Снижение затрат на CNC-обработку: передовые стратегии проектирования

Как дизайн влияет на стоимость: CNC-обработка

Stratasys Direct Manufacturing использует более 20 современных 3- и 5-осевых фрезерных станков с ЧПУ и токарных станков. Наши центры CNC также задействуют передовую 5-осевую технику, существенно сокращающую лид-тайм за счет устранения промежуточных установок и возможности обработки подрезов и осевых признаков.

CNC-обработка может быть эффективным производственным методом для серийных деталей и прототипирования, но теряет стоимостную эффективность, если ключевые детали дизайна и возможности обработки не сбалансированы. Разберем соображения для заказа CNC-обработки в Stratasys Direct для обеспечения стоимостной эффективности и быстрых сроков.

Ключевые факторы, влияющие на стоимость

Материалы для CNC-обработки

Материалы — второй по влиянию фактор затрат в CNC. Максимальная стоимостная эффективность достигается при балансе стоимости материала и его обрабатываемости. Чем более обрабатываем материал, тем быстрее делаются детали и дешевле услуга. Пластики и более мягкие металлические сплавы обычно легче обрабатывать. Для оценки инherentной обрабатываемости материала можно обратиться к индивидуальным свойствам в таблице материалов CNC.

Время обработки и трудозатраты

Часто самый большой фактор затрат при CNC-обработке — время на изготовление детали. Сложные, крупные детали требуют больше времени обработки, увеличивая общие затраты.

Сложные геометрии, требующие многоксиальной обработки, дольше производятся и чаще полагаются на ручную отделку и пост-финиш. Если дизайн детали включает определенные признаки на каждой стороне, часто нужна ручная репозиция и иногда новые приспособления для доступа к этим признакам. Чем больше труда требуется для реализации дизайна, тем дороже деталь.

Затраты на наладку CNC значительно снижаются при больших объемах деталей. На ранних стадиях проекта может быть выгодно рассмотреть более низкие единичные цены при больших объемах механических деталей.

Проектирование детали для CNC

Оптимизируя дизайн для быстрого производства с минимальной ручной репозицией, можно значительно снизить затраты на механические детали. Конкретно, рассмотрите следующие ключевые признаки дизайна:

• Признаки дизайна с отношением ширина/высота менее 4 — идеальны. Мелкие признаки требуют больше проходов станка и склонны к вибрациям, затрудняя точность и удлиняя время обработки.
• Глубина полостей (Cavity depth) — инструменты лучше работают при глубине до 2–3 диаметров инструмента. По возможности делайте глубину кармана менее 4 диаметров инструмента.
• Толщина стенок (Wall thickness) — между 0,03–0,06 дюйма (0,8–1,5 мм). Тонкие стенки требуют много проходов с малой глубиной реза. Тонкие признаки склонны к вибрациям, их точная обработка сложна и увеличивает время.
• Отверстия (Holes) по стандартным размерам сверл — быстро выполняются, но нестандартные размеры требуют эндовой фрезы, увеличивая затраты и время.
• Резьба (Threads) — проектируйте с минимальной длиной 1,5х и максимальной 3х диаметра отверстия.
• Радиус внутренних углов (Radius inside corners) с отношением длины к диаметру 3:1 или меньше обеспечивает меньше проходов фрезы, без смены инструмента и меньше общего времени обработки.

Заключение

При попытке снизить затраты на заказ CNC-обработки лучше всего найти баланс между более дешевым материалом с легкой обрабатываемостью и оптимизированным, стандартизированным дизайном. Убедитесь, что все признаки в дизайне критичны для проекта или можно упростить общую область. Чем сложнее — тем больше требуется от токаря, тем менее эффективным становится решение.