Følg meg på: 
Tips for å redusere CNC maskineringskostnader
Å lage unike og innovative prototyper som ser bra ut og fungerer godt er det vi streber etter. Når vi designer eller bearbeider, legger vi stor vekt på sluttbruken av delen, for eksempel "luftfartsdeler krever lette deler, baklykter til biler krever høy overflatefinish, etc.". Men ønsket om å redusere kostnadene går gjennom hele design- og produksjonsprosessen.
Før vi forstår teknikkene for å redusere CNC-maskinkostnadene, må vi først forstå prisfaktorene til CNC-tilpassede deler. Den viktigste faktoren er behandlingstiden, som til og med overstiger avskrivningskostnaden på maskinen og programmeringskostnaden. Trikset for å redusere CNC-maskinkostnadene er å følge visse regler for å optimalisere designet, og dermed redusere bearbeidingstiden uten å gå på akkord med den mekaniske funksjonaliteten til delen. DDPROTOTYPE har samlet over ti tips for å forhåpentligvis kutte kostnader for ditt neste CNC-prosjekt.
1.Utforsk billige materialer - Reduser CNC-bearbeidingskostnader
Både prisen på råvarer og hvor enkelt det er å bearbeide dem har en betydelig innvirkning på kostnadene. Prisen på råvarer bestemmes av deres sjeldenhet og egenverdi. DDPROTOTYPE foretok en prissammenligning av forskjellige materialer med samme størrelse som ofte brukes, og fant at prisforskjellen er ganske stor. Hvor enkelt det er å bearbeide et materiale har større innvirkning på bearbeidingskostnadene enn prisen på råvarer. Generelt sett krever kutting av mykere materialer mindre maskineringstid og krever ikke spesielle kniver eller ekstra hjelpeverktøy. For eksempel, for deler av samme tegning, er bearbeidingsprisen for aluminium 6061 mye lavere enn for rustfritt stål.
Ta størrelsen 6" x 6" X 1" som et eksempel, prisen på forskjellige materialer varierer
Metall | |
Aluminium 6061 | $25 |
Aluminium 7075 | $80 |
Rustfritt stål 304 | $90 |
Messing C360 | $148 |
Plast | |
ABS (akrylonitrilbutadienstyren) | $17 |
POM (polyoksymetylen) | $27 |
Nylon 6 | $30 |
PEEK | $300 |
Generelt, akkurat som en funksjonell prototype, vil det være mer kostnadseffektivt å velge et relativt billig mykt materiale som oppfyller designkravene. Aluminium 6061 er klart det mest kostnadseffektive materialet for å lage metallprototyper på grunn av dets lave pris og svært gode bearbeidbarhet. Rustfritt stål og titan er svært kostbare alternativer, og det kan spare penger med mindre visse spesifiserte materialegenskaper kreves. Hvis du designer et medisinsk utstyr og det må implanteres inne i menneskekroppen, må biokompatibilitet være førsteprioritet, og du må velge titanlegeringer, eller rustfritt stål og så videre basert på faktiske krav. Når det kommer til plast, er ABS og POM de mer populære rimelige materialene og er relativt enkle å behandle, PEEK er et veldig dyrt materiale.
2. Balanser mengde og behandlingstid - -Reduserer CNC maskineringskostnader
Større kvantitet er en annen viktig faktor for å redusere CNC maskineringskostnadene. Med økende kvantitet, synker enhetsprisen. På bildet nedenfor er kostnaden for å maskinere bare ett stykke $41.89, og hvis 10 stykker produseres, synker enhetskostnaden til $11.26. Å øke antallet til 100 stykker bringer enhetsprisen ned til $5.72. Grunnen til at prisen har sunket så mye er fordi det kun behandles ett stykke, noe som også krever programmering, maskinjustering, materialbestilling osv., mens man behandler større kvanta trenger disse oppgavene kun gjøres en gang; enda viktigere, når kvantiteten øker, vil vi øke noen hjelpejigg for å forbedre produksjonseffektiviteten, og dermed redusere enhetsprisen på produktet kraftig.
3. Vurder behovet for overflatebehandling - -Reduksjon av CNC maskineringskostnader
En annen faktor som seriøst påvirker kostnadene er finishen. Når det kreves forskjellige overflatebehandlinger på overflaten av en del, for eksempel, kreves det en superhøy polert finish på den ene siden og et spesielt belegg på den andre siden, eller overflateeffekten til hele delen bør beholdes som konsekvent som mulig, vil det påløpe ekstra kostnader på dette tidspunktet. Det er nødvendig å nøye vurdere nødvendigheten av overflatebehandlingen av delen, for eksempel anodisering, varmebehandling, spesielle belegg, etc.
4. Still inn stramme toleranser når det er nødvendig - Reduser CNC-maskinkostnadene
Vanligvis er ikke alle funksjonene til en del avgjørende for funksjonen. I utformingen vil Jo flere dimensjoner med toleransekrav, jo høyere presisjonskrav, (for eksempel markering av radius, hulldiameter og posisjon, filet) etc. øke kostnadene for maskinering. For å unngå å legge til unødvendige kostnader, er det bare noen få kritiske overflater som må tolereres, som hull, skaft, trykklås osv., og stramme toleranser kontrolleres (standard toleranse er +/- 0.005 tommer). Hos DDPROTOTYPE er vårt typiske toleransenøyaktighetsområde 0.005″ – 0.001″, avhengig av struktur, materiale osv.
5. Prøv å unngå tekst eller ikoner.
Hvis det ikke er nødvendig, prøv å unngå å bygge tekst eller ikoner på delen under CNC-bearbeiding, noe som vil øke kostnadene. Hvis tekst og ikoner er nødvendig, vurder å endre det til en overflatebehandlingsprosess som maling eller trykking, da dette kan redusere CNC-bearbeidingstiden.
6. Bruk så mange verktøy i standardstørrelse som mulig
Når du designer deler, prøv å designe dimensjoner som samsvarer med standard CNC-verktøy, noe som kan spare maskineringstid betraktelig. For eksempel bør hull-, gjenge- og lommediametre maskineres direkte med vanlige CNC-verktøy. Hull i ikke-standard størrelse krever endefreser eller opprømmere for presisjonsmaskinering, og til og med noen konstruksjoner krever tilpassede verktøy. Hvis du ikke er kjent med verktøydimensjoner, er det en generell praksis å sette hullet til en "standard" tomme, for eksempel 1/8", 1/4" eller et heltall millimeter. Unngå størrelser som 0.3871" eller 3.956 mm. I tillegg kan det å opprettholde konsistente hull- og hulromsdimensjoner for hele delen redusere hyppigheten av verktøybytter og dermed øke hastigheten på CNC-maskineringsprosessen.
7. Bruk standard tappestørrelse
Utformingen av standard tappet hull kan redusere kostnadene ved CNC-bearbeiding. Tapstørrelse og tråddybde påvirker behandlingstiden. For eksempel, hvis du designer et 2-56 tommers gjenget hull, hvis gjengen er for dyp mens kranen er relativt tynn, vil den være mer plagsom å betjene. Det er vanlig praksis å alltid designe den maksimale dybden på gjengen til å være mindre enn tre ganger diameteren til boringen. Lengre gjenger kan kreve spesialverktøy, øker også tappetiden kraftig, og det er fare for tapbrudd. Hvis kranen er ødelagt, må vi håndtere det med EDM eller lage delene på nytt.
8. unngå store og komplekse geometrideler - -Redusere CNC-bearbeidingskostnader
Egenskapene til en del, inkludert størrelse og kompleksitet, har stor innvirkning på CNC-maskinkostnadene. Det sier seg selv at større deler vil forbruke mer materiale og bearbeidingstid. For svært komplekse deler kan det være nødvendig med flere prosesser under maskineringsprosessen, kanskje fortsetter på flere maskiner, noe som krever mer programmering, inventar og oppsettskostnader. For eksempel må en del i figuren nedenfor behandles på flere overflater under produksjonsprosessen. I 2019 noterte DDPROTOTYPE $159 for denne delen.
9. Unngå å designe tynne vegger
Selv om CNC-bearbeiding kan bearbeide deler med stramme toleranser og tynne vegger enda mindre enn 1 mm, anbefales det å øke veggtykkelsen hvis du har et stramt budsjett. Deler med for tynne vegger (vanligvis definert som mindre enn 0.794 mm (1/32 tomme)) er enkle å deformere under CNC-bearbeiding og kan også forårsake verktøyvibrasjoner, noe som gjør det vanskelig å opprettholde toleranser. Den riktige måten å bearbeide tynne vegger på er å redusere fôrmengden, noe som tar lang bearbeidingstid. Derfor kan design av tykkere vegger bidra til å fremskynde behandlingstiden og redusere kostnadene. DDPROTOTYPE anbefaler en minimum veggtykkelse på 0.8 mm for metalldeler og 1.5 mm for plastdeler. Hvis du lager deler med mindre veggtykkelser, kan du prøve å lage metallplater.
10. Unngå skarpe innvendige kanter
Å bearbeide en perfekt 90° innvendig vinkel er vanskelig fordi CNC-maskinerte verktøy som endefreser eller freser er sylindriske og kan automatisk etterlate avrundede indre hjørner under maskinering. Hvis du holder deg til dette designet, er den beste måten å oppnå det på å bruke EDM-bearbeiding, som er en dyrere maskineringsprosess og vil ta lengre tid å bearbeide. Hvis skarpe innvendige hjørner ikke er nødvendig, er en konvensjonell design at radiusen til det indre hjørnet er minst 1/3 av hulrommets dybde. Mindre innvendige hjørneradier krever mindre verktøy, men små verktøy kan ikke fjerne store mengder materiale på en gang, og matingene er ekstremt små for å forhindre brudd på verktøyet, noe som øker bearbeidingstiden. Prøv også, hvis mulig, å holde innvendige hjørner med samme radius. Dette bidrar til å redusere hyppigheten av verktøyskift.
11. Unngå dype hulrom
CNC-bearbeiding av deler med dype hulrom er tidkrevende og dyrt fordi verktøyet er utsatt for brudd under prosessen med å lage dype hulrom. Kuttelengden på CNC-verktøy er begrenset og fungerer jevnt når du skjærer hulrom to til tre ganger så dype som deres diameter. For eksempel kan en kutter med en diameter på 15 mm enkelt kutte et hulrom opp til en dybde på 30 mm. DDPROTOTYPE anbefaler at lengden på hulrommet ikke bør overstige 4 ganger diameteren til verktøyet basert på praksis. Ellers kreves spesialverktøy eller 5-aksede CNC-maskiner. For dypere hulrom kan ekstra maskineringsutstyr som EDM, broaching osv. være nødvendig for å hjelpe til med prosessering, noe som øker maskineringskostnadene.
12. Unngå å designe funksjoner med høye sideforhold
Ved CNC-bearbeiding av deler med høyt sideforhold, er verktøyvibrasjoner utsatt, og det er vanskelig å opprettholde stramme toleranser. I følge erfaringene til DDPROTOTYPE bør sideforholdet være mindre enn 4, noe som effektivt kan redusere kostnadene ved CNC-bearbeiding.
13. Del de komplekse delene
I visse tilfeller, hvis en kompleks del er delt opp i flere deler og deretter boltet eller sveiset sammen, kan den mekaniske funksjonen til enheten også oppfylles, vil vi anbefale. Dette vil redusere kostnadene sammenlignet med å bearbeide en stor, superkompleks del individuelt.
Spesielt for deler med dype hulrom eller deler som må maskineres på flere sider, kan bearbeiding av dem være tidkrevende og kan kreve tilpassede inventar eller 5-akse CNC-maskiner.
14. Sørg for at designet er nøyaktig
Uferdige eller unøyaktige CAD-tegninger vil føre til sekundær prosessering av deler, eller til og med utrangering, og må gjenskapes. Dette legger til ekstra behandlingstid, noe som er veldig frustrerende. Å konsultere en erfaren maskinist eller produsent i designfasen kan spare deg for mye tid og penger i det lange løp.
Oppsummer. Beste praksis for å redusere CNC-kostnader
Alt i alt, hold delene dine enkle og unngå kompleksitet.
Ellers kreves spesialverktøy eller inventar, flere maskinoppsett, spesielt for deler med svært komplekse geometrier i spesialmaterialer, noe som betyr lengre maskineringstider.
Så, for å redusere kostnadene ved CNC-maskinering, etter at designet er fullført, spør deg selv følgende spørsmål:
Har designet blitt optimalisert med retningslinjer for prosessgjennomførbarhet?
Er alle funksjoner i designet absolutt nødvendige?
Kan designfunksjonen forenkles?
Kan den deles opp i flere deler som er lettere å bearbeide og deretter sette sammen?
Er designet re-optimalisert for å eliminere behovet for flere maskiner for å hjelpe maskinering eller spesialverktøy for å møte kravene?
Finnes det billigere eller lettere å behandle materialer som kan oppfylle mine krav?
I denne artikkelen fremhever vi designteknikker med universell anvendelse for å redusere kostnadene ved CNC-bearbeiding. For forskjellige prosjekter og forskjellige løsninger kan du selvfølgelig sende 3D-filene dine til DDPROTOTYPE, optimalisere designene dine gratis og gi konstruktive forslag.
