CNC-Prototypenkosten senken: 3 bewährte Strategien für Designer

Bei der Bestellung von CNC-Prototypen steht der Kostenfaktor an erster Stelle. Wie lassen sich die Kosten für CNC-Bearbeitungsdienstleistungen reduzieren? Dieser Artikel stellt drei Tipps vor, mit denen Designer Produktionseffizienz steigern und Kosten senken können.

CNC-Teilefertigung: Komplexe Bauteile aufteilen

Wenn der Prototyp für mechanische Tests ausreichend fest sein muss, ist die Einteilfertigung vorzuziehen. Dienen die Teile jedoch nur der Design- oder optischen Verifikation, empfiehlt sich aus Kostengründen die Aufteilung komplexer Bauteile in mehrere Einzelteile.

Besonders bei komplexen Strukturen, die nicht in einer Ebene bearbeitbar sind, ermöglicht die Teilefertigung die Zerlegung in mehrere, separat bearbeitbare Stücke. Dies spart 5-Achs-Zusatzbearbeitungen oder mehrfaches Spannen und Positionieren – alles Kostentreiber. Die Teilefertigung optimiert den Prozess und verkürzt die Bearbeitungszeit erheblich.

Kostenoptimierung:

Kunststoffteile mit komplexer Geometrie, insbesondere Gehäuseteile, sind oft groß und mehrdimensional. Sie können in mehrere Stücke zerlegt, einzeln bearbeitet und anschließend verklebt werden. WayKen verfügt über umfangreiche Erfahrung und spezielle Klebeverfahren zur Festigkeitssteigerung.

Auch komplexe Metallteile lassen sich zerlegen – besonders bei komplexen Innenstrukturen und Innengewinden. Durch Schweißen oder Verschrauben entstehen günstigere Lösungen.

Fallstudie 1

Prozess: CNC-Teilefertigung und Verkleben
Material: ABS
Nachbearbeitung: Lackierung
Zerlegung: 3 Teile (gelbe und grüne Flächen)

Kundenfeedback: „Ihr Vorschlag hat unser Budget geschont. Die Lackierung ist hervorragend, keine Klebestellen sichtbar. Unser Team ist sehr zufrieden.“

Innenradien optimieren

Alle Fräswerkzeuge sind zylindrisch und haben einen bestimmten Durchmesser. Daher können innere Ecken bei CNC-Bearbeitung nie scharf (Radius 0) sein. Falls scharfe Innenkanten für die Montage zwingend sind: Bei Kunststoff manuelle Nacharbeit, bei Metall EDM (Erodieren). Beide Schritte erhöhen die Kosten.

Empfehlung: Innenradien so groß wie möglich und einheitlich gestalten, um größere Werkzeuge einsetzen zu können und Werkzeugwechsel zu vermeiden – das verkürzt die Bearbeitungszeit und verbessert die Präzision.

Kostenoptimierung:

Große Innenradien ermöglichen größere Werkzeugdurchmesser, mehr Materialabtrag pro Bahn und höhere Vorschübe. Der Fräser läuft ruhiger, Vibrationen werden minimiert – vergleichbar mit dem Fahren einer Kurve mit dem Fahrrad: je weiter der Bogen, desto flüssiger die Fahrt.

Fallstudie 2

Prozess: CNC-Bearbeitung
Material: Aluminium 6061-T6

Kundenkommentar: „Größerer Radius erleichtert die Bearbeitung, keine Montageprobleme. Bitte fortfahren.“

Richtige Wandstärke

Eine sinnvolle Wandstärke ist essenziell: Zu dünne Wände führen zu Kantenausbrüchen oder Verformung. Selbst mit kleinen Werkzeugen und niedriger Drehzahl lassen sich Schnittkräfte und Werkzeugschwingungen nicht ganz vermeiden. Angemessene Wandstärken erleichtern die Bearbeitung maßgeblich.

Kostenoptimierung:

Empfohlene Mindestwandstärken: Metall > 0,8 mm, Kunststoff lokal > 0,5 mm. Funktionsbereiche (z. B. Gewindebereiche, Gewindeeinsätze) erfordern oft dickere Wände, da Schraubkräfte bei zu dünnem Material zum Ausbruch führen können.

Fallstudie 3

Prozess: CNC-Bearbeitung
Material: Aluminium 6061
Oberfläche: As machined

Kundenkommentar: „An dieser Position muss eine PCB montiert werden, die Wandstärke kann nur reduziert werden. 0,25 mm führten zu Brüchen. Struktur kann entfernt werden, ohne Montage zu beeinträchtigen. Bitte geänderte Datei prüfen.“

Abschließende Bemerkungen

Vor Prototypenbau oder Kleinserienfertigung lohnt ein Blick auf diese drei Tipps – sie können das Projektbudget deutlich entlasten. Bei Fragen kontaktieren Sie WayKen gerne.