O que afeta o custo da usinagem CNC e como economizar

A usinagem de Controle Numérico Computadorizado (CNC) é o tipo de fabricação em que as peças são feitas com a ajuda de códigos numéricos. Há muitas vantagens na usinagem CNC, pois aumenta a velocidade de produção de peças e reduz muito o tempo de fabricação no caso da produção de peças idênticas.

Também reduz os erros humanos durante a fabricação, pois está sendo controlado pelo computador. A usinagem CNC também é preferida para a produção de peças complexas com precisão.

A impressão 3D difere das operações CNC, pois é um tipo de fabricação aditiva. Para a produção de plástico e materiais de qualidade inferior, a impressão 3D é preferida. No entanto, quando você precisa cortar os produtos com precisão e é necessário um grande número de produtos idênticos, a usinagem CNC é preferida em vez da impressão 3D.

Os produtos de vários materiais podem ser feitos com o uso de máquinas CNC, ou seja, metais, ligas e plásticos. O custo dos serviços de impressão 3D não é o preferido para produção em massa. O custo necessário para fabricar produtos com tecnologia CNC depende de diferentes fatores.

Neste artigo, são discutidos diferentes fatores que afetam o custo da usinagem CNC. Ele irá ajudá-lo a calcular os custos de usinagem CNC e fornecer dicas para reduzi-los.

9 Fatores que afetam o cálculo do custo de usinagem CNC

Os custos de usinagem CNC podem variar dependendo de diferentes fatores, conforme discutido abaixo:

1. Custos da máquina CNC

O custo de usinagem muda com a mudança do tipo de máquina. Principalmente, existem dois tipos de máquinas que estão sendo usadas para fabricar peças usando usinagem CNC, ou seja, máquinas de 3 eixos e multieixos.

O custo da máquina também depende de vários fatores, como tamanho e peso da máquina, velocidade, potência e configuração da máquina.

O custo de usinagem é calculado por hora e o custo aproximado da usinagem CNC de 3 eixos é de cerca de 40$ por hora, enquanto para tornos CNC é de cerca de 35$ por hora. A taxa horária de usinagem CNC usando máquinas multieixo é comparativamente mais varia entre 75$ e 125$.

Devido ao envolvimento de peças mais complexas, o fresamento CNC é mais caro do que outros tipos de operações de usinagem. Os gastos com usinagem aumentam com o aumento dos eixos das fresadoras. Por exemplo, no caso de usinagem de 5 eixos, custa mais em comparação com máquinas de 3 eixos.

2. Tempo de usinagem

O tempo necessário para a usinagem completa de qualquer peça usinada CNC também desempenha um papel vital no cálculo do custo de usinagem CNC. É a regra geral, que quanto mais tempo for necessário para usinagem, mais terá o custo da usinagem que se soma ao custo de configuração básica.

Softwares como o CAM, que exigem um modelo de projeto CAD 3D, podem fornecer a estimativa do tempo necessário para a conclusão do projeto. Um projeto com alto nível de complexidade requer mais horas para ser concluído.

3. Mão de obra

Uma das vantagens da usinagem CNC, em comparação com a usinagem manual, é que ela reduz o número de trabalhadores envolvidos na fabricação. O custo primário da mão de obra é do designer especialista que projeta o modelo de projeto CAD 3D para a usinagem que aumenta com a complexidade do produto desejado.

Este custo permanece o mesmo, mesmo que você precise fabricar mais peças, o que reduz o preço de usinagem por peça. Então, o custo adicional é da mão de obra que opera a máquina CNC que também aumenta com o aumento das horas necessárias para a usinagem completa da peça.

O custo extra é adicionado ao custo de mão de obra se for feito trabalho manual para montar, terminar e pós-processar as peças. O custo extra de mão de obra também é adicionado se o produto acabado estiver sendo entregue da oficina ao cliente em um local diferente.

4. Complexidade e dimensões da forma

O custo de usinagem também aumenta com o aumento da complexidade das peças usinadas em CNC. As peças com maior complexidade podem exigir mais operações de processo, ferramentas diferentes e mais tempo de produção.

As características da peça como cantos internos afiados, cavidades profundas ou paredes finas aumentam o custo de usinagem CNC. Os designs com recursos simples são fáceis de fabricar e também economizam tempo de fabricação.

As peças com dimensões maiores requerem mais matéria-prima e tempo de fabricação, portanto seu custo será maior em relação às peças menores.

5. Custos de materiais

Os custos de material também são imperativos no cálculo do custo da usinagem CNC. O preço do produto final feito por uma máquina CNC depende do tipo de materiais dos quais você é obrigado a fazer o produto. Você pode ser obrigado a fazer parte de materiais plásticos ou metálicos.

Como os materiais plásticos são mais baratos e de menor durabilidade, o custo de usinagem do material plástico ou alumínio é menor em relação ao aço inoxidável. Como nas máquinas CNC, o material é removido dos blocos sólidos para fazer o objeto 3D. assim, a matéria-prima necessária será mais do que o material do produto final.

Os maquinistas compram os materiais na forma de blocos sólidos e calculam o gasto do produto por bloco. Os metais mais usados ​​na usinagem CNC são alumínio, aço inoxidável e latão.

Devido aos preços econômicos e excelente usinabilidade do alumínio, a maioria dos maquinistas usa alumínio em máquinas CNC.

Aço inoxidável e latão resultam em mais custos devido à baixa usinabilidade em relação ao alumínio. A liga de titânio é a mais cara de todos esses metais, portanto, o custo de usinagem desse metal será o mais alto, pois pode exigir algumas ferramentas especiais para fabricar as peças.

No caso dos plásticos, o preço do material a granel é menor, as ferramentas necessárias também custam menos e menos tempo é necessário para usinar os plásticos como Nylon, Delrin e ABS.

6. Acabamento de superfície

No caso de alguns produtos, é necessário o acabamento superficial, o que também resulta no aumento do preço dos produtos finais. Para melhorar a estética do produto final e remover quaisquer arranhões feitos durante o processo de usinagem, pode ser necessário fornecer um bom acabamento, como polimento.

Outros processos de acabamento também podem incluir revestimento, anodização, pintura, cromagem, escurecimento, galvanização, escovação e transferência de água. A inclusão de qualquer um destes acabamentos adicionará o custo extra ao preço do produto final.

7. Custo de ferramentas

Em alguns casos de fabricação, ferramentas padrão não são úteis, portanto, ferramentas personalizadas são necessárias, o que também aumenta o custo de fabricação usando máquinas CNC.

8. Tolerâncias

Na fabricação de produtos com tolerâncias apertadas, o custo também aumentará porque fabricar peças com tolerâncias apertadas requer maquinário complexo. Às vezes, pode ser necessário fazer furos ou cavidades com tolerâncias apertadas que podem desenvolver rebarbas na superfície e gastar mais tempo para reduzi-las.

9. Quantidade

O volume do pedido afeta tremendamente o custo do produto final. É verdade que o custo total aumentará com o aumento das peças acabadas necessárias, mas o custo por peça diminuirá.

3 dicas para economizar custos de usinagem CNC

Antes do início do projeto, é calculado quanto será o custo da máquina CNC. Ao fabricar as peças com o processo de usinagem CNC, deve-se tentar minimizar o custo de usinagem.

Existem alguns requisitos fixos do cliente que não podem ser modificados, mas ainda assim, existem diferentes métodos para reduzir o custo de usinagem da seguinte forma:

1. Quantidade

Muitos custos de usinagem podem ser economizados se você precisar fazer peças em maior número. O custo por unidade de peça será reduzido porque você precisa projetar a peça idêntica uma vez. Nesse caso, você deve repetir a configuração da máquina para cada peça, o que também resulta em uma redução no custo de produção.

2. Seja sábio na seleção de materiais

Para reduzir o custo do produto, atenção especial deve ser dada à seleção de materiais. Materiais com boas propriedades mecânicas terão menores custos de processamento. Tendo em mente a função do produto, você deve escolher o melhor material disponível e fácil de processar. Há uma diferença de preço entre materiais plásticos e metálicos. Claro, você pode seguir as necessidades do seu projeto e deixar que o fabricante lhe dê mais conselhos sobre a seleção do material.

3. Otimização de Projeto

Se alguns recursos do produto não afetarem a funcionalidade, o design deve ser otimizado para evitar usinar esses recursos que reduzirão o custo de produção.

(1) Considere os tamanhos e perfis dos furos



Ao fabricar suas peças CNC, você deve garantir que os recursos de suas peças (por exemplo, furos, contornos, ranhuras, roscas, etc.) possam ser feitos com ferramentas padrão comumente disponíveis. Tamanhos personalizados de furos e roscas precisarão de ferramentas especiais, que podem ser bastante caras. Existem muitas referências sobre tamanhos padrão utilizados na indústria de usinagem disponíveis na internet.

(2) Evite paredes finas e cavidades profundas para o projeto de sua peça

Peças de paredes finas e cavidades profundas são muito difíceis de alcançar por meio de usinagem e geralmente são propensas a imprecisões dimensionais. Esses recursos da peça tendem a causar vibração na peça e, às vezes, levam ao sucateamento das peças.

(3) Evite ao máximo exigir tolerâncias muito apertadas

Peças com tolerâncias mais apertadas são significativamente mais difíceis de alcançar, tornando-as caras. Controle apenas uma dimensão se for essencial para a funcionalidade geral da peça. Um ótimo conselho que podemos dar a você é projetar sua peça para ter um ponto de referência ou dado comum. Isso ajudará você e o maquinista. Primeiro, você, para minimizar os controles dimensionais que você precisa colocar em uma peça, e segundo, o maquinista, para diminuir o tempo de inspeção, o que também reduz custos.

(4) Se a complexidade for inevitável, converta uma parte dessa peça complicada em componentes modulares

Quando uma peça fica muito complexa, é aconselhável dividir uma peça inteira em vários componentes para serem montados. Isso tornará a usinagem muito mais fácil e simples. Reduz significativamente o tempo de configuração, diminui as operações de usinagem e otimiza o tempo de usinagem. Essa é uma estratégia comumente usada por designers para promover a manufaturabilidade de uma peça e diminuir seu custo de fabricação.

Procurando mais dicas para economizar o custo da usinagem CNC. Vamos conferir este vídeo.

Perguntas frequentes

P: A usinagem CNC é cara?

R: O produto feito por usinagem CNC será menos caro se for fabricado em maior número. Por exemplo, você é solicitado a fazer um produto para o qual o custo de configuração da máquina é de $ 500. A matéria-prima para um produto custa 10$.

O custo total de usinagem de um será de 510$. Mas se você tiver que fazer 50 peças idênticas, o custo por peça será de 20$. Com o aumento do número de peças necessárias, o custo será reduzido, pois os custos de configuração da máquina não serão alterados.

P: Como você reduz efetivamente os custos de usinagem CNC?

R: O custo das operações CNC pode ser minimizado otimizando o design sem afetar a funcionalidade completa do produto. Pode ser feito adicionando raios nas arestas verticais internas da peça, limitando a profundidade das cavidades, aumentando a espessura das paredes, limitando adequadamente o comprimento das roscas, otimizando os furos roscados, dividindo as peças complicadas em peças mais simples peças, escolhendo apenas os acabamentos de superfície essenciais e minimizando o número de configurações da máquina para as operações.

Conclusão

Existem várias abordagens para fabricar nossos produtos desejados, como impressão 3D e usinagem CNC. Todo cliente deseja obter um produto acessível da empresa de fabricação. Os diferentes fatores, para calcular o custo de usinagem e reduzir o dinheiro gasto no produto, são discutidos neste artigo.

Ao adotar as dicas acima mencionadas, a WayKen segue o DFM e está comprometida em fornecer soluções de usinagem CNC econômicas com cotações em média 30% menores do que os concorrentes. Sinta-se à vontade para obter uma cotação instantânea!