Estimativa Precisa de Custos para Usinagem e Manufatura CNC

A usinagem CNC é essencialmente uma tecnologia subtrativa para fabricação de protótipos e peças. Isso significa que sua operação resulta na remoção de material. Podemos usar este processo em variedade de materiais, como metais e plásticos. Torneamento e fresamento CNC diferem de outras tecnologias de produção que usam controle numérico computadorizado. Em ambos os casos, começamos com bloco maior de material. Então o cortamos até obter o produto desejado.

Calcular o custo da usinagem CNC envolve vários fatores, incluindo mão de obra, maquinário, complexidade, materiais, etc. A usinagem CNC oferece uma das opções mais custo-efetivas para produção sob demanda, com boa praticidade em usinagem de metais e outros materiais. Mas clientes ainda precisam de estimativas de preço precisas antes de iniciar novo projeto. Este artigo detalha os fatores que calculam o custo da usinagem CNC e fornece dicas para otimizar o orçamento.

Usinagem CNC e Fatores de Custo Relacionados

Na indústria de usinagem CNC, uma peça A pode ser muito mais cara que outra peça B. Embora B possa ser menor que A, pode ser mais cara que a maior A. Isso mostra que precificação não depende apenas do tamanho da usinagem. Depende principalmente de combinação de diferentes fatores, incluindo mão de obra, custo de máquina, ferramentas, materiais, configurações e desgaste de ferramentas. É difícil obter avaliação precisa de cada categoria. No entanto, ao propor preço final, deve-se ter compreensão geral de como os compilamos.

Custos de Material

Fator muito importante que maquinistas consideram ao calcular custo de usinagem CNC. Como a usinagem é subtrativa, frequentemente usa mais material que o produto final. O maquinista compra materiais em blocos e calcula preço por bloco. Os dois principais materiais são metal e plástico. Vamos analisar ambos:

Metal

Tipos comuns de metal na usinagem CNC incluem alumínio 6061, aço inoxidável 303 e latão C360. Maquinistas usam alumínio 6061 mais frequentemente por seu preço econômico e boa usinabilidade. Aço inoxidável 303 e latão C360 têm maior usinabilidade, então custo é maior.

Plástico

Como preço médio de materiais a granel é menor, e devido à menor dureza e tempo de processamento mais curto, plásticos para usinagem CNC são mais baratos. Custo a granel de plásticos como ABS, nylon 6 e POM (Delrin) é aproximadamente igual ao alumínio 6061, embora custo unitário possa ser ligeiramente maior. Plásticos como PEEK são muito caros e só devem ser usados quando absolutamente necessário.

Como resultado, custo de fabricação de materiais mais duros é maior devido à baixa usinabilidade. Além disso, tipos de materiais mais caros podem ser mais duráveis e ter melhor desempenho. Engenheiros de usinagem CNC podem optar por ABS e alumínio por sua alta usinabilidade, enquanto aço inoxidável e titânio são mais difíceis de usinar.

Custo de Usinagem

Outro fator que afeta custo é tipo de equipamento, ferramentas ou máquinas usadas para produção. A ideia é: quanto mais simples a máquina, menor o custo por unidade de tempo. Isso é óbvio, pois custo de produção de tornos CNC comuns é menor que tornos verticais, enquanto centros de usinagem são mais caros que fresadoras.

• Fresamento e tornos de 3 e 5 eixos fornecem flexibilidade para projetar peças com geometrias complexas e tolerâncias apertadas. Custo de processamento depende do tipo de máquina e número de horas de funcionamento, geralmente chamado tempo de máquina. A oficina define taxas horárias para diferentes máquinas. Estes custos não incluem mão de obra. Vantagens de cada máquina dependem da complexidade geométrica da peça. Antes de enviar projeto para oficina, o design deve ser otimizado ao máximo.

Características da Peça

Características referem-se à geometria e complexidade no design. Para peças com características complexas, mais tempo de programação, execução e configuração são necessários. Ao considerar complexidade, se design for complicado, processo se torna mais difícil. Peças complexas podem requerer ferramentas especializadas, múltiplas configurações e máquinas, aumentando custo final. É benéfico simplificar design ao máximo para reduzir custo por peça. Simplifique eliminando funções desnecessárias. Em alguns casos, pode ser mais custo-efetivo dividir design em múltiplas peças e depois montar.

Custos de Mão de Obra

Uma vez configurada a máquina CNC, quase nenhuma intervenção manual é necessária. Maquinista, engenheiro ou programador devem realizar certas etapas:

Programação:

Esta parte do custo de mão de obra é a mais cara, pois envolve custos de design e digitais. Você precisa terceirizar produto para designer criar arquivo CAD. Pode contornar isso fazendo você mesmo. Em seguida, engenheiro de manufatura verifica repetibilidade do design e sugere melhorias. Última pessoa é programador, que converte arquivos CAD em CAM para ajudar máquinas CNC a entender o design. Toda esta expertise tem preço. Algumas tecnologias AutoCAM programam automaticamente trajetória de ferramenta, reduzindo muito dependência de mão de obra nesta etapa.

Configuração (Setup):

O maquinista configura máquina para produção. Alguém deve sempre cortar o bloco, colocá-lo no porta-peça e carregar ferramenta no trocador. Custo depende do número e complexidade das peças produzidas.

Controle de Qualidade:

Como diz o ditado... "Você recebe pelo que paga". Empresas certificadas ISO 9001 cobram ligeiramente mais, refletindo que cada peça usinada deve passar por verificações adicionais de controle de qualidade antes do envio.

Trabalhar com empresa que realmente se importa com qualidade e tem processo robusto de garantia (como SANS Machining), permite distinguir diferença entre apenas 1% dos lotes inspecionados e 100%. Excelente exemplo de "você recebe pelo que paga". Não há dúvida que qualidade vale o preço. Se disposto a pedir do fornecedor mais barato, espere que produto final valha o dinheiro pago.

Pós-processamento

Após produção, seu produto requererá montagem e transporte ao local desejado. Estes processos envolvem mão de obra que incorre em custos adicionais.

Tratamento de Superfície

Tratamento de superfície melhora superfície final da peça, remove marcas de ferramenta ou rugosidade, atinge fins estéticos e proporciona resistência ao desgaste. Oficina oferece variedade de tratamentos para diferentes materiais. Melhora aparência de peças usinadas CNC e capacidade de suportar ambientes hostis. Embora vantajosos, aumentam custos de processamento. Acabamento depende da aplicação da peça. Oficina qualificada pode ajudar a determinar escolha mais prudente.

Todos estes fatores são considerados ao calcular custo de máquina CNC. Para aprender como reduzir ainda mais estes custos, confira próxima seção.

Como Reduzir Custos de Usinagem CNC

Na maioria dos casos, após estimar custo, usinagem CNC pode tornar custo do cliente mais alto, especialmente se não produzem grande quantidade. Você pode ajustar custo ao seu orçamento das seguintes formas:

1. Repense o Material

Material usado no produto é determinante importante do custo. Antes de selecionar materiais, considere preço e usinabilidade. Isso determina tempo de processamento, que afeta taxa horária do processo na oficina.

2. Design Otimizado

Design do processo de fabricação também é fator importante no cálculo de custos. Complexidade do design determina tempo de processamento, que afeta custo. Para minimizar complexidade, considere antes de enviar para cotação:

• Minha peça está otimizada usando diretrizes de design para usinabilidade?
• Todas as características do meu modelo são necessárias? Posso excluir ou simplificar alguma mantendo funcionalidade total?
• Posso dividir design em múltiplas peças mais fáceis para usinagem CNC e depois montar?
• Existe forma de modificar design para eliminar necessidade de múltiplas configurações de máquina ou ferramentas especiais?
• Existe material mais barato ou fácil de processar que atenda meus requisitos?

3. Outros Fatores

Como cliente, é útil saber que outros fatores além do controle de qualidade afetam preço. Conforme listado, muitos estão sob seu controle:

• Certificação ISO 9001 - seus fornecedores realmente cumprem compromissos de qualidade?
• Tamanho do lote - você quer 1 peça ou 1.000?
• Operações terceirizadas - você quer fornecer anodização ou comprar por conta?
• Seleção de material - custo de usinagem de alumínio é muito menor que aço.
• Prazo de entrega - quão urgente você precisa dos componentes?
• Tolerâncias - tolerâncias mais apertadas aumentam riscos e requerem tempo adicional de inspeção.
• Dispositivo de fixação - sua peça tem contorno complexo e requer solução personalizada de fixação?

Conclusão

Para produção de peças de alto ou baixo volume, é importante entender máquina, requisitos de mão de obra, complexidade da peça, tratamento de superfície e tempo de produção. No entanto, processo de estimativa de custo é propenso a erros e requer avaliação cuidadosa.

SANS Machining concentra-se em manufatura de usinagem CNC, usinagem de protótipos, fabricação de peças de baixo volume, fabricação de metal e serviços de acabamento, fornecendo melhor suporte e serviços.