ติดตามฉันได้ที่: 
เคล็ดลับในการลดต้นทุนการตัดเฉือน CNC
การสร้างต้นแบบที่แปลกใหม่และสร้างสรรค์ซึ่งดูดีและใช้งานได้ดีคือสิ่งที่เรามุ่งมั่น ในการออกแบบหรือตัดเฉือน เราให้ความสนใจอย่างมากกับการใช้งานชิ้นส่วนปลายทาง เช่น “ชิ้นส่วนการบินและอวกาศต้องการชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักเบา ไฟท้ายรถยนต์ต้องการพื้นผิวที่สูง ฯลฯ” แต่ความปรารถนาที่จะลดต้นทุนต้องผ่านกระบวนการออกแบบและการผลิตทั้งหมด
ก่อนที่จะเข้าใจเทคนิคในการลดต้นทุนการตัดเฉือน CNC เราต้องเข้าใจปัจจัยด้านราคาของชิ้นส่วนสั่งทำ CNC เสียก่อน ปัจจัยที่สำคัญที่สุดคือเวลาในการประมวลผล ซึ่งสูงกว่าค่าเสื่อมราคาของเครื่องจักรและค่าโปรแกรมด้วยซ้ำ เคล็ดลับในการลดต้นทุนการตัดเฉือน CNC คือการปฏิบัติตามกฎบางอย่างเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบ ซึ่งจะช่วยลดเวลาการตัดเฉือนโดยไม่กระทบต่อฟังก์ชันเชิงกลของชิ้นส่วน DDPROTOTYPE ได้รวบรวมเคล็ดลับสิบข้อเพื่อหวังจะลดค่าใช้จ่ายสำหรับโครงการ CNC ถัดไปของคุณ
1. สำรวจวัสดุราคาถูก - ลดต้นทุนการตัดเฉือน CNC
ทั้งราคาวัตถุดิบและความง่ายในการแปรรูปมีผลกระทบอย่างมากต่อต้นทุน ราคาวัตถุดิบถูกกำหนดโดยความหายากและมูลค่าของวัตถุดิบนั้นๆ DDPROTOTYPE ได้ทำการเปรียบเทียบราคาของวัสดุต่างๆ ที่มีขนาดเท่ากันซึ่งเป็นวัสดุที่ใช้กันทั่วไป และพบว่าความแตกต่างของราคานั้นค่อนข้างมาก ความง่ายในการแปรรูปของวัสดุมีผลกระทบต่อต้นทุนการแปรรูปมากกว่าราคาวัตถุดิบ โดยทั่วไป การตัดวัสดุที่อ่อนกว่าจะใช้เวลาน้อยกว่าและไม่จำเป็นต้องใช้มีดพิเศษหรือเครื่องมือเสริมเพิ่มเติม ตัวอย่างเช่น สำหรับชิ้นส่วนที่มีแบบเดียวกัน ราคาการแปรรูปของอลูมิเนียม 6061นั้นต่ำกว่าสแตนเลสมาก
ใช้ขนาด 6” x 6” X 1” เป็นตัวอย่าง ราคาของวัสดุที่แตกต่างกันจะแตกต่างกันไป
ห้องปฏิบัติการ | |
อลูมิเนียม 6061 | $25 |
อลูมิเนียม 7075 | $80 |
สแตนเลส 304 | $90 |
ทองเหลือง C360 | $148 |
พลาสติก | |
ABS (อะคริโลไนไตรล์ บิวทาไดอีน สไตรีน) | $17 |
POM (พอลิออกซีเมทิลีน) | $27 |
ไนลอน 6 | $30 |
PEEK | $300 |
โดยทั่วไป เช่นเดียวกับต้นแบบที่ใช้งานได้ การเลือกวัสดุเนื้ออ่อนที่มีราคาค่อนข้างถูกซึ่งตรงตามข้อกำหนดการออกแบบจะคุ้มค่ากว่า อะลูมิเนียม 6061 เป็นวัสดุที่คุ้มค่าที่สุดอย่างชัดเจนสำหรับการทำต้นแบบโลหะ เนื่องจากมีต้นทุนต่ำและสามารถแปรรูปได้ดีมาก เหล็กกล้าไร้สนิมและไททาเนียมเป็นตัวเลือกที่มีราคาแพงมาก และยังช่วยประหยัดเงินได้ เว้นแต่จะต้องการคุณสมบัติของวัสดุบางอย่างที่ระบุ หากคุณกำลังออกแบบอุปกรณ์ทางการแพทย์และจำเป็นต้องฝังอุปกรณ์ดังกล่าวในร่างกายมนุษย์ ความเข้ากันได้ทางชีวภาพจะต้องมีความสำคัญเป็นอันดับแรก และคุณต้องเลือกโลหะผสมไททาเนียมหรือเหล็กกล้าไร้สนิม และอื่นๆ ตามข้อกำหนดที่แท้จริง เมื่อพูดถึงพลาสติก ABS และ POM เป็นวัสดุราคาไม่แพงที่ได้รับความนิยมมากกว่าและง่ายต่อการแปรรูป PEEK เป็นวัสดุที่มีราคาแพงมาก
2.ปริมาณและเวลาตอบสนองที่สมดุล - -การลดต้นทุนเครื่องจักรซีเอ็นซี
ปริมาณที่มากขึ้นเป็นอีกปัจจัยสำคัญในการลดต้นทุนการตัดเฉือน CNC เมื่อปริมาณเพิ่มขึ้น ราคาต่อหน่วยก็จะลดลง ในภาพด้านล่าง ค่าใช้จ่ายในการตัดเฉือนเพียงชิ้นเดียวคือ 41.89 ดอลลาร์ และหากผลิต 10 ชิ้น ต้นทุนต่อหน่วยจะลดลงเหลือ 11.26 ดอลลาร์ การเพิ่มปริมาณเป็น 100 ชิ้นทำให้ราคาต่อหน่วยลดลงเหลือ 5.72 ดอลลาร์ สาเหตุที่ราคาลดลงมากเป็นเพราะมีการประมวลผลเพียงชิ้นเดียว ซึ่งต้องมีการเขียนโปรแกรม การปรับเครื่องจักร การสั่งซื้อวัสดุ ฯลฯ ในขณะที่การประมวลผลจำนวนมาก งานเหล่านี้จำเป็นต้องทำเพียงครั้งเดียว ที่สำคัญกว่านั้น เมื่อปริมาณเพิ่มขึ้น เราจะเพิ่มจิ๊กเสริมบางส่วนเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต ซึ่งจะทำให้ราคาต่อหน่วยของผลิตภัณฑ์ลดลงอย่างมาก
3. ประเมินความจำเป็นในการปรับสภาพพื้นผิว - - ลดต้นทุนการตัดเฉือน CNC
อีกปัจจัยหนึ่งที่ส่งผลกระทบต่อต้นทุนอย่างมากคือการเสร็จสิ้น เมื่อจำเป็นต้องมีการปรับสภาพพื้นผิวที่แตกต่างกันบนพื้นผิวของชิ้นส่วน ตัวอย่างเช่น จำเป็นต้องใช้การขัดเงาแบบพิเศษด้านหนึ่งและต้องการการเคลือบแบบพิเศษในอีกด้านหนึ่ง หรือควรเก็บผลการตกแต่งพื้นผิวของชิ้นส่วนทั้งหมดไว้เป็น ให้สอดคล้องกันมากที่สุด จากนั้นจะมีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมเกิดขึ้นในเวลานี้ จำเป็นต้องประเมินความจำเป็นของการรักษาพื้นผิวของชิ้นส่วนอย่างรอบคอบ เช่น การชุบอโนไดซ์ การอบชุบด้วยความร้อน การเคลือบพิเศษ เป็นต้น
4. ตั้งค่าความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดเมื่อจำเป็น - ลดต้นทุนการตัดเฉือน CNC
โดยปกติแล้ว ไม่ใช่คุณลักษณะทั้งหมดของชิ้นส่วนที่มีความสำคัญต่อการทำงานของชิ้นส่วนนั้น ในการออกแบบ ยิ่งมีข้อกำหนดด้านความคลาดเคลื่อนขนาดมากเท่าใด ความต้องการด้านความแม่นยำก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น (เช่น การทำเครื่องหมายรัศมี เส้นผ่านศูนย์กลางรูและตำแหน่งของรู การแล่เนื้อ) เป็นต้น จะทำให้ต้นทุนการตัดเฉือนสูงขึ้น เพื่อหลีกเลี่ยงการเพิ่มค่าใช้จ่ายที่ไม่จำเป็น พื้นผิวที่สำคัญเพียงไม่กี่ชิ้นเท่านั้นที่ต้องมีความทนทาน เช่น รู เพลา สลัก ฯลฯ และควบคุมค่าความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวด (เกณฑ์ความคลาดเคลื่อนมาตรฐานคือ +/- 0.005 นิ้ว) ที่ DDPROTOTYPE ช่วงความแม่นยำโดยทั่วไปของเราคือ 0.005″ – 0.001″ ขึ้นอยู่กับโครงสร้าง วัสดุ ฯลฯ
5. พยายามหลีกเลี่ยงข้อความหรือไอคอน
หากไม่จำเป็น ให้พยายามหลีกเลี่ยงการสร้างข้อความหรือไอคอนบนชิ้นส่วนระหว่างการตัดเฉือน CNC ซึ่งจะทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น หากจำเป็นต้องใช้ข้อความและไอคอน ให้พิจารณาเปลี่ยนเป็นกระบวนการชุบผิว เช่น การพ่นสีหรือการพิมพ์ เนื่องจากวิธีนี้สามารถลดเวลาในการตัดเฉือน CNC ได้..
6. ใช้เครื่องมือขนาดมาตรฐานให้ได้มากที่สุด
ในการออกแบบชิ้นส่วน ควรออกแบบขนาดให้ตรงกับเครื่องมือ CNC มาตรฐาน ซึ่งจะช่วยประหยัดเวลาในการขึ้นรูปได้อย่างมาก ตัวอย่างเช่น รู เกลียว และช่อง ควรขึ้นรูปโดยตรงด้วยเครื่องมือ CNC ทั่วไป รูที่มีขนาดไม่มาตรฐานต้องใช้ดอกกัดหรือดอกคว้านสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำสูง และบางโครงสร้างอาจต้องใช้เครื่องมือเฉพาะ หากคุณไม่คุ้นเคยกับขนาดของเครื่องมือ วิธีปฏิบัติทั่วไปคือการกำหนดขนาดรูเป็นนิ้ว "มาตรฐาน" เช่น 1/8 นิ้ว 1/4 นิ้ว หรือจำนวนเต็มของมิลลิเมตร หลีกเลี่ยงขนาดเช่น 0.3871 นิ้ว หรือ 3.956 มิลลิเมตร นอกจากนี้ การรักษาขนาดรูและช่องให้สม่ำเสมอทั่วทั้งชิ้นส่วนจะช่วยลดความถี่ในการเปลี่ยนเครื่องมือและทำให้ กระบวนการ ขึ้น รูป ด้วยเครื่อง CNC เร็วขึ้น
7. ใช้ขนาดต๊าปเกลียวมาตรฐาน
การออกแบบรูต๊าปมาตรฐานสามารถลดต้นทุนของการตัดเฉือน CNC ได้ ขนาดดอกต๊าปและความลึกของเกลียวส่งผลต่อเวลาดำเนินการ ตัวอย่างเช่น หากคุณออกแบบรูเกลียวขนาด 2-56 นิ้ว หากเกลียวลึกเกินไปในขณะที่ดอกต๊าปค่อนข้างบาง จะทำให้ใช้งานลำบากมากขึ้น เป็นเรื่องปกติที่จะออกแบบความลึกสูงสุดของเกลียวให้น้อยกว่าสามเท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของรูเสมอ เกลียวที่ยาวขึ้นอาจต้องใช้เครื่องมือพิเศษ เพิ่มเวลาการต๊าปเกลียวอย่างมาก และมีความเสี่ยงที่ดอกต๊าปจะขาด หากก๊อกหัก เราต้องจัดการกับมันด้วย EDM หรือสร้างชิ้นส่วนใหม่
8. หลีกเลี่ยงชิ้นส่วนรูปทรงเรขาคณิตขนาดใหญ่และซับซ้อน - -ลดต้นทุนเครื่องจักรซีเอ็นซี
ลักษณะของชิ้นส่วน รวมถึงขนาดและความซับซ้อน มีผลอย่างมากต่อต้นทุนการตัดเฉือน CNC ไม่ต้องบอกว่าชิ้นส่วนขนาดใหญ่จะใช้วัสดุและเวลาในการตัดเฉือนมากขึ้น สำหรับชิ้นส่วนที่มีความซับซ้อนสูง อาจต้องใช้หลายกระบวนการในระหว่างกระบวนการตัดเฉือน หรืออาจต้องใช้เครื่องจักรหลายเครื่อง ซึ่งต้องใช้โปรแกรม ติดตั้ง และตั้งค่าเพิ่มเติม ตัวอย่างเช่น ชิ้นส่วนในรูปด้านล่างจำเป็นต้องผ่านกระบวนการหลายพื้นผิวในระหว่างกระบวนการผลิต ในปี 2019 DDPROTOTYPE เสนอราคา $159 สำหรับส่วนนี้
9. หลีกเลี่ยงการออกแบบให้ผนังบาง
แม้ว่าการตัดเฉือน CNC สามารถตัดเฉือนชิ้นส่วนที่มีความคลาดเคลื่อนต่ำและผนังบางได้น้อยกว่า 1 มม. หากคุณมีงบประมาณจำกัด ขอแนะนำให้เพิ่มความหนาของผนัง ชิ้นส่วนที่มีผนังบางเกินไป (โดยปกติกำหนดไว้ที่น้อยกว่า 0.794 มม. (1/32 นิ้ว)) นั้นง่ายต่อการเปลี่ยนรูประหว่างการตัดเฉือน CNC และยังสามารถทำให้เครื่องมือสั่นสะเทือน ทำให้รักษาความคลาดเคลื่อนได้ยาก วิธีที่ถูกต้องในการตัดเฉือนผนังบางคือการลดปริมาณการป้อน ซึ่งใช้เวลาตัดเฉือนนาน ดังนั้นการออกแบบผนังให้หนาขึ้นสามารถช่วยเร่งเวลาดำเนินการและลดต้นทุนได้ DDPROTOTYPE แนะนำให้ใช้ความหนาของผนังขั้นต่ำ 0.8 มม. สำหรับชิ้นส่วนโลหะ และ 1.5 มม. สำหรับชิ้นส่วนพลาสติก หากคุณกำลังผลิตชิ้นส่วนที่มีความหนาของผนังน้อยกว่า คุณสามารถลองผลิตโลหะแผ่นได้
10. หลีกเลี่ยงขอบภายในที่แหลมคม
การตัดเฉือนมุมภายใน 90° ที่สมบูรณ์แบบนั้นทำได้ยาก เนื่องจากเครื่องมือกลึง CNC เช่น ดอกเอ็นมิลหรือหัวกัดเป็นรูปทรงกระบอก และอาจทำให้มุมภายในโค้งมนโดยอัตโนมัติในระหว่างการตัดเฉือน หากคุณยึดติดกับการออกแบบนี้ วิธีที่ดีที่สุดในการบรรลุผลสำเร็จคือการใช้การตัดเฉือน EDM ซึ่งเป็นกระบวนการตัดเฉือนที่มีราคาแพงกว่าและจะใช้เวลาในการผลิตนานกว่า หากไม่ต้องการมุมภายในที่แหลมคม การออกแบบทั่วไปคือรัศมีของมุมภายในอย่างน้อย 1/3 ของความลึกของโพรง รัศมีมุมด้านในที่เล็กกว่าต้องการเครื่องมือขนาดเล็กกว่า แต่เครื่องมือขนาดเล็กไม่สามารถขจัดวัสดุจำนวนมากได้ในคราวเดียว และฟีดมีขนาดเล็กมากเพื่อป้องกันการแตกหักของเครื่องมือ ซึ่งจะเพิ่มเวลาการตัดเฉือน นอกจากนี้ หากเป็นไปได้ ให้พยายามรักษามุมภายในให้มีรัศมีเท่ากัน ซึ่งช่วยลดความถี่ในการเปลี่ยนเครื่องมือ
11. หลีกเลี่ยงโพรงลึก
ชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซีที่มีโพรงลึกใช้เวลานานและมีราคาแพง เนื่องจากเครื่องมือมีแนวโน้มที่จะแตกหักในระหว่างกระบวนการสร้างโพรงลึก ระยะตัดของเครื่องมือ CNC มีจำกัดและทำงานได้อย่างราบรื่นเมื่อตัดโพรงลึกกว่าเส้นผ่านศูนย์กลาง 15-30 เท่า ตัวอย่างเช่น หัวกัดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 มม. สามารถตัดโพรงที่มีความลึกไม่เกิน 5 มม. ได้อย่างง่ายดาย DDPROTOTYPE แนะนำว่าความยาวของโพรงไม่ควรเกิน XNUMX เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของเครื่องมือ ตามแนวทางปฏิบัติ มิฉะนั้นจำเป็นต้องใช้เครื่องมือพิเศษหรือเครื่อง CNC XNUMX แกน สำหรับโพรงที่ลึกกว่านั้น อาจต้องใช้อุปกรณ์การตัดเฉือนเพิ่มเติม เช่น EDM การเจาะ ฯลฯ เพื่อช่วยในการแปรรูป ซึ่งทำให้ต้นทุนการตัดเฉือนเพิ่มขึ้น
12.หลีกเลี่ยงการออกแบบคุณสมบัติที่มีอัตราส่วนภาพสูง
เมื่อทำการตัดเฉือน CNC ชิ้นส่วนที่มีอัตราส่วนกว้างยาวสูง การสั่นสะเทือนของเครื่องมือมักจะเกิดขึ้น และเป็นการยากที่จะรักษาความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ จากประสบการณ์ของ DDPROTOTYPE อัตราส่วนกว้างยาวควรน้อยกว่า 4 ซึ่งสามารถลดต้นทุนของการตัดเฉือน CNC ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
13. แยกชิ้นส่วนที่ซับซ้อน
ในบางกรณี หากแยกชิ้นส่วนที่ซับซ้อนออกเป็นหลายส่วนแล้วขันน็อตหรือเชื่อมเข้าด้วยกัน ฟังก์ชันเชิงกลของการประกอบก็สามารถทำได้เช่นกัน เราจะแนะนำ ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนเมื่อเทียบกับการตัดเฉือนชิ้นส่วนขนาดใหญ่และซับซ้อนมากทีละชิ้น
โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนที่มีโพรงลึกหรือชิ้นส่วนที่ต้องตัดเฉือนหลายด้าน การตัดเฉือนชิ้นส่วนเหล่านี้อาจใช้เวลานานและอาจต้องใช้อุปกรณ์จับยึดแบบกำหนดเองหรือเครื่อง CNC 5 แกน
14. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการออกแบบถูกต้อง
แบบร่าง CAD ที่ยังไม่เสร็จหรือไม่ถูกต้องจะนำไปสู่การประมวลผลรองของชิ้นส่วน หรือแม้แต่การทิ้ง และจำเป็นต้องสร้างใหม่ การดำเนินการนี้จะเพิ่มเวลาในการประมวลผล ซึ่งน่าหงุดหงิดมาก การปรึกษาช่างเครื่องหรือผู้ผลิตที่มีประสบการณ์ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบสามารถช่วยคุณประหยัดเวลาและเงินได้ในระยะยาว
สรุป. แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการลดต้นทุน CNC
โดยรวมแล้ว ให้ส่วนต่างๆ ของคุณเรียบง่ายและหลีกเลี่ยงความซับซ้อน
มิฉะนั้น จำเป็นต้องใช้เครื่องมือหรือฟิกซ์เจอร์พิเศษ การตั้งค่าเครื่องจักรหลายรายการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนที่มีรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนสูงในวัสดุพิเศษ ซึ่งหมายถึงเวลาในการตัดเฉือนที่นานขึ้น
ดังนั้น เพื่อลดต้นทุนของการตัดเฉือน CNC หลังจากการออกแบบเสร็จสิ้น ให้ถามตัวเองด้วยคำถามต่อไปนี้:
การออกแบบได้รับการปรับให้เหมาะสมกับแนวทางความเป็นไปได้ของกระบวนการหรือไม่?
คุณสมบัติทั้งหมดของการออกแบบจำเป็นอย่างยิ่งหรือไม่?
ฟังก์ชั่นการออกแบบสามารถทำให้ง่ายขึ้นได้หรือไม่?
สามารถแบ่งออกเป็นหลายส่วนที่ง่ายกว่าในการตัดเฉือนแล้วประกอบได้หรือไม่?
การออกแบบได้รับการปรับปรุงใหม่เพื่อขจัดความจำเป็นในการใช้เครื่องจักรหลายเครื่องเพื่อช่วยการตัดเฉือนหรือการใช้เครื่องมือพิเศษเพื่อตอบสนองความต้องการหรือไม่
มีวัสดุที่ถูกกว่าหรือแปรรูปง่ายกว่าที่สามารถตอบสนองความต้องการของฉันได้หรือไม่?
ในบทความนี้ เราเน้นเทคนิคการออกแบบด้วยการใช้งานสากลเพื่อลดต้นทุนของการตัดเฉือน CNC แน่นอน สำหรับโปรเจกต์ต่างๆ และโซลูชันที่แตกต่างกัน คุณสามารถส่งไฟล์ 3D ของคุณไปที่ DDPROTOTYPE ปรับแต่งการออกแบบของคุณได้ฟรี และให้คำแนะนำที่สร้างสรรค์
