Reduzindo Custos de Produção de Peças CNC com Estratégias Avançadas de Design

Como o design afeta o custo: usinagem CNC

A Stratasys Direct Manufacturing utiliza mais de 20 máquinas CNC (controle numérico computadorizado) de fresamento de 3 eixos e 5 eixos e tornos de última geração. Nossos centros de usinagem CNC também utilizam máquinas de 5 eixos de ponta, que reduzem substancialmente o tempo de resposta eliminando configurações intermediárias e permitindo rebaixos e características fora do eixo.

A usinagem CNC pode ser um método de manufatura eficiente para peças de produção e prototipagem, mas pode perder custo-efetividade se detalhes-chave de design e capacidades de usinagem não forem bem equilibrados. Dividimos considerações ao se preparar para pedir usinagem CNC na Stratasys Direct para ajudar a garantir custo-efetividade e respostas rápidas.

Principais fatores que afetam o custo

Materiais de usinagem CNC

Materiais tendem a ser o segundo fator mais influente nos custos de usinagem CNC. A usinagem mais custo-eficiente ocorre quando você pode atingir um equilíbrio com o custo do material e sua usinabilidade. Quando se trata de usinabilidade, ou a facilidade com que o material cede ao processo, quanto mais usinável o material, mais rápido as peças podem ser feitas e mais baratos os serviços. Materiais plásticos e ligas de metal mais macias são tipicamente mais fáceis de usinar. Para determinar a usinabilidade inerente do material, você pode referenciar as propriedades individuais do material no gráfico de usinagem CNC.

Tempo e mão de obra de usinagem CNC

Frequentemente, o maior fator de custo ao utilizar usinagem CNC para manufatura é o tempo que leva para construir uma peça. Peças complexas e grandes requerem tempo de usinagem mais longo, adicionando aos seus custos gerais.

Geometrias complexas que requerem usinagem multi-eixo levam mais tempo para produzir e construções mais complicadas frequentemente dependem de fabricação manual e pós-acabamento. Se um design de peça inclui certas características em cada lado, frequentemente reposicionamento manual, e às vezes novos fixadores para acomodar a peça relocada, são necessários para acessar essas características. Quanto mais mão de obra associada a alcançar seu design, mais cara a peça se torna.

Custos de configuração de usinagem CNC caem consideravelmente com quantidades maiores de peças. Em estágios iniciais do projeto, pode ser vantajoso considerar os pontos de preço unitário mais baixos que surgem de quantidades maiores de peças usinadas.

Design da peça CNC

Ao otimizar seu design para produção rápida com pouco reposicionamento manual necessário, você pode reduzir significativamente custos para suas peças usinadas. Especificamente, você deve considerar as seguintes características-chave de design:

• Características de design com uma proporção largura-altura menor que 4 são ideais. Características menores requerem mais passadas da máquina e são propensas a vibrações, tornando a precisão mais difícil e o tempo de usinagem mais longo.
• Profundidade de cavidade ferramentas tipicamente funcionam melhor ao cortar cavidades com profundidade de até 2-3 vezes seu diâmetro. Se possível, faça o bolso com profundidade menor que 4 vezes o diâmetro da ferramenta.
• Espessura de parede deve ser entre 0,03 - 0,06 pol (0,8 - 1,5 mm). Paredes mais finas requerem múltiplas passadas com a ferramenta em profundidades de corte baixas. Características finas são propensas a vibrações, então usiná-las com precisão é desafiador e aumenta o tempo de usinagem.
• Furos em tamanhos de broca padrão são rápidos de realizar, mas furos de tamanho não padrão devem ser usinados usando uma fresa de topo, adicionando ao custo geral e tempo de usinagem.
• Roscas devem ser projetadas com comprimento mínimo de 1,5 vezes e comprimento máximo 3 vezes o diâmetro do furo.
• Raio em cantos internos que têm uma proporção comprimento-diâmetro de 3:1 ou menos garantem menos passadas da fresa, sem trocas de ferramenta e menos tempo total de usinagem.

Ao tentar reduzir custos em um pedido de usinagem CNC, é melhor atingir um equilíbrio com material mais barato com fácil usinabilidade e design otimizado e padronizado. Garanta que todas as características em seu design são críticas para seu projeto ou se você pode simplificar o escopo geral. Quanto mais complexo, mais exigido do seu operador, menos eficiente a solução se torna.