CNC 가공 비용 절감을 위한 팁

멋지게 보이고 잘 작동하는 독특하고 혁신적인 프로토타입을 만드는 것이 우리가 추구하는 것입니다. 설계 또는 가공할 때 "항공우주 부품은 경량 부품이 필요하고 자동차 후미등은 높은 표면 조도가 필요함 등"과 같이 부품의 최종 용도에 많은 주의를 기울입니다. 그러나 비용 절감에 대한 열망은 전체 설계 및 제조 프로세스를 통해 이루어집니다.

CNC 가공 비용을 줄이는 기술을 이해하기 전에 먼저 CNC 맞춤형 부품의 가격 요소를 이해해야 합니다. 가장 중요한 요소는 기계의 감가상각비와 프로그래밍 비용을 초과하는 처리 시간입니다. CNC 가공 비용을 줄이는 비결은 특정 규칙을 따라 설계를 최적화하여 부품의 기계적 기능을 손상시키지 않으면서 가공 시간을 줄이는 것입니다. DDPROTOTYPE은 다음 CNC 프로젝트의 비용 절감을 위해 XNUMX가지가 넘는 팁을 모았습니다.

1. 저렴한 재료 탐색 - CNC 가공 비용 절감

원자재 가격과 가공 용이성은 모두 비용에 상당한 영향을 미칩니다. 원자재 가격은 희소성과 자체 가치에 따라 결정됩니다. DDPROTOTYPE은 일반적으로 사용되는 동일한 크기의 여러 재료에 대한 가격을 비교한 결과, 가격 차이가 상당히 크다는 것을 발견했습니다. 재료의 가공 용이성은 원자재 가격보다 가공 비용에 더 큰 영향을 미칩니다. 일반적으로 연질 재료를 절삭하는 데는 가공 시간이 적게 소요되고 특수 칼날이나 추가 보조 도구가 필요하지 않습니다. 예를 들어, 동일한 도면의 부품이라도 알루미늄 6061 의 가공 비용은 스테인리스강 보다 훨씬 저렴합니다.

6" x 6" X 1" 크기를 예로 들면 재료에 따라 비용이 다릅니다.

금속
알루미늄 6061	$25
알루미늄 7075	$80
스테인레스 스틸 304	$90
황동 C360	$148
플라스틱
ABS(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌)	$17
POM(폴리옥시메틸렌)	$27
나일론 6	$30
몰래 엿보다	$300

일반적으로 기능적 프로토타입과 마찬가지로 설계 요구 사항을 충족하는 비교적 저렴한 연질 재료를 선택하는 것이 비용 효율적입니다. 알루미늄 6061은 저렴한 비용과 매우 우수한 기계 가공성으로 인해 금속 프로토타입을 만드는 데 가장 비용 효율적인 재료임이 분명합니다. 스테인리스강과 티타늄은 매우 고가의 옵션이며 특정 재료 특성이 요구되지 않는 한 비용을 절약할 수 있습니다. 의료기기를 설계하고 인체 내부에 이식해야 하는 경우 생체 적합성을 최우선으로 해야 하며 실제 요구 사항에 따라 티타늄 합금 또는 스테인리스 스틸 등을 선택해야 합니다. 플라스틱에 관해서는 ABS와 POM이 더 인기 있는 저렴한 재료이고 상대적으로 가공하기 쉬운 반면 PEEK는 매우 고가의 재료입니다.

2. 균형 수량 및 처리 시간 - -CNC 가공 비용 절감

더 많은 수량은 CNC 가공 비용을 줄이는 또 다른 중요한 요소입니다. 수량을 늘리면 단가가 낮아집니다. 아래 이미지에서 41.89개만 가공하는 비용은 10달러이고 11.26개를 생산하면 단가는 100달러로 떨어집니다. 수량을 5.72개로 늘리면 단가가 $XNUMX로 낮아집니다. 가격이 많이 하락한 이유는 한 조각만 처리하기 때문에 프로그래밍, 기계 조정, 자재 주문 등이 필요하지만 대량 처리하는 동안 이러한 작업은 한 번만 수행하면 됩니다. 더 중요한 것은 수량이 증가하면 생산 효율성을 높이기 위해 일부 보조 지그를 늘려 제품 단가를 크게 낮추는 것입니다.

3. 표면 처리의 필요성 평가 - -CNC 가공 비용 절감

비용에 심각한 영향을 미치는 또 다른 요소는 마감재입니다. 예를 들어 부품의 표면에 다른 표면 처리가 필요한 경우 한 면에는 초고광택 마감이 필요하고 다른 면에는 특수 코팅이 필요하거나 전체 부품의 표면 마감 효과가 다음과 같이 유지되어야 합니다. 가능한 한 일관성을 유지하면 이때 추가 비용이 발생합니다. 아노다이징, 열처리, 특수코팅 등 부품의 표면처리 필요성을 신중히 평가할 필요가 있다.

4. 필요한 경우 엄격한 공차 설정 - CNC 가공 비용 절감

일반적으로 부품의 모든 기능이 해당 기능에 중요한 것은 아닙니다. 설계에서 공차 요구 사항이 있는 치수가 많을수록 정밀도 요구 사항(예: 반경, 구멍 직경 및 위치, 필렛 표시) 등이 높아져 가공 비용이 증가합니다. 불필요한 비용을 추가하지 않으려면 구멍, 샤프트, 스냅 등과 같은 몇 가지 중요한 표면만 허용하면 되며 엄격한 허용 오차가 제어됩니다(표준 허용 오차는 +/- 0.005인치임). DDPROTOTYPE에서 일반적인 허용 오차 범위는 구조, 재료 등에 따라 0.005″ – 0.001″입니다.

5. 텍스트나 아이콘을 피하십시오.

필요하지 않은 경우 CNC 가공 중에 부품에 텍스트나 아이콘을 작성하지 마십시오. 그러면 비용이 증가합니다. 텍스트와 아이콘이 필요한 경우 페인팅이나 프린팅과 같은 표면 처리 공정으로 변경하는 것을 고려해보세요. CNC 가공 시간을 단축시킬 수 있습니다.

6. 가능한 한 많은 표준 크기의 도구를 사용하십시오.

부품을 설계할 때는 표준 CNC 공구에 맞는 치수를 사용하는 것이 가공 시간을 크게 절약할 수 있습니다. 예를 들어, 구멍, 나사산, 포켓 직경은 일반적인 CNC 공구를 사용하여 직접 가공해야 합니다. 비표준 크기의 구멍은 정밀 가공을 위해 엔드밀이나 리머가 필요하며, 일부 구조물은 맞춤형 공구가 필요할 수도 있습니다. 공구 치수에 익숙하지 않은 경우, 일반적으로 구멍 크기를 1/8인치, 1/4인치와 같은 "표준" 인치 단위 또는 밀리미터 단위의 정수로 설정하는 것이 좋습니다. 0.3871인치나 3.956mm와 같은 크기는 피하십시오. 또한, 부품 전체의 구멍 및 홈 치수를 일관되게 유지하면 공구 교체 빈도를 줄여 CNC 가공 속도 를 높일 수 있습니다.

7. 표준 태핑 사이즈 사용

표준 탭 구멍을 설계하면 CNC 가공 비용을 줄일 수 있습니다. 탭 크기와 나사 깊이는 처리 시간에 영향을 줍니다. 예를 들어, 2-56인치 나사 구멍을 설계할 경우 나사가 너무 깊고 탭이 상대적으로 가늘면 작동하기가 더 번거롭습니다. 나사산의 최대 깊이는 항상 보어 직경의 XNUMX배 미만으로 설계하는 것이 일반적입니다. 더 긴 나사산에는 특수 도구가 필요할 수 있으며 탭핑 시간이 크게 증가하며 탭 파손의 위험이 있습니다. 탭이 고장난 경우 EDM으로 처리하거나 부품을 다시 만들어야 합니다.

8. 크고 복잡한 형상 부품 피하기 - CNC 가공 비용 절감

크기 및 복잡성을 포함한 부품의 특성은 CNC 가공 비용에 큰 영향을 미칩니다. 더 큰 부품이 더 많은 재료와 가공 시간을 소비한다는 것은 말할 필요도 없습니다. 고도로 복잡한 부품의 경우 가공 프로세스 중에 여러 프로세스가 필요할 수 있으며, 아마도 여러 기계에서 진행할 수 있으므로 더 많은 프로그래밍, 고정 장치 및 설정 비용이 필요합니다. 예를 들어, 아래 그림의 부품은 제조 과정에서 여러 표면에서 처리되어야 합니다. 2019년 DDPROTOTYPE은 이 부품에 대해 $159를 인용했습니다.

9. 얇은 벽을 설계하지 마십시오.

CNC 가공은 공차가 1mm 미만인 얇은 부품도 가공할 수 있지만 예산이 빠듯한 경우 벽 두께를 늘리는 것이 좋습니다. 벽이 너무 얇은 부품(일반적으로 0.794mm(1/32인치) 미만으로 정의됨)은 CNC 가공 중에 변형되기 쉽고 공구 진동을 유발할 수 있어 공차를 유지하기 어렵습니다. 얇은 벽을 가공하는 올바른 방법은 가공 시간이 오래 걸리는 이송량을 줄이는 것입니다. 따라서 더 두꺼운 벽을 설계하면 처리 시간을 단축하고 비용을 절감할 수 있습니다. DDPROTOTYPE은 금속 부품의 경우 최소 0.8mm, 플라스틱 부품의 경우 1.5mm의 최소 벽 두께를 권장합니다. 벽 두께가 더 작은 부품을 만드는 경우 판금 제작을 시도할 수 있습니다.

10. 날카로운 내부 모서리를 피하십시오.

엔드밀이나 밀링 커터와 같은 CNC 가공 공구는 원통형이고 가공 중에 자동으로 둥근 내부 모서리를 남길 수 있기 때문에 완벽한 90° 내각을 가공하는 것은 어렵습니다. 이 설계를 고수한다면 이를 달성하는 가장 좋은 방법은 EDM 가공을 사용하는 것입니다. EDM 가공은 더 비싸고 가공 시간이 더 오래 걸립니다. 날카로운 내부 모서리가 필요하지 않은 경우 기존 설계는 내부 모서리의 반경이 캐비티 깊이의 최소 1/3이 되도록 하는 것입니다. 내부 모서리 반경이 작을수록 더 작은 도구가 필요하지만 작은 도구는 한 번에 많은 양의 재료를 제거할 수 없으며 이송이 매우 작아 도구 파손을 방지하여 가공 시간이 늘어납니다. 또한 가능하면 내부 모서리를 같은 반경으로 유지하십시오. 이는 공구 교환 빈도를 줄이는 데 도움이 됩니다.

11. 깊은 충치 피하기

깊은 구멍이 있는 CNC 가공 부품은 깊은 구멍을 만드는 과정에서 도구가 파손되기 쉽기 때문에 시간과 비용이 많이 듭니다. CNC 도구의 절단 길이는 제한되어 있으며 직경의 15~30배 깊이로 구멍을 절단할 때 원활하게 작동합니다. 예를 들어, 직경이 4mm인 커터는 최대 5mm 깊이까지 캐비티를 쉽게 절단할 수 있습니다. DDPROTOTYPE은 연습에 따라 캐비티 길이가 공구 직경의 XNUMX배를 초과하지 않도록 권장합니다. 그렇지 않으면 특수 도구 또는 XNUMX축 CNC 기계가 필요합니다. 더 깊은 캐비티의 경우 가공을 지원하기 위해 EDM, 브로칭 등과 같은 추가 가공 장비가 필요할 수 있으며, 이는 가공 비용을 증가시킵니다.