Custo de Usinagem CNC Explicado: Fatores-Chave Que Moldam o Orçamento do Seu Projeto

Máquinas CNC revolucionaram completamente a fabricação, permitindo que designers de produto automatizem a fabricação e produzam peças usinadas de alta qualidade. No entanto, muitos designers de produto acham a estimativa de custo de usinagem CNC bastante desafiadora. Como resultado, eles ficam frequentemente sobrecarregados quando recebem cotações de projetos de fabricantes.

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

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

Fatores que Afetam os Custos de Usinagem CNC

#1 Complexidade do Design

A usinagem CNC é um processo de fabricação subtrativo — 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 design na usinagem CNC.

Por exemplo, cantos verticais internos de peças usinadas CNC sempre terão um raio independentemente do tamanho da sua ferramenta de corte. Além disso, ferramentas de corte CNC tipicamente acessam a peça de trabalho pela superfície superior, tornando desafiador (e caro) fabricar certas características ou peças.

Quanto mais complexo seu design de produto, mais tempo leva para usinar sua peça, resultando em custos de usinagem mais altos. Portanto, para simplificar seu design de produto e reduzir seus custos de fabricação, você deve otimizar seu design implementando as seguintes dicas:

• Adicione um raio de canto nas arestas internas para contabilizar a forma cilíndrica da ferramenta de corte CNC. O raio deve ser 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.

• Use rebaixos (undercuts) quando precisar criar uma aresta interna de 90°, já que reduzir o tamanho da ferramenta de fresa de topo não fará o trabalho.

• Limite a profundidade das cavidades a quatro vezes seu comprimento (ou largura). Cavidades com uma proporção menor de profundidade-para-largura requerem ferramentas de fresa de topo especializadas, aumentando custos de fabricação.

• Projete rebaixos para ter uma profundidade de aproximadamente duas vezes sua largura e folga suficiente para permitir acesso da ferramenta de corte. Como regra, a folga deve ser pelo menos quatro vezes a profundidade do rebaixo, especialmente se você usará uma ferramenta de corte T-slot.

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

#2 Mão de Obra

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

Como estes processos adicionam aos custos de mão de obra, você pode cortar custos realizando alguns destes processos você mesmo em vez de terceirizar. Por exemplo, você pode criar o arquivo 3D CAD do seu produto antes de terceirizar a revisão e produção para um engenheiro de fabricação.

Seus custos de fabricação também dependem do número de peças (ou unidades) que você produzirá, com unidades maiores traduzindo em custos de fabricação mais altos. No entanto, você pode esperar um custo por peça menor para produção em volume comparado à produção de baixa quantidade.

#3 Escolha do Material de Engenharia

O material que você escolhe para seu produto é um grande determinante dos custos de usinagem CNC. Como a usinagem CNC é um processo subtrativo, tende a usar mais material que processos de manufatura aditiva como impressão 3D. Oficinas de máquinas CNC tipicamente compram estes 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. Metais são geralmente mais caros que plásticos, então você pode esperar gastar mais ao fabricar peças de metal que plásticos. A Tabela 1 apresenta os custos aproximados de materiais para projetos de usinagem CNC.

#4 Acabamento Superficial

Peças usinadas CNC geralmente saem da linha de produção com um acabamento superficial impressionante (veja Figura 7).

Maquinistas não cobrarão taxa adicional para criar estas peças as-usinadas. No entanto, você deve esperar uma cotação de projeto mais alta se seu produto requer operações adicionais de pós-processamento (como anodização, polimento e revestimento em pó).

Terceirização Pode Ajudar Você a Reduzir Custos de Fabricação

Muitos designers de produto e proprietários de negócios de primeira linha reduzem custos de usinagem terceirizando seus projetos de fabricação para oficinas de máquinas CNC na China. Por exemplo, digamos que você está procurando fabricar uma peça complexa usando máquinas CNC multi-eixos. Neste cenário, você pode esperar pagar até $40 por hora na China, enquanto fabricantes europeus (ou americanos) podem cobrar até $120 por hora.

No entanto, só porque os preços são mais amigáveis na Ásia, não significa que você deve 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 (QC) 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 corretamente a preços acessíveis.

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