Quanto custa usinar uma peça CNC? Fatores importantes que afetam o custo

As máquinas CNC revolucionaram completamente a fabricação, permitindo que os projetistas de produtos automatizem a fabricação e produzam peças usinadas de alta qualidade. No entanto, muitos projetistas de produtos consideram a estimativa de custos de usinagem CNC bastante desafiadora. Como resultado, eles geralmente ficam sobrecarregados quando recebem cotações de projetos dos fabricantes.

Vários fatores afetam o custo do seu projeto de usinagem CNC, incluindo design do produto, escolha do material, tecnologia de fabricação, ferramentas e acabamento da superfície.

Este artigo abordará todos esses fatores. E ao final desta leitura, você aprenderá como estimar (e reduzir) seus custos de usinagem CNC e criar as peças perfeitas para o seu projeto.

Fatores que afetam os custos de usinagem CNC

Complexidade nº 1 de design

A usinagem CNC é um processo de fabricação subtrativo ㅡ o que significa que usa ferramentas de corte para remover porções de material de uma peça de trabalho até que a peça desejada seja formada. Como resultado deste modo de operação, existem certas restrições de projeto na usinagem CNC.

Por exemplo, cantos verticais internos de peças usinadas CNC sempre terão um raio, independentemente do tamanho de sua ferramenta de corte. Além disso, as ferramentas de corte CNC normalmente acessam a peça de trabalho a partir da superfície superior, tornando difícil (e caro) fabricar determinados recursos ou peças.

Quanto mais complexo for o projeto do seu produto, mais tempo levará para usinar sua peça, resultando em maiores custos de usinagem. Portanto, para simplificar o projeto do produto e reduzir os custos de fabricação, você deve otimizar seu projeto implementando as seguintes dicas:

• Adicione um raio de canto nas arestas internas para levar em conta a forma cilíndrica da ferramenta de corte CNC. O raio deve ser de pelo menos um terço da profundidade da cavidade e deve ser o mesmo para todas as arestas internas para economizar tempo e eliminar a necessidade de ferramentas adicionais.

Figura 1:Raio do canto nas bordas internas

• Use rebaixos quando precisar criar uma aresta interna de 90°, pois reduzir o tamanho da fresa de topo não fará o trabalho.

Figura 2:Quando você precisa fabricar uma aresta interna de 90°, reduzir o raio da fresa de topo não funcionará. Em vez disso, você deseja criar um rebaixo com um raio de pelo menos três vezes a profundidade da cavidade.

• Limite a profundidade das cavidades a quatro vezes seu comprimento (ou largura). Cavidades com uma relação profundidade/largura menor exigem ferramentas especiais de fresa de topo, aumentando os custos de fabricação.

Figura 3:Limitar a profundidade das cavidades

• Projete rebaixos para ter uma profundidade de aproximadamente duas vezes sua largura e folga suficiente para permitir o acesso à ferramenta de corte. Como regra, a folga deve ser pelo menos quatro vezes a profundidade do rebaixo, especialmente se você estiver usando uma ferramenta de corte com ranhura em T.

Figura 4:Os rebaixos exigem ferramentas específicas e relação profundidade/largura para reduzir os custos de usinagem CNC

Figura 5:Adicione folga aos rebaixos quando você planeja usar a ferramenta de corte com ranhura em T

• Minimize o número de orientações de usinagem mantendo os recursos em um lado da peça de trabalho, a menos que seja absolutamente necessário fazer o contrário. Por exemplo, você terá que configurar uma fresadora CNC de 3 eixos duas vezes para criar o produto mostrado abaixo.

Figura 6:Minimize o número de orientações de usinagem

Trabalho nº 2

O processo de desenvolvimento de produtos usando máquinas CNC envolve várias etapas. Por exemplo, você precisa primeiro criar um arquivo CAD 3D antes de convertê-lo em um programa de computador que a máquina CNC usa para automatizar a fabricação.

Como esses processos aumentam os custos de mão de obra, você pode cortar custos executando alguns desses processos por conta própria, em vez de terceirizar. Por exemplo, você pode criar o CAD 3D do seu produto antes de terceirizar a revisão e a produção para um engenheiro de manufatura.

Seus custos de fabricação também dependem do número de peças (ou unidades) que você produziria, com unidades mais altas se traduzindo em custos de fabricação mais altos. No entanto, você pode esperar um custo por peça menor para a produção de peças a granel em comparação com a produção de baixa quantidade.

Escolha nº 3 de material de engenharia

O material que você escolhe para o seu produto é um grande determinante dos custos de usinagem CNC. Como a usinagem CNC é um processo subtrativo, ela tende a usar mais material do que os processos de manufatura aditiva, como a impressão 3D. As oficinas de máquinas CNC normalmente compram esses materiais em blocos e calculam os preços por bloco.

Os dois tipos de materiais comumente usados ​​para projetos de usinagem CNC são metais e plásticos. Os metais geralmente são mais caros que os plásticos, então você pode esperar gastar mais ao fabricar peças de metal do que plásticos. A Tabela 1 apresenta os custos aproximados de material para projetos de usinagem CNC.

Acabamento de superfície nº 4

As peças usinadas em CNC geralmente saem da linha de produção com um acabamento de superfície impressionante (veja a Figura 7).

Figura 7:O acabamento da superfície usinada de uma peça usinada CNC



Os maquinistas não cobram uma taxa adicional para criar essas peças conforme usinadas. No entanto, você deve esperar uma cotação de projeto mais alta se o seu produto exigir operações adicionais de pós-processamento (como anodização, polimento e revestimento em pó).

Figura 8:Peças usinadas CNC com acabamento superficial anodizado

A terceirização pode ajudar você a reduzir os custos de fabricação

Muitos designers de produtos de alto nível e proprietários de empresas reduzem os custos de usinagem terceirizando seus projetos de fabricação para oficinas de máquinas CNC na China. Por exemplo, digamos que você queira fabricar uma peça complexa usando máquinas CNC de vários eixos. Nesse cenário, você pode esperar pagar até US$ 40 por hora na China, enquanto fabricantes europeus (ou americanos podem cobrar até US$ 120 por hora.

No entanto, só porque os preços são mais amigáveis ​​em toda a Ásia, isso não significa que você deva se arriscar com qualquer fabricante chinês. Em vez disso, você deve escolher um fabricante com tecnologias CNC de última geração e engenheiros, técnicos e especialistas em controle de qualidade (CQ) altamente qualificados.

A Gensun Precision Machining é uma fornecedora líder de serviços de usinagem CNC na China. Temos uma equipe de técnicos, engenheiros e especialistas em QC altamente experientes que trabalham juntos para fazer seu produto da maneira certa a preços acessíveis.

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