3 Tipps zur Kostensenkung beim CNC-Prototyping

Für eine präzise und vielseitige Fertigungsmethode wenden sich viele Designer und Ingenieure der CNC-Bearbeitung zu. Bei diesem subtraktiven Herstellungsprozess werden computergesteuerte rotierende Schneidwerkzeuge wie Bohrer und Schaftfräser verwendet, um einen massiven Materialblock wegzuschneiden. Die CNC-Bearbeitung kann hervorragende Komponenten aus verschiedenen Materialien wie Kunststoff, Glasfaser und Metall herstellen.

Dank ihrer Schnelligkeit und Vielseitigkeit wird die CNC-Bearbeitung häufig zur Herstellung von Prototypenteilen verwendet. Die CNC-Bearbeitung ist eine hervorragende Methode zur Erstellung funktionaler Prototypen von Metallteilen. Es gibt jedoch bestimmte Konstruktionsentscheidungen, die zu vermeidbaren Kosten für Ihre Teile führen können.

Kosten für CNC-Prototyping – und ihre Lösungen

Hier sind einige der Hauptkostentreiber des Prototyping mit CNC-Bearbeitung und wie man sie reduziert.

Materialauswahl für CNC-Prototypen

CNC-Rapid-Prototyping erfordert einen großen Metallblock, allgemein als Rohling bekannt, aus dem die Komponente mit CNC-Bearbeitungswerkzeugen geschnitzt wird. Die Auswahl und Beschaffung des richtigen CNC-Materials für Ihren Rohling ist mit zu erwartenden Kosten verbunden, und natürlich sind einige Materialien teurer als andere. Der Materialpreis kann je nach Region, Erreichbarkeit und anderen Faktoren variieren.

Metalle sind in der Regel teurer als Kunststoffe. Die Bearbeitbarkeit des Metalls wirkt sich auch auf die Kosten des Prototyps aus – weniger bearbeitbare Materialien erfordern mehr Zeit, Werkzeuge und Geld für die Verarbeitung, was wiederum die Kosten erhöht. Berücksichtigen Sie auch die Eigenschaften Ihres Bauteils und seine zukünftigen Anwendungen, z. B. wie heiß es wird oder ob es rostfrei sein muss. Sei so genau wie möglich und übertreibe nicht. Wenn beispielsweise Kunststoff die benötigte Festigkeit liefern kann, verwenden Sie dieses Material anstelle von Stahl, um die Kosten zu senken.

Einige Metalle lassen sich einfacher und schneller CNC-bearbeiten und sind daher kostengünstiger herzustellen. Der größte Teil der CNC-Bearbeitung von Rapid Prototyping wird mit Aluminiumlegierungen wie Aluminium 6061 durchgeführt, obwohl andere CNC-bearbeitbare Stähle wie 303 SS weitere Kosten sparen können. Selbst wenn Ihr endgültiges Komponentendesign kein bearbeitbares Material erfordert, kann es von Vorteil sein, Prototypen mit diesen kostengünstigen Materialien zu erstellen. Die Materialauswahl spielt auch eine Rolle bei der Bearbeitungszeit – bearbeitbare Materialien wie Acetal werden aufgrund höherer Werkzeuggeschwindigkeiten schneller bearbeitet.

Einrichtung und Bearbeitung von CNC-Prototypen

Bevor Sie mit dem CNC-Rapid-Prototyping beginnen können, muss die CNC-Maschine selbst vorbereitet werden. Dazu gehören das Programmieren von Werkzeugwegen, das Sammeln und Zusammenbauen der Ausrüstung und das Sammeln der erforderlichen Materialien. Die CNC-Bearbeitung erfordert auch ausreichend Zeit, um effektive Komponenten herzustellen – Sie müssen das Material schneiden, Werkzeuge austauschen, die Komponente mit diesen Werkzeugen ein- und ausladen und vieles mehr.

Es gibt zwei zeitraubende Bearbeitungsaufgaben, die sich leicht vermeiden lassen:Programmieren von Werkzeugwegen und Materialabtrag. Einfachere Teile lassen sich leichter programmieren, wodurch die Zeit verringert wird, die zum Erstellen und Ausführen eines programmierten Werkzeugwegs benötigt wird. Die Reduzierung der Menge an Material, die entfernt werden muss, reduziert auch die Zeit, die ein Teil für die Bearbeitung benötigt. Die Konstruktion von Teilen zur Minimierung unnötigen Materialabtrags kann ein blockiges Aussehen erzeugen, führt jedoch zu einem Teil, das kosteneffizienter und schneller zu bearbeiten ist.

Lasergravuren, Siebdruck, Teilekennzeichnung, Veredelungen und andere kosmetische Ergänzungen sind kostengünstig für Serienproduktionen, aber teuer für CNC-Rapid-Prototyping. Wenn Sie ein CNC-Prototyping eines Teils nur für die Funktion oder einen anderen kurzfristigen oder einmaligen Zweck erstellen, warten Sie mit diesen kosmetischen und ästhetischen Entscheidungen, bis das Prototyping abgeschlossen ist. Entscheiden Sie sich für ein „as-machined“-Finish, d. h. es gibt kein abschließendes CNC-Finish, um die kosteneffizienteste Option beim CNC-Prototyping zu erhalten.

Gestaltungskomplexität von CNC-Prototypen

Wenn das Design Ihres Prototyps unkompliziert ist, ist er einfacher zu bauen und billiger in der Herstellung. Viele Prototypen erfordern jedoch komplexe Formen, die getestet werden müssen, bevor sie in großen Produktionsläufen hergestellt werden. Das CNC-Prototyping einzigartiger, interessanter Geometrien erhöht die Komplexität und die Kosten der Herstellung.

Ähnlich wie die Komplexität treiben Toleranzen den Preis der CNC-Fertigung in die Höhe. Die CNC-Bearbeitung wurde entwickelt, um eine unglaubliche Präzision zu unterstützen, und kann Komponenten mit extrem engen Toleranzen herstellen, die nicht viel Spielraum zulassen. Aber je enger und präziser Ihre Teiletoleranzen sind, desto mehr müssen Sie beim Prototyping bezahlen.

Die CNC-Bearbeitung hat die Kraft, unglaublich feine Toleranzen mit einem sehr hohen Maß an Genauigkeit zu erzeugen. Während extrem enge Toleranzen dazu beitragen, konsistente und funktionale Komponenten zu erstellen, sind feine Toleranzstandards für CNC-Prototypen oft nicht erforderlich. Die Einhaltung feiner Toleranzen erhöht die CNC-Bearbeitungskosten beim Rapid Prototyping. Verwenden Sie mittlere, grobe oder sehr grobe Toleranzen, um die Kosten für die CNC-Bearbeitung von Rapid Prototyping zu senken.

CNC-Rapid-Prototyping mit Fast Radius

Auch wenn CNC-Prototyping wichtig ist, sollten Sie für diesen wichtigen Fertigungsschritt nicht die Bank sprengen müssen. Erstellen Sie Prototypen mit kostengünstigen, leicht zu bearbeitenden Materialien, um Fertigungszeit und -kosten zu sparen, und warten Sie mit dem Hinzufügen von kosmetischen Merkmalen wie Oberflächen oder ID-Gravuren, bis Sie für Produktionsläufe in großen Stückzahlen bereit sind. Verwenden Sie außerdem Standardtoleranzen im Gegensatz zu speziellen Toleranzen. Möchten Sie noch mehr sparen? Wenden Sie sich an einen erfahrenen Fertigungspartner.

Fast Radius hat es sich zur Aufgabe gemacht, Sie bei der Erstellung kostengünstiger CNC-Prototypen ohne Qualitätseinbußen zu unterstützen. Wir halten uns an die höchsten Fertigungsstandards und helfen Ihnen, dasselbe zu tun, wenn es um Ihre Teile geht. Bei Fast Radius kann unser Expertenteam Sie durch jeden Schritt des Prototyping-Prozesses führen und sicherstellen, dass Sie mit Ihrem Prototyp und Endprodukt zufrieden sind. Warten Sie nicht – kontaktieren Sie uns noch heute.

Weitere Best Practices für das CNC-Prototyping und Einsparmöglichkeiten bei der CNC-Bearbeitung finden Sie im Ressourcenzentrum von Fast Radius.

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