Как настройки ЧПУ влияют на стоимость проекта

Чтобы завершить производственный цикл вовремя и в рамках бюджета, лучше всего с самого начала иметь четкое представление об ожидаемых затратах по проекту. Тем не менее, прогнозировать точные затраты на проект обработки с ЧПУ легче сказать, чем сделать для многих продуктовых групп. Вам нужно будет учитывать материальные затраты и обрабатываемость, сложность вашей детали, требования к постобработке и фактические настройки станка с ЧПУ. Давайте рассмотрим влияние установок ЧПУ на производственные затраты.

Разбивка драйверов затрат на настройку ЧПУ

В зависимости от сложности вашей конструкции вашему оператору ЧПУ может потребоваться использовать несколько установок станка с ЧПУ для изготовления деталей с элементами на нескольких сторонах, плоскостях или осях. Чтобы обработать эти элементы, вашему оператору потребуется снять деталь со станка и перевернуть ее, чтобы обработать другую сторону, или переместить ее на другую установку станка с ЧПУ, чтобы завершить производственный процесс. Им также потребуется каждый раз заново калибровать приспособление и инструменты. Кроме того, чем больше времени требуется для обработки детали, тем выше будет стоимость вашего проекта.

Для детали, для которой требуется только одна настройка на 3-осевом фрезерном станке, потребуется только одна грань для доступа к инструменту, как показано на изображении ниже.

Деталь, которая требует нескольких настроек на 3-осевом станке, будет иметь несколько граней, требующих доступа, как деталь ниже.

При определении того, потребуется ли для обработки детали несколько настроек, подумайте, как инструмент будет получать доступ ко всем различным функциям в конструкции.

Есть несколько дополнительных факторов затрат, о которых следует помнить, когда речь заходит о любой настройке ЧПУ, в том числе:

• Исправление: Во время обработки заготовка должна быть закреплена в фиксированной ориентации или положении с помощью приспособления. Крепления могут потребоваться для деталей неправильной формы, когда стандартные тиски могут ограничивать траектории движения инструмента и могут использоваться для обеспечения допусков. Иногда все, что нужно вашему слесарю, чтобы закрепить вашу заготовку, — это стандартные тиски, но им может потребоваться спроектировать и изготовить специальное крепление для конкретных проектов, что может увеличить время выполнения заказа и затраты.

• Специализированные/нестандартные инструменты ЧПУ: Если ваша конструкция имеет уникальные особенности, вашему партнеру-производителю может потребоваться приобрести новые станки с ЧПУ. Эти инструменты обычно стоят от 50 до 500 долларов США, поэтому они могут быстро повысить стоимость одной детали, особенно если вы планируете производство в небольших объемах.

• Траектории: Траектория инструмента — это заданный курс, по которому будет следовать режущий инструмент станка с ЧПУ в процессе обработки. Машинисты часто оптимизируют траектории движения инструмента, чтобы свести к минимуму или исключить любые неэффективные или ненужные действия и перемещение инструмента. Это поможет сэкономить время и снизить производственные затраты независимо от размера производственного цикла.

Изучение финансового влияния установок ЧПУ

Каждая деталь и каждый проект уникальны, поэтому сложно указать точную цифру того, как установки ЧПУ увеличивают стоимость проекта. Однако чем больше у вас настроек, тем больше времени ваш оператор потратит на перезагрузку станка с ЧПУ, повторную калибровку инструментов и разработку новых приспособлений, а все это может увеличить стоимость вашего проекта.

Также важно отметить, что количество установок — не единственный движущий фактор стоимости установки. Например, если вы используете экзотический или труднообрабатываемый материал, вашему оператору придется работать медленнее с настройкой ЧПУ, увеличивая время обработки и увеличивая материальные затраты. Использование нестандартных инструментов и запуск станка с ЧПУ по неоптимизированным траекториям также может сделать ваш проект более дорогим.

Команды разработчиков, стремящиеся максимально увеличить свои бюджеты и сделать обработку на станках с ЧПУ более рентабельной, могут оказать влияние, помня о вышеперечисленных моментах.

Оптимизация обработки с ЧПУ для повышения экономической эффективности

Принятие нескольких разумных решений за кулисами может снизить общую стоимость проекта. Чтобы максимально снизить затраты на обработку на станках с ЧПУ, рассмотрите следующее:

Выбор более крупного производственного цикла

Один из самых простых способов снизить стоимость детали — заказать больше деталей. Если ваш партнер-производитель использует дорогостоящий станок с ЧПУ и изготавливает специальное приспособление для воплощения сложной конструкции в жизнь, но изготавливает только несколько деталей, каждая деталь будет стоить значительную сумму денег. Производство большего количества деталей с использованием одного и того же инструмента и приспособления более равномерно распределяет эти затраты и позволяет производителю закупать сырье оптом по более низкой цене, что в совокупности может значительно снизить стоимость одной детали.

Тщательный отбор материалов

Несколько факторов могут определить, какой материал вы выберете для своего проекта, включая прочность, обрабатываемость, стоимость и доступность. Помните, что экзотические материалы стоят дорого, а металлы обычно дороже пластика. Как правило, рекомендуется использовать обычный алюминий вместо более дорогого металла, если это возможно, чтобы снизить общие затраты на ЧПУ.

Вы также должны учитывать обрабатываемость материала, поскольку менее поддающиеся обработке материалы увеличивают производственные затраты. Экзотические материалы часто требуют дорогостоящих специализированных инструментов, а материалы, требующие более медленных скоростей обработки, означают более длительное время производства и повышенные эксплуатационные расходы. По возможности выбирайте такие материалы, как низкоуглеродистая сталь и алюминий, потому что они быстрее, проще и дешевле в обработке.

Кроме того, ищите материалы, которые уже похожи по размеру и форме на вашу деталь. Это гарантирует, что вы не потратите деньги на механическую обработку большого количества лишнего материала, а также сократите время обработки.

Использование стандартных инструментов, заготовок, приспособлений и приспособлений

Как и в большинстве случаев, настройка стоит дороже. Инструменты, заготовки и другие объекты обычно имеют стандартные размеры, такие как целые числа и дроби, кратные двум (например, ¼, ⅛ и т. д.). Если вы разрабатываете элемент, для которого требуется сверло диаметром 0,265 дюйма, вашему производителю потребуется приобрести специальное сверло, соответствующее вашим требованиям. Однако, если вы выберете инструмент более стандартного размера, например 0,25 дюйма, стандартного инструмента, который есть у вашего партнера-производителя, будет достаточно. Точно так же использование стандартных заготовок, приспособлений, приспособлений и других компонентов вместо нестандартных элементов может помочь сократить расходы и ускорить производство.

Однако, если использование стандартного приспособления заблокирует доступ к инструменту, имеет смысл создать специальное приспособление, чтобы избежать множественных настроек. К счастью, вы можете использовать технологию аддитивного производства для быстрого и экономичного создания нестандартных приспособлений.

Не слишком толерантно

Жесткие допуски также могут привести к увеличению производственных затрат и времени оборота, поскольку вашему оператору придется работать медленнее. Им также необходимо будет регулярно снимать и осматривать вашу деталь, чтобы убедиться в правильности допусков, что продлевает производственный процесс и увеличивает общие затраты.

Не допускайте чрезмерных допусков и убедитесь, что установленные вами допуски совместимы с тем, что на самом деле требуется вашей детали. Если вы создаете потребительский продукт, не используйте чрезвычайно жесткие допуски, необходимые для аэрокосмических деталей. Или, если вы производите прототип, вы должны использовать более слабый допуск, чем для конечного продукта.

Раннее выполнение проверок проектирования для производства (DFM)

Выполнение проверок проектирования для производства (DFM) для выявления и устранения потенциальных проблем перед производством также может помочь снизить затраты. Обратите особое внимание на:

• Глубокие карманы или слоты: Если ваша деталь имеет глубокие участки, вашему слесарю придется использовать более длинные инструменты, которые дороже и с большей вероятностью сломаются.

• Острые внутренние углы: Сверла с ЧПУ имеют круглую форму и оставляют внутренний радиус угла, что затрудняет получение острых внутренних углов.

• Узкие области: Для узких участков требуются фрезы малого диаметра, но длинные инструменты малого диаметра более подвержены вибрации и поломке, что увеличивает затраты и снижает качество деталей.

Если вы заметили какой-либо из этих недостатков, вы можете рассмотреть возможность изменения дизайна вашей детали. Вы также можете легко проверить распространенные ошибки DFM, подобные упомянутым выше, загрузив свою деталь на панель инструментов Fast Radius.

ЧПУ с быстрым радиусом

Настройки станка с ЧПУ могут значительно повлиять на общие производственные затраты, но иногда использование нескольких установок с ЧПУ не помогает. Хорошей новостью является то, что вы можете сделать свой проект более рентабельным — даже если требуется несколько настроек — задав разумные допуски, проектируя с учетом технологичности и тщательно выбирая материалы для станков с ЧПУ. Может помочь сотрудничество с опытным партнером-производителем, таким как Fast Radius.

Начните работу над своим следующим проектом по обработке с ЧПУ уже сегодня, загрузив свою деталь на fastradius.com, чтобы мгновенно получить расчет стоимости, или связавшись с нашей командой.

Посетите ресурсный центр Fast Radius, чтобы узнать больше о тенденциях, технологиях, проблемах обработки с ЧПУ и многом другом.