Cómo disminuir los costos de producción de máquinas CNC en talleres de mecanizado

El mecanizado CNC ha existido en cierta medida durante más de medio siglo, pero con las opciones de materiales cada vez más amplias y especializadas, y la tecnología en continuo desarrollo, las piezas mecanizadas con tecnología CNC se han convertido en la solución de referencia para la industria de mecanizado.

Todas las empresas que realizan mecanizado en sus procesos productivos se encuentran buscando formas de reducir los costos de fabricación de sus máquinas CNC, tanto en prototipos como en volúmenes de producción a gran escala. Analicemos en este artículo cómo disminuir los costos de producción de máquinas CNC.

Cómo calcular los costos de mecanizado CNC

Los costos de mecanizado CNC variarán dependiendo de un par de cosas, incluido el tiempo requerido para completar el proyecto, la máquina específica utilizada, así como la incorporación de tecnología de cambio rápido en la sujeción de piezas. Los talleres de mecanizado CNC suelen establecer sus propias tarifas por hora para sus diversos tipos de máquinas. Por ejemplo, las máquinas CNC de cinco ejes a menudo  pueden costar más que las máquinas de tres ejes.

¿Qué afecta el costo de producción en talleres de mecanizado CNC?

Si está interesado en la reducción de costos de mecanizado CNC, primero debe comprender los factores que afectan el costo de las piezas CNC: tiempo de mecanizado, costos de puesta en marcha, costos de materiales y más. A continuación se incluye información general sobre cada uno de estos factores que se pueden utilizar para reducir en última instancia los costos de producción:

• Tiempo de mecanizado: este suele ser el principal factor de costo cuando se trata de mecanizado CNC. Como regla general, cuanto más tarde en mecanizar una pieza, más costará.

• Costos de puesta en marcha: estos costos son fijos. Están implementados para cubrir el costo de la preparación de archivos CAD y la planificación de productos. Para volúmenes pequeños, los costos iniciales pueden ser significativos.

• Costos de material: el costo del material a granel que elija y la facilidad o la dureza del material para mecanizar es otro gran factor que contribuye al costo del mecanizado CNC.

• Otros costos de fabricación: algunas piezas mecanizadas por máuinas CNC vienen con requisitos especiales, como tolerancias estrictas o paredes delgadas. Estos a menudo requieren herramientas específicas, más pasos de procesamiento adicionales y velocidades de mecanizado más bajas. Todos estos factores pueden afectar el tiempo de mecanizado, lo que en última instancia aumenta el costo.

• Acabado del material: agregar un acabado a sus piezas puede mejorar la apariencia y hacer que la pieza sea más resistente a entornos hostiles. Si bien esto puede ser beneficioso, seguramente aumentará el costo de mecanizado.

Recuerde que hablamos solo del costo de operar las máquinas CNC. Otros factores que pueden afectar el precio de las piezas CNC son:

• Selección de materiales

• Geometría de la pieza

• Tecnologías y herramientas usadas

El mecanizado CNC es realmente útil para pedidos de cantidades de cientos o más, especialmente cuando el pedido es repetitivo, porque la configuración se guarda como un programa y, por lo tanto, no es necesario pagarla en cada ocasión. Cuando el mecanizado CNC es el método de fabricación correcto, hay formas de garantizar que el diseño de su producto permita que la pieza se produzca de la manera más rentable posible; Los siguientes consejos lo ayudarán a diseñar para la fabricación y a mantener sus costos al mínimo.

Selección de materiales

La elección del material afecta los costos de mecanizado CNC de dos maneras diferentes. En primer lugar, la materia prima tiene un costo y la elección del material depende en gran medida de su aplicación. El segundo impacto en el precio es a través de la maquinabilidad de la materia prima; cuánto más fácil sea el material para mecanizar, menor será el costo, y cuanto más duro sea el material, mayor será el desgaste de los elementos consumibles como las herramientas y, por lo tanto, esto aumentará el costo. Una vez más, la selección de materiales es siempre un equilibrio entre el costo y el rendimiento. Sea claro sobre el nivel de funcionalidad y propiedades que requiere su material y busque asesoramiento si no está seguro; por ejemplo, mientras que el aluminio solo tiene alrededor del 60% de la conductividad eléctrica del cobre, es liviano y más barato de comprar; puede ser que funcione igual de bien para su aplicación, pero sin los costos adicionales que trae consigo el cobre.

Geometría de pieza

Esta es probablemente la mayor influencia en el costo de la pieza mecanizada CNC, porque la geometría de la pieza determina tanto el volumen de material como el tiempo de mecanizado requerido. Al centrarse en el diseño para la fabricación, podrá reducir los costos y asegurarse de equilibrar la estética y la funcionalidad con el tiempo y los costos de mecanizado.

#1 Usar esquinas internas redondeadas

Las herramientas de mecanizado CNC naturalmente dejan esquinas internas redondeadas como resultado de su forma. Cuanto más estrecho sea el radio interno, menor será la herramienta requerida y mayor será el número de pasadas que se necesitarán a una velocidad más lenta. Para obtener el resultado más rentable, asegúrese de que el diseño de su producto tenga un radio de esquina interior con un radio de longitud a diámetro de 3:1 o menos.

#2 Evite las cavidades internas profundas

Los desbastes profundos dentro del diseño de su producto crearán la necesidad de utilizar una fresa de extremo en incrementos progresivamente pequeños o herramientas especializadas alternativas. Cualquiera de estas opciones agrega costos ya que se toma tiempo adicional y se emplean herramientas especializadas. Se recomienda diseñar piezas mecanizadas CNC de una longitud de hasta 4 veces su profundidad.

#3 Mantén las paredes lo más gruesas posible

Para mecanizar piezas con paredes delgadas, la velocidad de la acción de mecanizado CNC debe reducirse directamente, aumentando el tiempo de mecanizado. Las paredes delgadas también pueden significar que no se pueden mantener las estrechas tolerancias habituales por las que el mecanizado CNC es famoso. Las paredes deben tener un grosor mínimo de alrededor de 0,794 mm para que sean viables para el mecanizado CNC, y si el diseño del producto requiere una pared más delgada, entonces puede ser mejor considerar la fabricación de láminas de metal como un método de fabricación alternativo.

#4 Mantenga las piezas lo más simples posible

Complejidad adicional significa costo adicional. Si el diseño de su producto es particularmente complejo, puede valer la pena dividir el componente en varias piezas para el mecanizado CNC. Si bien esto agrega el costo del ensamblaje, puede ser más rentable en general que tratar de mecanizar un solo componente.

Tecnologías y herramientas usadas

Una de las tecnologías que están ayudando a disminuir los costos de producción de máquinas CNC en talleres de mecanizado son las herramientas de sujeción y cambio rápido. La sujeción de piezas puede afectar muchos aspectos del proceso de mecanizado, pero a menudo no se le presta suficiente atención. Muchos talleres de maquinado CNC se contentan con usar cualquier sistema de sujeción de piezas que venga con la máquina.

Usar la correcta herramienta de sujeción CNC permite aumentar la firmeza y la precisión. Cuando se utiliza un dispositivo de sujeción de piezas de sujeción, la máquina se puede sujetar más cerca de los cojinetes del cabezal, lo que deja menos voladizo, lo que puede afectar negativamente la calidad de la producción.

Tus procesos de fabricación deben tener la capacidad para manipular piezas complejas con tolerancias estrictas en diversos materiales, tanto para producir tiradas pequeñas y medianas de forma rentable. A través del uso de herramientas de sujeción de alta precisión, modularidad y cambio rápido, conseguirás mantener esa ventaja en un mercado cada vez más competitivo. HAINBUCH MÉXICO es sin duda alguna el aliado perfecto para ayudarte a seleccionar la tecnología de sujeción adecuada que te permita disminuir los costos de producción en la fabricación de maquinado CNC.