O controle numérico computadorizado (CNC) produz peças usando códigos numéricos. A usinagem CNC oferece muitas vantagens, como aumentar a velocidade de produção de peças e reduzir significativamente o tempo de fabricação na produção de peças idênticas.
Além disso, os erros humanos durante a fabricação são reduzidos, uma vez que o controle é feito por computador. A usinagem CNC também é preferida para a fabricação precisa de peças complexas.
A impressão 3D é diferente da usinagem CNC porque é um tipo de fabricação aditiva. A impressão 3D é preferida para a produção de plástico e materiais de qualidade inferior. No entanto, se for necessário cortar os produtos com precisão e for necessário um grande número de produtos idênticos, a usinagem CNC é preferível à impressão 3D.
Utilizando máquinas CNC, os produtos podem ser feitos de diversos materiais, como: B. feito de metais, ligas e plásticos. O custo dos serviços de impressão 3D não é barato para produção em massa. O custo de fabricação de produtos com tecnologia CNC depende de vários fatores.
Este artigo explica vários fatores que afetam os custos de usinagem CNC. Ele o ajudará a calcular os custos de usinagem CNC e fornecerá dicas sobre como reduzir esses custos.
9 fatores que afetam o cálculo do custo de usinagem CNC
Os custos de usinagem CNC podem variar dependendo dos seguintes fatores:
1. Custo das máquinas CNC
Os custos de processamento mudam com a mudança do tipo de máquina. Existem principalmente dois tipos de máquinas utilizadas para produzir peças com usinagem CNC, nomeadamente máquinas de 3 eixos e máquinas multieixos.
O custo da máquina também depende de vários fatores, como tamanho e peso da máquina, velocidade, potência e configuração da máquina.
Os custos de usinagem são calculados por hora e o custo aproximado para usinagem CNC de 3 eixos é de cerca de US$ 40 por hora, enquanto para tornos CNC é de cerca de US$ 35 por hora. Comparativamente, a taxa horária para usinagem CNC com máquinas multieixos varia de US$ 75 a US$ 125.
Por envolver peças mais complexas, o fresamento CNC é mais caro que outros tipos de usinagem. Os custos de usinagem aumentam com o número de eixos da fresadora. Por exemplo, a usinagem de 5 eixos custa mais do que uma máquina de 3 eixos.
2. Tempo de processamento
O tempo necessário para usinar totalmente uma peça usinada CNC também desempenha um papel importante no cálculo dos custos de usinagem CNC. Regra geral: quanto mais tempo demorar o processamento, maiores serão os custos de processamento, que são adicionados aos custos básicos de configuração.
Softwares como o CAM, que requerem um modelo de design CAD 3D, podem fornecer uma estimativa do tempo necessário para concluir o projeto. Um projeto com alto nível de complexidade requer mais horas para ser concluído.
3. Trabalho
Uma das vantagens da usinagem CNC em comparação com a usinagem manual é que menos trabalhadores estão envolvidos na fabricação. O principal custo de mão de obra vem do projetista experiente que projeta o modelo CAD 3D para usinagem, que aumenta com a complexidade do produto desejado.
Esses custos permanecem os mesmos mesmo que seja necessário fabricar mais peças, reduzindo o preço de usinagem por peça. Depois, há o custo adicional de mão de obra para operar a máquina CNC, e isso também aumenta com o número de horas necessárias para usinar totalmente a peça.
O custo adicional será adicionado ao custo da mão de obra se as peças forem montadas, acabadas e retrabalhadas manualmente. O custo adicional de mão de obra será adicionado mesmo se o produto acabado for enviado da oficina mecânica para outro local do cliente.
4. Complexidade e dimensões da forma
À medida que a complexidade das peças usinadas CNC aumenta, também aumentam os custos de processamento. Peças de 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 os custos de usinagem CNC. Os designs com recursos simples são fáceis de fabricar e também economizam tempo de fabricação.
São necessários mais matéria-prima e tempo para produzir peças de maiores dimensões, portanto seu custo é maior em comparação às peças menores.
5. Custos de materiais
Os custos de material também são cruciais no cálculo do custo da usinagem CNC. O preço do produto final feito em máquina CNC depende do tipo de material com o qual você precisa fazer o produto. Pode ser necessário fazer peças de plástico ou metal.
Como os materiais plásticos são mais baratos e menos duráveis, o custo de usinagem do plástico ou do alumínio é menor em comparação ao aço inoxidável. Assim como as máquinas CNC, o material é removido dos blocos sólidos para formar o objeto 3D. Portanto, é necessária mais matéria-prima do que material do produto final.
Os maquinistas adquirem os materiais na forma de blocos maciços e calculam o custo do produto por bloco. Os metais mais comumente usados na usinagem CNC são alumínio, aço inoxidável e latão.
Devido ao preço acessível do alumínio e à excelente usinabilidade, a maioria dos maquinistas usa alumínio em máquinas CNC.
O aço inoxidável e o latão são mais caros em comparação com o alumínio devido à sua menor usinabilidade. A liga de titânio é o mais caro de todos os metais, portanto os custos de usinagem desse metal são os mais altos, pois podem ser necessárias ferramentas especiais para produzir as peças.
Quando se trata de plásticos, o preço do material a granel é menor, as ferramentas necessárias também são mais baratas e o processamento de plásticos como náilon, Delrin e ABS leva menos tempo.
6. Acabamento de superfície
Alguns produtos necessitam de tratamento superficial, o que também aumenta o preço do produto final. Para melhorar a estética do produto final e remover quaisquer riscos criados durante o processo de usinagem, pode ser necessário fazer um bom acabamento superficial, como polimento.
Outros processos de acabamento também podem incluir galvanização, anodização, pintura, cromagem, escurecimento, galvanização, escovação e transferência de água. Cada uma destas operações de acabamento aumenta o preço do produto final.
7. Custos de ferramentas
Em alguns casos de fabricação, as ferramentas padrão não são úteis, sendo necessárias ferramentas especiais, o que também aumenta os custos de fabricação ao usar máquinas CNC.
8. Tolerâncias
Ao produzir produtos com tolerâncias restritas, os custos também aumentam porque a fabricação de peças com tolerâncias restritas requer maquinário complexo. Às vezes é necessário fazer furos ou cavidades com tolerâncias restritas, o que pode causar a formação de rebarbas na superfície e levar mais tempo para limpar.
9. Quantidade
O volume do pedido tem um grande impacto no custo do produto final. Embora os custos totais aumentem com o número de peças acabadas necessárias, os custos por peça diminuem.
3 dicas para economizar custos de usinagem CNC
Antes de iniciar o projeto é calculado quanto custará a máquina CNC. Ao produzir as peças pelo método de usinagem CNC, deve-se tentar minimizar os custos de usinagem.
Existem alguns requisitos fixos do cliente que não podem ser alterados. No entanto, existem vários métodos para reduzir os custos de processamento, como segue:
1. Quantidade
Se você precisar produzir peças em grandes quantidades, poderá economizar muitos custos de processamento. O custo por peça diminui porque você só precisa projetar a peça idêntica uma vez. Neste caso, é necessário repetir o setup da máquina para cada peça, o que também leva à redução dos custos de produção.
2. Seja inteligente na hora de escolher os materiais
Para reduzir os custos do produto, atenção especial deve ser dada à seleção dos materiais. Materiais com boas propriedades mecânicas apresentam menores custos de processamento. Considerando a função do produto, é necessário escolher o melhor material disponível e fácil de trabalhar. Existe uma diferença de preço entre materiais plásticos e metálicos. Claro, você pode seguir os requisitos do seu projeto e consultar o fabricante para obter orientação sobre a seleção do material.
3. Otimização de design
Se algumas características do produto não afetarem a funcionalidade, o projeto deverá ser otimizado para evitar a usinagem dessas características e, assim, reduzir os custos de produção.
(1) Considere tamanhos e perfis de furos
Ao fabricar suas peças CNC, você deve garantir que os recursos de suas peças (por exemplo, furos, contornos, ranhuras, roscas, etc.) possam ser fabricados usando ferramentas padrão comumente disponíveis. Tamanhos personalizados de furos e roscas requerem ferramentas especiais que podem ser bastante caras. Na Internet você pode encontrar inúmeras referências a tamanhos padrão utilizados na indústria de usinagem.
(2) Evite paredes finas e cavidades profundas ao projetar peças
Peças com paredes finas e cavidades profundas são muito difíceis de usinar e geralmente estão sujeitas a imprecisões dimensionais. Essas características da peça tendem a causar vibrações na peça e às vezes levam ao desmantelamento das peças.
(3) Evite tolerâncias tão rígidas quanto possível
Peças com tolerâncias mais restritas são significativamente mais difíceis de fabricar e, portanto, caras. Verifique uma dimensão apenas se for absolutamente necessária para a funcionalidade geral da peça. Um bom conselho que podemos dar é projetar sua peça de forma que ela tenha um ponto de referência ou referência comum. Isso ajudará você e o maquinista. Em primeiro lugar, você pode minimizar as verificações dimensionais que precisa fazer em uma peça e, em segundo lugar, o maquinista pode reduzir o tempo de inspeção, o que também reduz os custos.
(4) Se a complexidade for inevitável, converta algumas dessas partes complicadas em componentes modulares
Se uma peça se tornar muito complexa, é recomendável dividir a peça inteira em vários componentes que serão então montados. Isso torna a edição muito mais simples e fácil. O tempo de configuração é significativamente reduzido, o número de operações de usinagem é reduzido e o tempo de usinagem é otimizado. Esta estratégia é frequentemente utilizada por projetistas para melhorar a capacidade de fabricação de uma peça e reduzir seu custo de fabricação.
Procurando mais dicas para economizar custos em usinagem CNC? Vamos assistir a este vídeo.
Perguntas frequentes
P: A usinagem CNC é cara?
A: O produto feito por usinagem CNC fica mais barato quando produzido em maiores quantidades. Por exemplo, você é solicitado a fabricar um produto cujo custo de configuração da máquina é de US$ 500. A matéria-prima de um produto custa US$ 10.
O custo total de usinagem de uma peça é de US$ 510. No entanto, se você precisar fazer 50 peças idênticas, o custo por peça será de US$ 20. À medida que o número de peças necessárias aumenta, o custo diminuirá porque o custo de configuração da máquina não muda.
P: Como você pode reduzir efetivamente os custos de usinagem CNC?
A: Os custos de usinagem CNC podem ser minimizados otimizando o projeto sem comprometer a funcionalidade total do produto. Isto pode ser conseguido adicionando um raio às bordas verticais internas da peça, limitando a profundidade das cavidades, aumentando a espessura da parede, limitando adequadamente o comprimento da rosca, otimizando os furos da rosca, quebrando as peças complicadas em peças individuais mais simples, escolhendo apenas os acabamentos superficiais essenciais e minimiza o número de configurações da máquina para usinagem.
Concluindo
Existem diferentes abordagens para produzir os produtos desejados, como impressão 3D e usinagem CNC. Todo cliente deseja receber um produto acessível do fabricante. Este artigo explica os diversos fatores que podem ser usados para calcular os custos de processamento e reduzir o dinheiro gasto no produto.
