6 Estratégias Comprovadas para Reduzir Custos de Prototipagem CNC

Publicado em 10 de junho de 2019 | Por Tony, Gerente de Projetos da WayKen

O custo de prototipagem CNC não é barato, apesar dos avanços tecnológicos modernos, e isso é compreensível. Afinal, requer especialistas altamente qualificados, equipamentos profissionais e, às vezes, ligas caras. Tomar a produção do protótipo na fase de design servirá muito para reduzir o custo total do projeto de prototipagem CNC.

O Que Compõe o Custo de Prototipagem CNC

Para entender como cortar custos de usinagem de protótipo, vejamos a lista de principais despesas.

1. Metal em bloco (Bulk metal). O princípio básico na usinagem CNC personalizada é que primeiro você precisa de um grande bloco de metal para cortar. Em prototipagem e indústrias de baixo volume, esses blocos ou "blanks" são muito maiores que a massa total da peça final (até 5 vezes em alguns casos). Por isso, escolher a liga adequada é importante, pois você paga por 3-4 vezes a massa da sua peça.
2. Tempo de preparação (Set-up time). Uma vez que o desenho técnico chega ao serviço CNC, haverá inevitavelmente uma fase de preparação: equipamento preparado, programas NC escritos, ferramentas fabricadas ou montadas. Esse tempo é
3. Tempo de usinagem (Machining time). Feitas as preparações, a usinagem ocorre. O principal parâmetro na prototipagem rápida CNC é o tempo total do processo. Inclui tempo de corte real, troca de ferramenta, carga e descarga da peça e tempo para peças CNC viajarem entre máquinas, se necessário. Essa despesa é de longe a maior da lista e é absolutamente necessário diminuir o tempo de usinagem.
4. Tempo adicional (Additional time). Qualquer processo de fabricação tem pausas administrativas inevitáveis devido a documentação, envio, etc. Dependem apenas do fabricante de peças de protótipo rápido; você deve escolher criteriosamente e perguntar o tempo que levarão para fazer o contrato ou enviar as peças CNC personalizadas ao seu local.

Analisando todas as despesas que influenciam o custo final de prototipagem rápida CNC, podemos concluir e listar dicas para cortar o custo do seu projeto.

Dicas para Reduzir o Custo do Protótipo

Escolha o metal corretamente

Muitos iniciantes não pensam no material. Colocam aço de construção padrão ou optam por algo "mais legal" como titânio ou aço inoxidável para evitar ferrugem. Ambas escolhas podem estar erradas ou certas. O que você deve entender: o preço da liga não é o fator decisivo. Por exemplo, se você tem grande volume a usinar, melhor escolher alumínio, pois usinará muito mais rápido e a economia no tempo de usinagem cobrirá custos adicionais.

Outro problema: quando você precisa de alguma propriedade especial do material, como suportar altas temperaturas, mas exagera e escolhe um material de grau superior ao necessário. Exemplo: precisa de 800 °C e escolhe material para 950 °C, muito mais difícil de usinar e mais caro, mas esses 150 °C extras não são necessários.

Adicione elementos de base

Diminuir tempo de preparação é possível adicionando superfícies especiais à peça, que podem ser usadas consistentemente para fixar o blank do protótipo na máquina-ferramenta. Exemplo: se faz uma peça tipo eixo, adicione dois furos cônicos nas faces para fixar nos centros do torno. Se a peça é tipo caixa para fresar, adicione um plano com dois furos perpendiculares a ele.

Evite superfícies complexas

Superfícies complexas com alto acabamento superficial em peças CNC não são bem-vindas se sua opção é prototipagem rápida. O motivo: superfícies complexas são geralmente acabadas por fresa esférica de pequeno diâmetro. Tem passo extremamente pequeno (0,1-0,05 mm) e deve contornar toda a superfície de um lado (se for nos dois sentidos, haverá pequenas nervuras). Quando a área da superfície complexa é grande, você precisará de horas para acabar.

Evite paredes finas e bolsões profundos

Prototipagem CNC envolve muita força e atrito. Forças de corte devem ser grandes para remover aço ou outra liga. Essa força não vai só para o corte. Se a ferramenta está cega ou parâmetros de corte são muito altos, a própria peça pode entortar um pouco. Isso pode ser negligenciado se há muito metal e a rigidez é alta, mas quanto mais fina e longa a peça, mais você notará deformação devido às forças de corte. Pode ser contrabalanceado diminuindo parâmetros de corte, mas isso aumentará o tempo de usinagem. Portanto, peças protótipos usinadas devem ter paredes mais grossas.

Peça um pequeno lote em vez de uma peça

Se há uma ligeira possibilidade de precisar de mais de um protótipo para testes, peça um pequeno lote de uma vez, em vez de pedir depois, pois será muito mais barato. A oficina só terá que preparar suas máquinas uma vez, em vez de duas.

Defina a precisão corretamente

Muitos designers acham que quanto mais precisa a peça, melhor; quanto maior o acabamento superficial, melhor ficará (peças polidas brilhantes parecem legais, sim?), mas tolerâncias altas e acabamentos extremos significam que o fabricante terá que usar retíficas para atingir tais tamanhos e acabamentos. Para retificar, precisam de dureza mínima. Isso implica tratamento térmico. Tratamento térmico leva pelo menos um dia: aquecer a peça, manter, resfriar. Portanto, é preferível que a maioria das superfícies seja IT9 ou inferior com acabamento Ra 3,2 ou pior, e apenas as superfícies mais importantes com tolerâncias maiores.