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Factores que afectan los costos de mecanizado CNC
Aunque la impresión 3D se ha convertido en un tema de gran interés en los medios de comunicación, las expectativas sobre ella no han sido muy altas en los últimos años, especialmente en lo que respecta a la fabricación de piezas metálicas. El mecanizado CNC sigue siendo uno de los procesos de fabricación más rentables en la producción bajo demanda hasta la fecha. Al buscar piezas mecanizadas CNC a medida, el precio de diferentes fabricantes puede variar considerablemente, llegando incluso a duplicarse. La mayoría de la gente se pregunta qué factores influyen en el precio de las piezas mecanizadas CNC. De hecho, en el mecanizado CNC no existe un coste fijo que se pueda aplicar universalmente a todos los proyectos. Este artículo le ayudará a comprender algunos de los principales factores que afectan a los costes del mecanizado CNC y le proporcionará algunos consejos sobre cómo reducirlos para ajustarse al presupuesto de su proyecto.
Los factores más importantes que afectan los costos de las piezas mecanizadas CNC son el tiempo de procesamiento, el equipo, los materiales, el diseño, el volumen de fabricación, la tolerancia y el tratamiento de la superficie, etc.
1.Máquina CNC y su configuración
Máquina CNC. La adquisición de una máquina CNC representa una inversión importante para cualquier proyecto de mecanizado. Por ejemplo, las máquinas Haas son muy populares en Estados Unidos, y el precio de una fresadora CNC básica comienza en $30,000. Estas costosas inversiones deben amortizarse en el costo de cada pieza fabricada. Los costos de operación, mantenimiento y otros gastos relacionados tampoco son insignificantes. El mecanizado CNC utiliza costosas máquinas herramienta, por lo que el costo de las piezas producidas será consecuentemente mayor.
Las operaciones para mecanizar piezas personalizadas incluyen taladrado, mandrinado, torneado y fresado; la mayoría de las operaciones se realizan en una fresadora CNC o un torno CNC. En DDPROTOTYPE, un fabricante de prototipos en China, el costo de mecanizado para una fresadora CNC de 3 ejes (excluyendo los salarios del operador) es de $13 por hora, después de agregar los salarios del operador será de alrededor de $24 por hora. Los precios del torneado CNC son de $ 11 por hora, mientras que los costos de mecanizado para el mecanizado CNC de 5 ejes son de $ 40 a $ 80 por hora o más.
Herramientas de corte. El material, el recubrimiento y la geometría de las herramientas de corte también pueden afectar el costo total de la máquina CNC. Por ejemplo, el costo de una herramienta de corte con punta de carburo será el doble que el de una herramienta de acero; además, será mucho más dura, resistente al calor y puede trabajar a velocidades extremadamente altas. Para cortar aleación de titanio, se deben usar herramientas de corte de aleación especial.
El fresado CNC es más caro. En comparación con el torneado CNC, las fresadoras CNC tienen piezas móviles más complejas; son más difíciles de configurar, operar y mantener; y pueden realizar operaciones más complejas, por lo que su coste será mayor.
Costes de preparación . Los costes de preparación cubren los gastos incurridos en la preparación para el mecanizado propiamente dicho. Todas las piezas mecanizadas por CNC comienzan como un modelo 3D. El modelo 3D es diseñado por expertos en diseño, utilizando software CAD (Diseño Asistido por Computadora). Los recursos necesarios para crear un modelo 3D para su fabricación representan una parte significativa de los costes de preparación. Estos costes también incluyen la optimización del diseño y la preparación para CAM (Fabricación Asistida por Computadora) de los modelos que se fabricarán, utilizando el software CAM adecuado.
2.Material
El material utilizado para fabricar piezas es uno de los factores importantes que afectan el costo, lo que implica el costo de la materia prima y la maquinabilidad de la materia prima.
El costo de la materia prima. El precio de las materias primas varía según su valor y rareza. Los ingenieros de compras experimentados tendrán un conocimiento detallado de los materiales de procesamiento comunes, como aluminio, cobre, titanio, acero inoxidable, magnesio, zinc, ABS, acrílico, POM, FRP, nailon, PEEK, PVC, PC, PE, PU y PTFE.
Metal | |
Aluminio 6061 | $25 |
Aluminio 7075 | $80 |
304 de acero inoxidable | $90 |
Plástico | |
ABS | $17 |
POM | $27 |
Nylon 6 | $30 |
Tome las dimensiones de 6 "x 6" x 1 "por ejemplo, el costo de diferentes materiales.
Maquinabilidad de los materiales. Además del costo de las materias primas, la dificultad de procesamiento es otro factor determinante importante. El costo del mecanizado CNC de una pieza es proporcional al tiempo que requiere. Los materiales difíciles de mecanizar también consumen más recursos, como más ajustes, fijaciones, fluidos de corte, electricidad y herramientas de corte. Los materiales metálicos tienden a ser más difíciles de mecanizar que los plásticos, pero también varía según el material y su grado. Por ejemplo, el ABS, el PC, el PMMA y el AL6061 son materiales CNC muy populares debido a su facilidad de corte, mientras que la maquinabilidad del PEEK, el magnesio, el teflón, el acero inoxidable y el titanio es ligeramente inferior.
Complejidad del diseño y la geometría. El diseño y la geometría de la pieza influyen significativamente en el coste del mecanizado CNC. Obviamente, el coste será mucho mayor para piezas más complejas, con esquinas interiores afiladas, paredes delgadas, cavidades profundas, orificios y grabados no estándar, etc. Las piezas de alta complejidad pueden requerir máquinas CNC más avanzadas, mayor tiempo de mecanizado, múltiples cambios en la superficie y la configuración, más inspecciones de calidad (tolerancias, acabado superficial, etc.), ajustes, utillajes personalizados, etc., y todo ello repercutirá en el coste de la pieza.
Además, la fabricación de piezas grandes es más cara porque requiere más materia prima, recursos y tiempo de mecanizado.
Cantidad. El costo de una sola pieza se puede reducir eficazmente mediante la fabricación en grandes volúmenes, lo que resulta de eliminar el costo de las configuraciones repetidas. Para la misma pieza, el diseño CAD, CAM y la configuración de la máquina se realizan simultáneamente. Si solo se utiliza para fabricar un prototipo, todos los costos de configuración se asignan a esa pieza. Si se utilizan las mismas operaciones y configuraciones para un gran volumen de las mismas piezas, el costo de configuración se puede distribuir entre todas las piezas, maximizando así el ahorro. Según estadísticas incompletas, si el precio de una pieza es de $10, el precio de fabricación de 1000 unidades puede ser de $1. Sí, la diferencia de precio es así de grande.
Tolerancia de la pieza. Las tolerancias estrictas permiten cumplir mejor con los requisitos de diseño, pero el costo del mecanizado CNC es mayor. No es necesario establecer tolerancias demasiado precisas a menos que sea indispensable. Generalmente, solo se requiere mantener tolerancias ajustadas en la interfaz de la pieza con otras piezas. Cabe destacar que es difícil lograr tolerancias ajustadas dentro de un orificio o cavidad en una pieza. En DDPrototype, solemos seguir las normas DIN-2768-1 (grado fino) para piezas metálicas mecanizadas por CNC y DIN-2768-1 (grado medio) para piezas de plástico mecanizadas por CNC.
Costos laborales. Existen muchos factores que determinan los costos laborales, como la región, el sector, la experiencia de los trabajadores, etc. En un taller de mecanizado CNC, generalmente se manejan muchas piezas con formas geométricas complejas que requieren mecanizado. Para garantizar la calidad y la precisión dimensional de las piezas, se contrata a operarios experimentados y con amplia trayectoria. Por consiguiente, el costo laboral será mayor.
Tratamiento de superficie. Si su pieza requiere un tratamiento o acabado superficial adicional, su costo será mayor que el de una pieza sin tratamiento o acabado, ya que se requerirán tecnologías y materiales específicos. Generalmente, el tratamiento superficial de la pieza incluye recubrimiento, anodizado, tratamiento térmico, pulido, pulverización, galvanoplastia, pasivado, serigrafía, entre otros.
Diseño. Las características complejas, como el tamaño no estándar de los orificios, el grabado y las paredes delgadas, incrementan el costo del mecanizado CNC. Estas características requieren más tiempo de programación, herramientas especializadas y múltiples configuraciones para el mecanizado de la pieza, lo que aumenta el tiempo de ejecución y, por consiguiente, el costo. Podemos simplificar el diseño eliminando las funciones innecesarias.
¿Si su dibujo CAD es preciso, detallado y completo? Es posible que necesite un ingeniero o maquinista con experiencia para que lo ayude con sus diseños para asegurarse de que sus diseños se mecanicen según lo previsto. Esta etapa de consulta de diseño puede agregar algún costo inicial al proyecto, pero puede ahorrar muchos gastos innecesarios a largo plazo, como pérdidas causadas por errores de diseño, pérdidas causadas por errores en la configuración de tolerancia, etc.
Consejos para reducir el costo de la pieza mecanizada CNC: ¿cómo reducir el costo del mecanizado CNC?
Después de comprender los factores que afectan el costo del mecanizado CNC, y para reducir y minimizar los costos del mecanizado CNC, debemos tener en cuenta los siguientes aspectos.
1.Diseño y Geometría Compleja.
– Evitar las estructuras de cavidades profundas
– Esquina interior redondeada
– Asegúrese de que el radio de la esquina interior sea al menos 1/3 de la profundidad de la cavidad
–Reducir la estructura de la pared delgada (el grosor de la pared de las piezas metálicas es mejor que 0.8 mm y el plástico puede ser de 1.5 mm)
–Longitud de profundidad límite (la profundidad máxima de la rosca se establece en tres veces el diámetro del orificio)
–Evite características pequeñas con relaciones de aspecto altas
–Optimizado para agujeros roscados
2. Tolerancia
–Reducir el uso de tolerancias estrictas
–Tolerancia estándar utilizada
–Elimine todas las tolerancias innecesarias de su diseño
3. Herramientas de corte
–Utilice una broca estándar
4.Tratamiento y acabado de superficies.
–Evitar múltiples tratamientos superficiales
–Seleccione Acabado Mecanizado
5.Others
–Elija una ubicación más económica, como Guangdong, China
–Un taller de mecanizado CNC con un maquinista experto es mejor
Hay muchos factores que determinan el precio de las piezas mecanizadas CNC, pero trabajar con un proveedor de servicios de mecanizado CNC experimentado y hábil puede ayudarlo a resolver muchos problemas de mecanizado y proporcionarle piezas de alta calidad. En DDPTOTOYPE, nos dedicamos a los servicios de mecanizado CNC desde hace más de diez años, y le brindaremos más sugerencias para optimizar los diseños. Esperamos escuchar de usted.
