El control numérico por computadora (CNC) produce piezas utilizando códigos numéricos. El mecanizado CNC ofrece muchas ventajas, como aumentar la velocidad de producción de piezas y reducir significativamente el tiempo de fabricación al producir piezas idénticas.
Además, se reducen los errores humanos durante la fabricación, ya que el control se realiza por ordenador. El mecanizado CNC también se prefiere para la fabricación precisa de piezas complejas.
La impresión 3D se diferencia del mecanizado CNC porque es un tipo de fabricación aditiva. Se prefiere la impresión 3D para producir plástico y materiales de menor calidad. Sin embargo, si los productos deben cortarse con precisión y se requiere una gran cantidad de productos idénticos, el mecanizado CNC es preferible a la impresión 3D.
Con las máquinas CNC se pueden fabricar productos a partir de diversos materiales, como por ejemplo metales, aleaciones y plásticos. El coste de los servicios de impresión 3D no es barato para la producción en masa. El coste de fabricar productos utilizando tecnología CNC depende de varios factores.
Este artículo explica varios factores que afectan los costos del mecanizado CNC. Le ayudará a calcular los costos de mecanizado CNC y le brindará consejos sobre cómo reducirlos.
9 factores que afectan el cálculo del costo del mecanizado CNC
Los costos de mecanizado CNC pueden variar dependiendo de los siguientes factores:
1. Costo de las máquinas CNC
Los costos de procesamiento cambian con el cambio de tipos de máquinas. Existen principalmente dos tipos de máquinas utilizadas para producir piezas con mecanizado CNC, a saber, máquinas de 3 ejes y máquinas de varios ejes.
El coste de la máquina también depende de varios factores como el tamaño y peso de la máquina, la velocidad, la potencia y la configuración de la máquina.
Los costos de mecanizado se calculan por horas y el costo aproximado para el mecanizado CNC de 3 ejes es de alrededor de $40 por hora, mientras que para los tornos CNC es de alrededor de $35 por hora. Comparativamente, la tarifa por hora para el mecanizado CNC con máquinas multieje oscila entre 75 y 125 dólares.
Debido a que se trata de piezas más complejas, el fresado CNC es más caro que otros tipos de mecanizado. Los costes de mecanizado aumentan con el número de ejes de la fresadora. Por ejemplo, el mecanizado de 5 ejes cuesta más que una máquina de 3 ejes.
2. Tiempo de procesamiento
El tiempo necesario para mecanizar completamente una pieza mecanizada por CNC también juega un papel importante en el cálculo de los costos de mecanizado por CNC. Regla general: cuanto más tiempo lleve el procesamiento, mayores serán los costos de procesamiento, que se suman a los costos básicos de instalación.
Software como CAM, que requiere un modelo de diseño CAD en 3D, puede proporcionar una estimación del tiempo necesario para completar el proyecto. Un proyecto con un alto nivel de complejidad requiere más horas para completarse.
3. Trabajo
Una de las ventajas del mecanizado CNC en comparación con el mecanizado manual es que participan menos trabajadores en la fabricación. El principal coste laboral proviene del diseñador experimentado que diseña el modelo CAD 3D para el mecanizado, que aumenta con la complejidad del producto deseado.
Estos costes siguen siendo los mismos incluso si es necesario fabricar más piezas, lo que reduce el precio de mecanizado por pieza. Luego está el costo de mano de obra adicional para operar la máquina CNC, y esto también aumenta con la cantidad de horas necesarias para mecanizar completamente la pieza.
Se agregará un costo adicional al costo de mano de obra si las piezas se ensamblan, terminan y reprocesan manualmente. Se agregarán costos de mano de obra adicionales incluso si el producto terminado se envía desde el taller de maquinaria a otra ubicación del cliente.
4. Complejidad y dimensiones de la forma.
A medida que aumenta la complejidad de las piezas mecanizadas por CNC, también aumentan los costos de procesamiento. Las piezas más complejas pueden requerir más operaciones de proceso, diferentes herramientas y más tiempo de producción.
Las características de las piezas, como esquinas internas afiladas, cavidades profundas o paredes delgadas, aumentan los costos de mecanizado CNC. Los diseños con características simples son fáciles de fabricar y además ahorran tiempo de fabricación.
Se necesita más materia prima y tiempo para producir piezas más grandes, por lo que su coste es mayor en comparación con piezas más pequeñas.
5. Costos de materiales
Los costos de materiales también son cruciales al calcular el costo del mecanizado CNC. El precio del producto final fabricado en una máquina CNC depende del tipo de material con el que necesita fabricar el producto. Puede que sea necesario fabricar piezas de plástico o metal.
Dado que los materiales plásticos son más baratos y menos duraderos, el coste de mecanizado del plástico o el aluminio es menor en comparación con el acero inoxidable. Al igual que las máquinas CNC, se elimina material de los bloques sólidos para formar el objeto 3D. Por lo tanto, se requiere más materia prima que material del producto final.
Los maquinistas compran materiales en forma de bloques sólidos y calculan el costo del producto por bloque. Los metales más utilizados en el mecanizado CNC son el aluminio, el acero inoxidable y el latón.
Debido al precio asequible del aluminio y su excelente maquinabilidad, la mayoría de los maquinistas utilizan aluminio en las máquinas CNC.
El acero inoxidable y el latón son más caros que el aluminio debido a su menor maquinabilidad. La aleación de titanio es el más caro de todos los metales, por lo que los costes de mecanizado de este metal son los más altos, ya que pueden ser necesarias herramientas especiales para producir las piezas.
Cuando se trata de plásticos, el precio del material a granel es menor, las herramientas necesarias también son más baratas y el procesamiento de plásticos como nailon, Delrin y ABS lleva menos tiempo.
6. Acabado superficial
Algunos productos requieren un tratamiento superficial, lo que también incrementa el precio del producto final. Para mejorar la estética del producto final y eliminar los rayones creados durante el proceso de mecanizado, puede ser necesario realizar un buen acabado superficial, como por ejemplo un pulido.
Otros procesos de acabado también pueden incluir galvanizado, anodizado, pintura, cromado, ennegrecido, galvanoplastia, cepillado y transferencia de agua. Cada una de estas operaciones de acabado incrementa el precio del producto final.
7. Costos de herramientas
En algunos casos de fabricación, las herramientas estándar no son útiles y se requieren herramientas especiales, lo que también aumenta los costes de fabricación cuando se utilizan máquinas CNC.
8. Tolerancias
Al producir productos con tolerancias estrictas, los costos también aumentan porque la fabricación de piezas con tolerancias estrictas requiere maquinaria compleja. A veces es necesario perforar agujeros o cavidades con tolerancias estrictas, lo que puede provocar que se formen rebabas en la superficie y que se tarde más en limpiar.
9. Cantidad
El volumen de pedidos tiene un gran impacto en el coste del producto final. Aunque los costos totales aumentan con la cantidad de piezas terminadas requeridas, los costos por pieza disminuyen.
3 consejos para ahorrar costos de mecanizado CNC
Antes de iniciar el proyecto, se calcula cuánto costará la máquina CNC. Al producir piezas utilizando el método de mecanizado CNC, se debe intentar minimizar los costos de mecanizado.
Hay algunos requisitos fijos del cliente que no se pueden cambiar. Sin embargo, existen varios métodos para reducir los costos de procesamiento, como se muestra a continuación:
1. Cantidad
Si necesita producir piezas en grandes cantidades, puede ahorrar muchos costos de procesamiento. El coste por pieza disminuye porque sólo es necesario diseñar la pieza idéntica una vez. En este caso, es necesario repetir la configuración de la máquina para cada pieza, lo que también conlleva una reducción de los costes de producción.
2. Sé inteligente a la hora de elegir materiales
Para reducir los costes del producto, se debe prestar especial atención a la selección de materiales. Los materiales con buenas propiedades mecánicas tienen menores costos de procesamiento. Teniendo en cuenta la función del producto, es necesario elegir el mejor material disponible y fácil de trabajar. Existe una diferencia de precio entre los materiales plásticos y metálicos. Por supuesto, puede seguir los requisitos de su proyecto y consultar al fabricante para obtener orientación sobre la selección de materiales.
3. Optimización del diseño
Si algunas características del producto no afectan la funcionalidad, se debe optimizar el diseño para evitar mecanizar estas características y así reducir los costos de producción.
(1) Considere los tamaños y perfiles de los orificios
Al fabricar sus piezas CNC, debe asegurarse de que las características de sus piezas (por ejemplo, orificios, contornos, ranuras, roscas, etc.) puedan fabricarse utilizando herramientas estándar comúnmente disponibles. Los tamaños de rosca y orificios personalizados requieren herramientas especiales que pueden resultar bastante costosas. En Internet se pueden encontrar numerosas referencias a los tamaños estándar utilizados en la industria del mecanizado.
(2) Evite paredes delgadas y cavidades profundas al diseñar piezas
Las piezas con paredes delgadas y cavidades profundas son muy difíciles de mecanizar y, a menudo, están sujetas a imprecisiones dimensionales. Estas características de la pieza tienden a provocar vibraciones en la pieza y en ocasiones conducen al desmontaje de las piezas.
(3) Evite tolerancias lo más estrictas posible
Las piezas con tolerancias más estrictas son mucho más difíciles de fabricar y, por tanto, más caras. Verifique una dimensión solo si es absolutamente necesaria para la funcionalidad general de la pieza. Un buen consejo que podemos dar es diseñar tu pieza de manera que tenga un punto de referencia o referencia común. Esto le ayudará a usted y al conductor. En primer lugar, puede minimizar las comprobaciones dimensionales que necesita realizar en una pieza y, en segundo lugar, el maquinista puede reducir el tiempo de inspección, lo que también reduce los costos.
(4) Si la complejidad es inevitable, convierta algunas de estas piezas complicadas en componentes modulares.
Si una pieza se vuelve muy compleja, se recomienda dividir la pieza entera en varios componentes que luego se ensamblan. Esto hace que la edición sea mucho más sencilla y sencilla. El tiempo de preparación se reduce significativamente, se reduce el número de operaciones de mecanizado y se optimiza el tiempo de mecanizado. Los diseñadores suelen utilizar esta estrategia para mejorar la capacidad de fabricación de una pieza y reducir su costo de fabricación.
¿Busca más consejos para ahorrar costes en el mecanizado CNC? Veamos este vídeo.
Preguntas frecuentes
P: ¿Es caro el mecanizado CNC?
R: El producto fabricado mediante mecanizado CNC es más barato cuando se produce en grandes cantidades. Por ejemplo, se le pide que fabrique un producto que cuesta $500 y configurar la máquina. La materia prima de un producto cuesta $10.
El costo total de mecanizar una pieza es de $510. Sin embargo, si necesita fabricar 50 piezas idénticas, el costo por pieza será de $20 a medida que aumenta la cantidad de piezas necesarias, el costo disminuirá porque el costo de preparación de la máquina no cambia.
P: ¿Cómo se pueden reducir eficazmente los costos de mecanizado CNC?
R: Los costos de mecanizado CNC se pueden minimizar optimizando el diseño sin comprometer la funcionalidad completa del producto. Esto se puede lograr agregando un radio a los bordes verticales internos de la pieza, limitando la profundidad de las cavidades, aumentando el espesor de la pared, limitando adecuadamente la longitud de la rosca, optimizando los orificios de la rosca, dividiendo las piezas complicadas en piezas individuales más simples, eligiendo sólo acabados superficiales esenciales y Minimiza el número de configuraciones de la máquina para el mecanizado.
Concluyendo
Existen diferentes enfoques para producir los productos deseados, como la impresión 3D y el mecanizado CNC. Todo cliente quiere recibir un producto asequible del fabricante. Este artículo explica los diversos factores que se pueden utilizar para calcular los costos de procesamiento y reducir el dinero gastado en el producto.
