Como reduzir os custos de produção das máquinas CNC nas oficinas mecânicas

A maquinagem CNC existe, de alguma forma, há mais de meio século, mas com as opções de materiais a tornarem-se cada vez mais vastas e especializadas e com o desenvolvimento contínuo da tecnologia, as peças maquinadas por CNC tornaram-se a solução ideal para a indústria de maquinagem.

Todas as empresas que realizam maquinação nos seus processos de produção procuram formas de reduzir os custos de fabrico das suas máquinas CNC, tanto em protótipos como em volumes de produção em grande escala. Vamos ver neste artigo como reduzir os custos de produção das máquinas CNC.

Como calcular os custos de maquinagem CNC

Os custos da maquinagem CNC variam em função de alguns factores, incluindo o tempo necessário para concluir o projeto, a máquina específica utilizada, bem como a incorporação de tecnologia de troca rápida na fixação das peças. As oficinas de maquinagem CNC definem frequentemente as suas próprias taxas horárias para os seus vários tipos de máquinas. Por exemplo, as máquinas CNC de cinco eixos podem muitas vezes custar mais do que as máquinas de três eixos.

O que afecta o custo de produção nas oficinas de maquinagem CNC?

Se estiver interessado em reduzir os custos de maquinagem CNC, deve primeiro compreender os factores que afectam o custo das peças CNC: tempo de maquinagem, custos de configuração, custos de material e outros. Abaixo encontram-se algumas informações gerais sobre cada um destes factores que podem ser utilizadas para reduzir os custos de produção:

• Tempo de maquinagem: Este é normalmente o principal fator de custo quando se trata de maquinagem CNC. Regra geral, quanto mais tempo for necessário para maquinar uma peça, mais caro será o seu custo.

• Custos de arranque: estes custos são fixos. São implementados para cobrir o custo da preparação do ficheiro CAD e do planeamento do produto. Para pequenos volumes, os custos iniciais podem ser significativos.

• Custos de material: o custo do material a granel escolhido e a facilidade ou dureza do material a maquinar é outro fator importante que contribui para o custo da maquinagem CNC.

• Outros custos de fabrico: Algumas peças maquinadas em CNC têm requisitos especiais, tais como tolerâncias apertadas ou paredes finas. Estas requerem frequentemente ferramentas específicas, passos de processamento adicionais e velocidades de maquinação mais lentas. Todos estes factores podem afetar o tempo de maquinação, o que acaba por aumentar o custo.

• Acabamento do material: A adição de um acabamento às suas peças pode melhorar o aspeto e tornar a peça mais resistente a ambientes agressivos. Embora isto possa ser benéfico, irá certamente aumentar o custo da maquinagem.

Lembre-se que estamos a falar apenas do custo de funcionamento das máquinas CNC. Outros factores que podem afetar o preço das peças CNC incluem:

• Seleção de materiais

• Geometria da peça

• Tecnologias e ferramentas utilizadas

A maquinagem CNC é realmente útil para encomendas de quantidades de centenas ou mais, especialmente quando a encomenda é repetitiva, porque a configuração é guardada como um programa e, portanto, não precisa de ser paga de cada vez. Quando a maquinagem CNC é o método de fabrico adequado, existem formas de garantir que o design do seu produto permite que a peça seja produzida da forma mais económica possível; as dicas que se seguem ajudá-lo-ão a projetar para o fabrico e a manter os seus custos a um nível mínimo.

Seleção de materiais

A escolha do material afecta os custos da maquinagem CNC de duas formas diferentes. Em primeiro lugar, a matéria-prima tem um custo e a escolha do material depende em grande medida da sua aplicação. O segundo impacto no preço é através da maquinabilidade da matéria-prima; quanto mais fácil for a maquinação do material, mais baixo será o custo, e quanto mais duro for o material, maior será o desgaste dos consumíveis, como as ferramentas, e, por conseguinte, mais elevado será o custo. Mais uma vez, a seleção do material é sempre um equilíbrio entre custo e desempenho. Por exemplo, embora o alumínio tenha apenas cerca de 60% da condutividade eléctrica do cobre, é leve e mais barato de comprar; pode funcionar igualmente bem para a sua aplicação, mas sem os custos adicionais que o cobre acarreta.

Geometria da peça

Esta é provavelmente a maior influência no custo da peça maquinada por CNC, porque a geometria da peça determina tanto o volume de material como o tempo de maquinação necessário. Ao concentrar-se no design para fabrico, pode reduzir os custos e garantir o equilíbrio entre a estética e a funcionalidade e o tempo e os custos de maquinagem.

#1 Utilizar cantos interiores arredondados

As ferramentas de maquinagem CNC deixam naturalmente os cantos internos arredondados devido à sua forma. Quanto mais apertado for o raio interior, mais pequena será a ferramenta necessária e maior será o número de passagens necessárias a uma velocidade mais lenta. Para obter o resultado mais económico, certifique-se de que o design do seu produto tem um raio de canto interior com uma relação comprimento/diâmetro de 3:1 ou inferior.

#2 Evitar cavidades internas profundas

O desbaste profundo no design do seu produto criará a necessidade de utilizar uma fresa de topo em incrementos progressivamente mais pequenos ou ferramentas alternativas especializadas. Qualquer uma destas opções aumenta o custo, uma vez que é necessário mais tempo e são utilizadas ferramentas especializadas. Recomenda-se a conceção de peças maquinadas com CNC até 4 vezes a sua profundidade.

#3 Manter as paredes com a maior espessura possível

Para maquinar peças de paredes finas, a velocidade da ação de maquinação CNC tem de ser diretamente reduzida, aumentando o tempo de maquinação. As paredes finas também podem significar que não é possível manter as tolerâncias apertadas habituais pelas quais a maquinagem CNC é famosa. As paredes têm de ter uma espessura mínima de cerca de 0,794 mm para serem viáveis para a maquinagem CNC e, se o design do produto exigir uma parede mais fina, talvez seja melhor considerar o fabrico de chapas metálicas como um método de fabrico alternativo.

#4 Manter as peças tão simples quanto possível

Complexidade adicional significa custos adicionais. Se o design do seu produto for particularmente complexo, pode valer a pena dividir o componente em várias partes para maquinação CNC. Embora isto aumente o custo da montagem, pode ser mais económico do que tentar maquinar um único componente.

Tecnologias e ferramentas utilizadas

Uma das tecnologias que está a ajudar a reduzir os custos de produção das máquinas CNC nas oficinas mecânicas são as ferramentas de fixação de troca rápida. O sistema de fixação pode afetar muitos aspectos do processo de maquinagem, mas muitas vezes não lhe é prestada a devida atenção. Muitas oficinas de máquinas CNC contentam-se em utilizar qualquer sistema de fixação de trabalho fornecido com a máquina.

Utilizar o ferramenta de fixação CNC correta permite uma maior firmeza e precisão. Ao utilizar um dispositivo de fixação, a máquina pode ser fixada mais perto dos rolamentos do cabeçote, deixando menos saliência, o que pode afetar negativamente a qualidade da produção.

Os seus processos de fabrico devem ter a capacidade de lidar com peças complexas com tolerâncias apertadas numa variedade de materiais, tanto para produzir pequenas como médias séries de forma económica. Através da utilização de ferramentas de fixação de alta precisão, modulares e de troca rápida, manterá essa vantagem num mercado cada vez mais competitivo. HAINBUCH MÉXICO é, sem dúvida, o parceiro perfeito para o ajudar a selecionar a tecnologia de fixação correta para o ajudar a reduzir os custos de produção no fabrico de maquinagem CNC.