10 Estratégias Comprovadas para Reduzir Custos em Peças Usinadas CNC

A usinagem CNC é amplamente empregada em várias indústrias por sua alta precisão, acurácia, velocidade e eficiência. Porém, serviços de usinagem CNC também podem ser um pouco mais caros quando comparados a outros métodos de manufatura como impressão 3D. Custo é uma consideração crucial na aplicação de usinagem CNC tanto para produções únicas quanto em larga escala. Este artigo destaca 10 dicas através das quais você pode reduzir significativamente o custo de suas peças usinadas CNC.

O que influencia o custo da usinagem CNC

Antes de fazer qualquer esforço para reduzir custos de usinagem, é essencial primeiro entender os fatores que influenciam estes custos em primeiro lugar. Custos de manufatura CNC dependem dos quatro fatores a seguir.

• Custos de configuração: Cobrem tudo desde preparação de arquivos CAD e CAM até planejamento de processo. Custos de configuração são fixos e mais significativos para volumes pequenos de produção.
• Custos de material: O custo do material do qual uma peça será fabricada afeta significativamente o custo geral do processo de manufatura e o custo da peça final. Materiais raros elevam custos imensamente. Usinabilidade é também outro fator de custo de material pois influencia consumo de recursos e tempo e esforço de usinagem.
• Tempo de usinagem: No mundo da usinagem CNC, tempo é literalmente dinheiro. Tempo de usinagem é um impulsionador significativo de custo. Quanto mais tempo leva para usinar uma peça, mais cara será. Custos envolvidos em operar e manter a máquina CNC, consumo de energia e salários de operadores aumentam conforme tempo de usinagem aumenta.
• Custos diversos: Estes custos em usinagem CNC cobrem qualquer coisa que possa ser considerada requisitos especiais ou extras. Incluem tolerâncias apertadas, ferramentas especiais, controle de qualidade mais rigoroso e velocidades de usinagem mais baixas.

Tendo entendido os fatores que impulsionam custos na usinagem CNC, podemos agora explorar as formas pelas quais eles podem ser reduzidos.

10 Dicas para Reduzir o Custo de uma Peça Usinada CNC

Analisando os principais fatores que influenciam o custo da usinagem CNC, existem três maneiras principais de reduzi-lo. Estas são otimização de design, seleção de material e considerações especiais, com otimização de design sendo a mais importante. As seguintes são dez maneiras pelas quais você pode reduzir significativamente custos de usinagem CNC.

1. Seleção de material

Antes de selecionar um material específico, realize pesquisa extensiva para assegurar que é a opção menos cara que tem todas as propriedades requeridas para sua aplicação. Embora qualidade do material não deva ser comprometida, nem todas as propriedades de um material são necessárias para uma aplicação específica. Por exemplo, aço resistente ao calor é escolha desnecessária e cara para usinar um apito.

Outra consideração importante de material é usinabilidade. Certos materiais, como alumínio, têm alta usinabilidade e devem ser usados sempre que possível. Diferentes ligas de alumínio também diferem em preço. Por exemplo, uma peça feita de Alumínio 3.1645 mais raro custaria 25% mais comparada ao Alumínio 3.3206.

2. Evite múltiplos acabamentos

Usinagem CNC tipicamente produz um acabamento superficial as-usinado satisfatório. Este acabamento deve ser selecionado sempre que possível pois múltiplos acabamentos superficiais, embora necessidade para algumas peças, custam mais para aplicar. Acabamentos de melhoria superficial como anodização e Chem film só devem ser solicitados quando necessários. Outro impulsionador severo de custo é aplicar diferentes acabamentos superficiais para diferentes áreas de uma peça. Exemplo: aplicar jateamento de esferas em uma área e Chem film em outra. Tente manter quaisquer especificações de acabamento uniformes para toda a peça.

3. Faça pedidos em grande quantidade

Economia de escala se aplica significativamente à usinagem CNC. O preço de usinagem reduz exponencialmente conforme volume de produção aumenta. Para colocar a economia em perspectiva. Uma única unidade da peça na imagem abaixo custa €30,75. O custo por unidade cai para €9,62 para volume de 10 peças, e €6,76 para volume de 100 peças. Estas quedas são porque o custo de configuração permanece o mesmo, seja produzindo uma unidade ou 100 unidades da mesma peça. Pedidos em grande quantidade também eliminam custo de diferentes configurações de máquina pois as mesmas configurações serão usadas para toda a produção. Sempre aproveite a economia de escala fazendo pedidos em grande quantidade.

4. Evite Paredes Excessivamente Finas

Paredes finas levam mais tempo para fabricar. Isso porque são frágeis e requerem múltiplas passadas em profundidade de corte baixa. Também são muito propensas a vibrar, e usiná-las para tolerâncias especificadas é desafiador e desperdiça tempo. Isso aumenta tempo de usinagem e, por implicação, custo de usinagem. Para evitar este custo, projete paredes mais grossas. Recomendamos espessura mínima de parede de 0,8 mm para metais e 1,5 mm para plásticos.

5. Arredonde Bordas Internas com Raio Suficiente

Como ferramentas de corte são cilíndricas, é impossível usinar cantos internos perfeitos de 90°. A única forma de alcançar isso é via EDM, que é processo de manufatura muito mais caro que usinagem CNC. Recomendamos fortemente que você arredonde todas as bordas internas no seu design, pois isso economizará o tempo que a sala de corte levaria para tentar produzir arestas agudas. Também recomendamos raio de tamanho suficiente de pelo menos 1/3 vezes a profundidade da cavidade. Um raio de canto pequeno requereria ferramenta com diâmetro pequeno, e como ferramentas pequenas não conseguem remover grandes quantidades de material em uma passada, múltiplas passadas em velocidades mais lentas serão requeridas, aumentando tempo e custo de usinagem.

6. Não Projete Cavidades Profundas

Bolsos/cavidades profundas envolvem muita remoção de material para criar, tornando-os características que consomem tempo. Usiná-los também pode resultar em ferramenta pendurada, deflexão de ferramenta e quebra de ferramenta. A única forma de evitar estes problemas de ferramenta é descer progressivamente a fresa de topo. Porém, isso também é imensamente consumidor de tempo.

Uma forma simples de evitar tudo isso é projetar cavidades com profundidade máxima de quatro vezes sua largura. Por exemplo, cavidade de 10 mm de largura não deve ser mais profunda que 40 mm. Note que qualquer cavidade mais profunda que seis vezes o diâmetro da ferramenta de corte é considerada profunda.

7. Limite a Profundidade das Roscas

Roscas fornecem conexões muito confiáveis. Porém, as fortes conexões de rosca ocorrem nas primeiras roscas, tornando roscas longas desnecessárias. Furos roscados longos podem envolver ferramentas especiais e requerer mais tempo e esforço para usinar. Sempre limite a profundidade das roscas a máximo de três vezes o diâmetro do furo. Ao rosquear furo cego, recomendamos adicionar comprimento não roscado de pelo menos metade do diâmetro do furo no fundo do furo.

8. Especifique tolerâncias apenas quando necessário, evitando tolerâncias apertadas

Tolerâncias tipicamente aumentam custo e tempo de usinagem e só devem ser especificadas quando necessárias. Máquinas CNC são altamente precisas e produzem tolerâncias padrão quando tolerâncias customizadas não são especificadas no design. Tolerâncias apertadas devem ser especificadas apenas quando necessárias, pois são desafiadoras de aplicar. Também requerem mais tempo de usinagem e inspeções manuais. Também recomendamos que você use GD & T em seus desenhos e eles definam tolerâncias mais folgadas.

9. Use tamanhos de furos padrão

Ao projetar furos, utilize tamanhos de broca padrão. Tamanhos de furos não padrão requereriam fresas de topo para acabar o flanco na dimensão não padrão especificada, aumentando significativamente tempo de usinagem.

10. Não inclua letras no design a ser usinado

Usinar textos em peças é um impulsionador de custo desnecessário, requerendo tempo e esforço extra para criar. Textos requeridos podem ser pintados na peça finalizada após fabricação. Se for necessário incluir textos, utilize textos gravados, pois estes envolvem menos remoção de material.

Conclusão

Seguindo estas dicas, você pode reduzir significativamente o custo de peças usinadas CNC. Na Xometry Europe, oferecemos serviços de usinagem CNC rápidos, acessíveis e confiáveis, seja para produções únicas ou grandes volumes. Acesse nossa plataforma de cotação instantânea para carregar seus modelos otimizados e selecionar os melhores materiais para sua aplicação.