Cómo reducir los costos de las piezas mecanizadas CNC a través del diseño estructural inteligente

Las piezas mecanizadas CNC, también conocidas como componentes procesados mediante equipos CNC, representan un método de mecanizado de precisión controlado digitalmente por una computadora. Este método se ha vuelto cada vez más frecuente en la fabricación moderna.

Los equipos de mecanizado CNC, a menudo denominados máquinas herramienta CNC, tienen diferentes nombres en varias regiones. Por ejemplo, en la región del delta del río Yangtze, comúnmente se le llama centros de mecanizado, mientras que en el área del Delta del Río Pearl, se conoce como Gong informático.

Las herramientas típicas de la máquina CNC incluyen:

Torno CNC-Esta herramienta hace girar el material en un portabrocas torno y mueve la herramienta de corte a lo largo de dos ejes para crear piezas cilíndricas.

Fresadoras CNC: estas máquinas se utilizan para fabricar piezas planas, y las versiones más avanzadas con grados adicionales de libertad pueden producir formas intrincadas. El material permanece estacionario mientras el husillo gira con la herramienta, moviéndose o girando a lo largo de tres ejes (a veces cuatro o cinco). En algunos casos, el eje permanece estacionario mientras se introduce el material en él.

Máquinas de perforación CNC: similares a las fresadoras CNC pero diseñadas para cortar a lo largo de un solo eje, estas máquinas mueven el taladro hacia abajo a lo largo del eje Z, sin afectar los ejes X e Y.

Amoladoras CNC: estas máquinas emplean una muela para lograr un acabado superficial de alta calidad. Están diseñados para eliminar pequeñas cantidades de material de metales endurecidos, lo que los hace ideales para operaciones de acabado.

El mecanizado CNC se emplea ampliamente en diversas industrias debido a su excepcional precisión. Sin embargo, los servicios de mecanizado CNC pueden ser relativamente costosos en comparación con otras técnicas de fabricación como el moldeo por inyección, la fundición a presión y el estampado. El costo de las piezas mecanizadas CNC está influenciado por varios factores clave:

Costos de equipo: Estos costos abarcan el precio de compra inicial, los gastos operativos, el mantenimiento y otros gastos potenciales como el uso de herramientas y el sistema CNC. Las máquinas más costosas, tanto en términos de adquisición como de mantenimiento, darán como resultado piezas más caras. Las fresadoras suelen ser más caras que los tornos debido a su complejidad y requisitos de configuración. En consecuencia, es aconsejable diseñar piezas para acomodar el mecanizado del torno cuando sea posible.

Costos DE DISEÑO: Los gastos relacionados con el diseño incluyen CAD (diseño estructural y de ingeniería), CAE (optimización y análisis) y CAM (programación de fabricación). Estos costos pueden variar según la colaboración entre las partes y el volumen del proyecto. Los volúmenes más grandes tienden a reducir los costos de diseño por parte.

Costos de material: Los gastos de material son un componente significativo de los costos de parte, determinados por el costo de las materias primas, la cantidad de material y el tiempo de procesamiento. Los factores que afectan los costos del material incluyen la elección de materiales adecuados basados en el uso y la función de la pieza, minimizando el uso del material y la maquinabilidad del material.

Volumen de producción: a medida que aumenta el número de piezas, el costo unitario de cada parte idéntica disminuye. Esta reducción se debe principalmente a la eliminación de los gastos de diseño duplicado y configuración de la máquina. Los costos de diseño y configuración se distribuyen en todo el lote de piezas, lo que hace que sea más rentable producir cantidades mayores.

Requisitos especiales: Los requisitos específicos, como la tolerancia, la rugosidad de la superficie y las necesidades de posprocesamiento, pueden afectar significativamente los costos. Los requisitos de tolerancia más estrictos y los acabados superficiales exigentes pueden complicar el mecanizado y aumentar los gastos. Las operaciones de posprocesamiento, como el tratamiento térmico y los tratamientos superficiales, también contribuyen a los costos generales.

Diseño estructural: la complejidad de la estructura de una pieza afecta directamente los costos de fabricación. Para minimizar los costos y mejorar la eficiencia, considere los siguientes principios de diseño:

Evite los diseños de paredes delgadas y favorezca las paredes más gruesas para mayor estabilidad y rentabilidad.

Asegúrese de que las características de diseño sean compatibles con el mecanizado CNC y evite ángulos internos de 90 °.

Utilice radios de esquina internos más grandes para reducir el tiempo de mecanizado y el desgaste de la herramienta.

Limite la profundidad de Las cavidades para evitar la eliminación excesiva de material y los desafíos de mecanizado.

Reducir el uso de características estructurales curvas para ahorrar tiempo y costos.

Mantenga la longitud de los hilos al mínimo para evitar un mecanizado innecesario.

Diseño de agujeros de tamaño estándar para un mecanizado más rápido y más preciso.

Minimizar el número de MA CNCChine setups para reducir el manejo manual y la fijación personalizada.

Evite el texto y las letras innecesarios, pero si es necesario, siga técnicas rentables como la serigrafía y el grabado láser.

Al implementar estas prácticas de diseño, puede reducir el costo de las piezas mecanizadas CNC mientras mantiene la calidad, haciendo que la industria de fabricación sea más competitiva y responda a las demandas del mercado.