önemlidir; düşük yarıçap, daha küçük çaplı bir aletin kullanılması gerektiği anlamına gelir ve bu, malzemeyi çıkarmak için birden fazla geçiş gerektirir.

Keskin kenarlar elde etmek için daha pahalı bir işleme, Elektrik Erezyonlu İşleme'ye (EDM) geçilmesi gerekir. Özellikle boşluğa dikdörtgen bir şekil sığdırmanız gerektiğinde, makinistlerin önerdiği bir alternatif, köşelerin etrafında alttan kesmeler yapmaktır (şekle bakın). Bu tip tasarıma iki yönlü köpek kemiği denir.

Benzer şekilde, daha uzun diş derinlikleri (çapın 1,5 katı) artık bağlantı mukavemetini artırmaz. Bu nedenle, gereksiz bir maliyet olan özel aletler gerektireceğinden diş derinliğini arttırmamanız tavsiye edilir.

Aynı şey derin oyuklar için de geçerlidir, onları sınırlı tutmanız gerekir. Sıradan alet uçları ile kolayca çapın 2 ila 3 katı derinlik oluşturabilirsiniz. Ancak derin boşluklar özel takımlar ve ataşmanlar ve bazı karmaşık durumlarda çok eksenli CNC sistemleri gerektirecektir.

Delikleri tasarlarken, takım uçları daha ucuz olduğundan ve kolayca bulunabildiğinden standart boyutları seçtiğinizden emin olun. Milimetre standardına uymanız durumunda delik boyutları bir inçin kesirleri (1/8”, 1/4) veya tamamı olmalıdır.

Son olarak ince duvarların kalınlığının arttırılması işleme süresini azaltabilir. Metal parçalar için duvarların kalınlığı 0,8 mm'den kalın olmalı, plastik parçalar için ise minimum kalınlık 1,5 mm'nin üzerinde olmalıdır.

CNC İşlemlerinde Malzeme Ekonomisi

Malzeme seçimi de önemlidir. Tasarım veya yapı gereklilikleri araya girmediği sürece daha ucuz ve kolay işlenebilir malzeme alternatiflerine geçmeniz gerekir. Daha ucuz malzemelerden bahsedersek, Alüminyum 6061 şu anda prototip yapımı için en ucuz seçenektir. Üstelik işlenmesi de kolaydır.

Pirinç ve Çeliğin işlenmesi Alüminyuma göre daha kolaydır ancak pahalıdır. Bu nedenle toplu üretim için ideal olarak tavsiye edilirler. Bu tercihin nedeni ölçek ekonomisidir. Daha yüksek malzeme maliyetine rağmen, bu malzemelerle ilişkili daha kısa işleme süreleri, özellikle büyük ölçekli üretim süreçlerinde ilk masrafları dengeleyebilir.

Plastikler (ABS, Naylon, Delrin) de Alüminyum ile aynı fiyat aralığında mevcuttur ancak işlenmesi zordur. Bu nedenle toplu üretim ihtiyaçları için bunlardan kaçınılmalıdır. Kısacası, tek seferlik ihtiyaçlar için daha ucuz malzemeleri, toplu üretim için ise işlenmesi kolay (yumuşak) malzemeleri tercih edin.

Malzemelerin toplu olarak satın alınması, CNC işlemenin genel maliyetinin azaltılmasına da yardımcı olabilir. Birkaç ton malzeme satın alırsanız muhtemelen mali açıdan çok tasarruf edersiniz.

Maliyet Yönetimi için Hassas Tolerans Analizi

Yaygın CNC işleme uygulamalarında, teknik çizimde belirli bir tolerans tanımlanmamışsa parçalar, yaklaşık ± 0,125 mm veya daha iyi standart tolerans kullanılarak işlenir. Bu hassasiyet, kritik olmayan özelliklerin çoğu için yeterlidir ve üretim maliyetlerinin daha düşük tutulmasına yardımcı olur.

Belirli kritik özellikler için gerekli olmasına rağmen sıkı toleranslar, işleme maliyetini önemli ölçüde artırır. Bu toleranslar için gereken hassasiyet, daha fazla zaman, beceri ve daha gelişmiş ekipman gerektirir; bunların tümü daha yüksek üretim maliyetlerine katkıda bulunur.

İşleme operasyonlarının maliyet etkinliğini optimize etmek amacıyla, gerçekten bunları gerektiren özellikler için yalnızca daha sıkı toleranslar belirtin. Örneğin, parçanın işlevi veya uyumu açısından kritik olmayan özellikler sıkı toleranslara tabi tutulmamalıdır.

Bitirme Prosesi Optimizasyonu: Kalite ve Maliyetin Dengelenmesi

Nihai bitirmeler CNC işleme maliyetlerini artırır ve artırır. Bunu azaltmanın bir yolu doğru malzeme seçimidir. Örneğin alüminyum gibi bazı malzemeler yüksek oranda işlenebilir ve daha az yüzey cilası gerektirir. Tasarım gereksinimleriniz izin veriyorsa, özellikle toplu üretim söz konusu olduğunda bunlara geçiş oldukça uygun maliyetli olabilir.

İşlenmiş yüzeylerin yeterli olduğu durumlarda bunları kullanın. İşlenmiş yüzeyler genellikle yüksek kalitededir ve daha fazla işleme gerek kalmadan birçok uygulamanın gereksinimlerini karşılayabilir.

Ancak bitirmenin feragat edilemeyeceği durumlar da vardır. Bu işlemler kimyasal film, boncuk püskürtme, elektro-parlatma ve anotlamayı içerir.

Çözüm

CNC işlemenin maliyeti çeşitli faktörlerden dolayı yüksek olabilir. Karmaşık tasarım gereklilikleri, hassas toleranslar ve kullanılan malzeme türü genel masrafa katkıda bulunur. Ancak birkaç basit strateji benimseyerek bu maliyeti büyük ölçüde kontrol edebilirsiniz.

Örneğin toplu üretime geçmek yardımcı olabilir. Benzer şekilde keskin kenarlar, derin cepler ve standart dışı delikler gibi gereksiz tasarım öğelerinin ortadan kaldırılması, işleme sürecini basit ve uygun maliyetli hale getirebilir. Son olarak doğru malzeme seçimi de yardımcı olabilir. Daha ucuz ve işlenmesi daha kolay malzemeler kullanın.