Wie sich CNC-Setups auf die Projektkosten auswirken

Um Ihren Produktionslauf pünktlich und im Rahmen des Budgets abzuschließen, ist es am besten, sich von Anfang an ein klares Bild von Ihren voraussichtlichen Projektkosten zu machen. Die genaue Vorhersage der Kosten für CNC-Bearbeitungsprojekte ist jedoch für viele Produktteams leichter gesagt als getan. Sie müssen Materialkosten und Bearbeitbarkeit, die Komplexität Ihres Teils, Nachbearbeitungsanforderungen und die tatsächlichen CNC-Maschineneinstellungen berücksichtigen. Lassen Sie uns untersuchen, welche Auswirkungen CNC-Setups auf die Produktionskosten haben können.

Kostentreiber für CNC-Einrichtungen aufschlüsseln

Abhängig von der Komplexität Ihres Designs muss Ihr CNC-Bediener möglicherweise mehrere CNC-Maschinen-Setups verwenden, um Teile mit Merkmalen auf mehreren Seiten, Ebenen oder Achsen herzustellen. Um diese Merkmale zu bearbeiten, muss Ihr Bediener Ihr Teil aus der Maschine entfernen und es umdrehen, um auf der anderen Seite zu arbeiten, oder es zu einer anderen CNC-Maschinenkonfiguration bewegen, um den Produktionsprozess abzuschließen. Außerdem müssen sie die Vorrichtung und die Werkzeuge jedes Mal neu kalibrieren. Je länger die Bearbeitung eines Teils dauert, desto höher werden Ihre Projektkosten sein.

Ein Teil, das nur eine Einrichtung auf einer 3-Achsen-Fräsmaschine benötigt, benötigt nur eine Fläche, um Zugang für das Werkzeug zu haben, wie in der Abbildung unten zu sehen.

Ein Teil, das auf einer 3-Achsen-Maschine mehrfach eingerichtet werden muss, hat mehrere Flächen, die Zugriff erfordern, wie das Teil unten.

Wenn Sie feststellen, ob für die Bearbeitung eines Teils mehrere Einstellungen erforderlich sind, überlegen Sie, wie das Werkzeug auf all die verschiedenen Funktionen im Design zugreift.

Es gibt ein paar zusätzliche Kostenfaktoren, die Sie bei jeder CNC-Einrichtung beachten sollten, darunter:

• Befestigung: Während der Bearbeitung muss der Rohling unter Verwendung einer Vorrichtung in einer festen Ausrichtung oder Position gesichert werden. Vorrichtungen können für Teile mit unregelmäßigen Formen erforderlich sein, wenn ein Standard-Schraubstock die Werkzeugwege einschränken kann und zur Einhaltung von Toleranzen verwendet werden kann. Manchmal benötigt Ihr Maschinist zum Sichern Ihres Werkstücks nur einen Standardschraubstock, aber er muss möglicherweise eine kundenspezifische Vorrichtung für bestimmte Projekte entwerfen und herstellen, was die Vorlaufzeit und die Kosten erhöhen kann.

• Spezialisierte/Nicht-Standard-CNC-Werkzeuge: Wenn Ihr Design einzigartige Merkmale aufweist, muss Ihr Fertigungspartner möglicherweise neue CNC-Bearbeitungswerkzeuge kaufen. Diese Werkzeuge kosten in der Regel zwischen 50 und 500 US-Dollar, sodass sie Ihre Kosten pro Teil schnell in die Höhe treiben können, insbesondere wenn Sie einen Produktionslauf mit geringem Volumen planen.

• Werkzeugwege: Der Werkzeugweg ist der voreingestellte Kurs, dem das Schneidwerkzeug der CNC-Maschine während des Bearbeitungsprozesses folgt. Maschinenbediener optimieren häufig Werkzeugwege, um ineffiziente oder unnötige Aktionen und Werkzeugbewegungen zu minimieren oder zu eliminieren. Dadurch können Sie Zeit sparen und die Herstellungskosten senken, unabhängig von der Größe Ihres Produktionslaufs.

Untersuchung der finanziellen Auswirkungen von CNC-Setups

Jedes Teil und jedes Projekt ist anders, daher ist es schwierig, eine eindeutige Zahl dafür anzugeben, wie CNC-Setups die Projektkosten erhöhen. Je mehr Einstellungen Sie jedoch haben, desto mehr Zeit verbringt Ihr Bediener mit dem Zurücksetzen der CNC-Maschine, dem Neukalibrieren von Werkzeugen und dem Entwerfen neuer Vorrichtungen, was die Kosten Ihres Projekts in die Höhe treiben kann.

Es ist auch wichtig zu beachten, dass die Anzahl der Setups nicht der einzige treibende Faktor für die Setup-Kosten ist. Wenn Sie beispielsweise ein exotisches oder schwer zu bearbeitendes Material verwenden, muss Ihr Bediener mit Ihrer CNC-Einrichtung langsamer arbeiten, was die Bearbeitungszeiten verlängert und die Materialkosten erhöht. Die Verwendung von nicht standardmäßigen Werkzeugen und der Betrieb der CNC-Maschine mit nicht optimierten Werkzeugwegen kann Ihr Projekt ebenfalls verteuern.

Produktteams, die ihr Budget maximieren und die CNC-Bearbeitung kostengünstiger gestalten möchten, können etwas bewirken, indem sie die oben genannten Punkte berücksichtigen.

Optimierung der CNC-Bearbeitung für Kosteneffizienz

Einige kluge Entscheidungen hinter den Kulissen zu treffen, kann Ihre Gesamtprojektkosten senken. Um die Kosten für die CNC-Bearbeitung so weit wie möglich zu senken, beachten Sie Folgendes:

Entscheidung für eine höhere Auflage

Eine der einfachsten Möglichkeiten, Ihre Kosten pro Teil zu senken, besteht darin, mehr Teile zu bestellen. Wenn Ihr Fertigungspartner ein teures CNC-Werkzeug verwendet und eine kundenspezifische Vorrichtung herstellt, um ein komplexes Design zum Leben zu erwecken, aber nur wenige Teile herstellt, würde jedes Teil eine erhebliche Menge Geld kosten. Die Herstellung einer größeren Anzahl von Teilen mit demselben Werkzeug und derselben Vorrichtung verteilt diese Kosten gleichmäßiger und ermöglicht es dem Hersteller, Rohmaterial in großen Mengen zu geringeren Kosten einzukaufen, was zusammen die Kosten pro Teil erheblich senken kann.

Materialien sorgfältig auswählen

Mehrere Faktoren können bestimmen, welches Material Sie für Ihr Projekt wählen, einschließlich Festigkeit, Bearbeitbarkeit, Kosten und Verfügbarkeit. Denken Sie daran, dass exotische Materialien kostspielig sind und Metalle in der Regel teurer sind als Kunststoffe. Als allgemeine Regel sollten Sie nach Möglichkeit die Verwendung eines gewöhnlichen Aluminiums anstelle eines teureren Metalls in Betracht ziehen, um Ihre CNC-Gesamtkosten zu senken.

Sie sollten auch die Bearbeitbarkeit des Materials berücksichtigen, da weniger bearbeitbare Materialien die Herstellungskosten in die Höhe treiben. Exotische Materialien erfordern oft teure Spezialwerkzeuge, und Materialien, die langsamere Bearbeitungsgeschwindigkeiten erfordern, bedeuten längere Herstellungszeiten und erhöhte Maschinenbetriebskosten. Entscheiden Sie sich nach Möglichkeit für Materialien wie kohlenstoffarmen Stahl und Aluminium, da diese schneller, einfacher und kostengünstiger zu bearbeiten sind.

Suchen Sie auch nach Materialien, die in Größe und Form Ihrem Teil bereits ähnlich sind. Dadurch wird sichergestellt, dass Sie kein Geld verschwenden, indem Sie viel überschüssiges Material zerspanen, und es reduziert auch die Bearbeitungszeit.

Verwendung von Standardwerkzeugen, Zuschnitten, Vorrichtungen und Vorrichtungen

Wie bei den meisten Dingen kostet die Anpassung mehr. Werkzeuge, Rohlinge und andere Objekte sind in der Regel in Standardgrößen wie ganze Zahlen und Bruchzahlen in Vielfachen von zwei (z. B. ¼, ⅛ usw.) erhältlich. Wenn Sie ein Merkmal entwerfen, das einen Bohrer mit einem Durchmesser von 0,265 Zoll erfordert, muss Ihr Hersteller einen kundenspezifischen Bohrer erwerben, der Ihren Anforderungen entspricht. Wenn Sie sich jedoch für eine Standard-Werkzeuggröße wie 0,25 Zoll entscheiden, reicht das standardisierte Werkzeug Ihres Fertigungspartners aus. In ähnlicher Weise kann die Verwendung von Standard-Rohmaterialzuschnitten, Vorrichtungen, Vorrichtungen und anderen Komponenten anstelle von kundenspezifischen Elementen dazu beitragen, Kosten zu senken und die Produktion zu beschleunigen.

Wenn die Verwendung einer Standardvorrichtung den Werkzeugzugriff blockieren würde, ist es jedoch sinnvoll, eine benutzerdefinierte Vorrichtung zu erstellen, um mehrere Einstellungen zu vermeiden. Glücklicherweise können Sie mithilfe der additiven Fertigungstechnologie schnell und kostengünstig kundenspezifische Vorrichtungen erstellen.

Nicht übertolerant

Enge Toleranzen können auch die Herstellungskosten und Durchlaufzeiten in die Höhe treiben, da Ihr Bediener langsamer bearbeiten muss. Sie müssen Ihr Teil auch regelmäßig entfernen und prüfen, um sicherzustellen, dass die Toleranzen korrekt sind, was den Produktionsprozess verlängert und die Gesamtkosten erhöht.

Übertreiben Sie es nicht und stellen Sie sicher, dass die von Ihnen eingestellten Toleranzen mit den tatsächlichen Anforderungen Ihres Teils kompatibel sind. Wenn Sie ein Verbraucherprodukt erstellen, verwenden Sie nicht die extrem engen Toleranzen, die für Luft- und Raumfahrtteile erforderlich sind. Oder wenn Sie einen Prototyp herstellen, sollten Sie eine lockerere Toleranz verwenden als für Ihr Endprodukt.

Design for Manufacturing (DFM)-Prüfungen frühzeitig durchführen

Die Durchführung von Design for Manufacturing (DFM)-Prüfungen zur Identifizierung und Behebung potenzieller Probleme vor der Fertigung kann ebenfalls dazu beitragen, die Kosten niedrig zu halten. Achten Sie besonders auf:

• Tiefe Taschen oder Schlitze: Wenn Ihr Teil tiefe Regionen hat, muss Ihr Maschinist längere Werkzeuge verwenden, die teurer sind und mit größerer Wahrscheinlichkeit brechen.

• Scharfe Innenecken: CNC-Bohrer sind kreisförmig und hinterlassen Inneneckenradien, was das Erreichen scharfer Innenecken schwierig macht.

• Schmale Regionen: Schmale Bereiche erfordern Fräser mit kleinem Durchmesser, aber lange Werkzeuge mit kleinem Durchmesser sind anfälliger für Rattern und Bruch, was die Kosten erhöht und die Teilequalität verringert.

Wenn Sie einen dieser Fehler bemerken, sollten Sie eine Neugestaltung Ihres Teils in Betracht ziehen. Sie können auch leicht nach häufigen DFM-Fehlern wie den oben genannten suchen, indem Sie Ihr Teil in Ihr Fast Radius-Dashboard hochladen.

CNC-Bearbeitung mit Fast Radius

CNC-Maschinen-Setups können sich erheblich auf Ihre Gesamtproduktionskosten auswirken, aber manchmal ist die Verwendung mehrerer CNC-Setups nicht zu vermeiden. Die gute Nachricht ist, dass Sie Ihr Projekt kostengünstiger gestalten können – selbst wenn mehrere Einstellungen erforderlich sind – indem Sie angemessene Toleranzen festlegen, auf Herstellbarkeit konstruieren und CNC-Materialien sorgfältig auswählen. Die Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Fertigungspartner wie Fast Radius kann hilfreich sein.

Beginnen Sie noch heute mit Ihrem nächsten CNC-Bearbeitungsprojekt, indem Sie Ihr Teil auf fastradius.com hochladen, um ein sofortiges Angebot zu erhalten, oder indem Sie unser Team kontaktieren.

Schauen Sie sich das Ressourcenzentrum von Fast Radius an, um mehr über CNC-Bearbeitungstrends, Technologien, Schmerzpunkte und mehr zu erfahren.