Top 10 bewährte Tipps für Senkung der Kosten für CNC-bearbeitete Teile
Wenn Sie einen Prototyp oder ein Endprodukt in Serie herstellen wollen, ist die CNC-Bearbeitung ein guter Weg. Aber die Bearbeitungskosten sind oft der Hauptgrund, warum die Leute aufhören. Es gibt mehrere Faktoren, die sich auf die Kosten für CNC-gefertigte Teile auswirken, darunter Materialien, Design, Oberflächen, Menge und Durchlaufzeit. Glücklicherweise kann ein Experte, der über reiche Erfahrung in der CNC-Bearbeitung verfügt, Ihnen sehr dabei helfen, die Schnittkosten und den Endpreis des Produkts zu senken.
Dieser Artikel fasst die 10 wichtigsten Tipps unserer Ingenieure zusammen. Wenn Sie diese bewährten Tipps befolgen, können Sie Teile erhalten, die so optimiert sind, dass sie die Kosten minimieren und dennoch Ihren Designanforderungen entsprechen.
Was beeinflusst die Kosten Ihrer CNC-gefrästen Teile?
Bevor wir uns der Frage widmen, wie die Kosten gesenkt werden können, möchte DEK im Folgenden kurz 6 Faktoren skizzieren, die sich auf die Preise von CNC-Teilen auswirken
Bearbeitungszeit
Je länger es dauert, ein Teil zu bearbeiten, desto teurer wird es. Die Bearbeitungszeit ist oft der Hauptkostentreiber bei CNC-gefertigten Teilen.
Material
Die Preise der verschiedenen Rohstoffe sind oft unterschiedlich. Selbst wenn einige Materialien mit ähnlicher Leistung, aber nicht allgemein verwendet werden, werden die Preise viel teurer sein.
Toleranz
Die engeren Toleranzanforderungen führen zu einer schwierigeren Bearbeitung und erhöhen die Ausschussrate, was wiederum zu höheren Preisen führt.
Menge
Für die Herstellung von 1 und 1000 Stück wird die gleiche CNC-Programmierzeit benötigt. Wenn also mehr Stückzahlen benötigt werden, werden die Gesamtkosten gleichmäßig aufgeteilt, wodurch die Kosten für ein einzelnes Produkt gesenkt werden können.
Oberflächenveredelung
Wenn Sie Oberflächenveredelungen wie Beschichten, Glätten, Eloxieren, Schwarzoxidieren wünschen, kommen mehrere Bearbeitungsschritte und eine Menge Kosten hinzu.
Vorlaufzeit
Die kurze Vorlaufzeit bedeutet, dass der Lieferant mehr Mitarbeiter koordinieren muss, um Ihre Bestellung zuerst zu bearbeiten, und dass er die Bearbeitung anderer Bestellungen verzögern muss. Dies ist auch ein kleiner Faktor bei den zusätzlichen Kosten, die in der Branche als Eilbearbeitungsgebühren bezeichnet werden.
Diese 10 bewährten Gestaltungstipps helfen Ihnen, Kosten zu sparen
Jetzt ist Ihnen klar, woher die Kosten für die CNC-Bearbeitung kommen, und wir wollen sehen, wie wir sie minimieren können.
Tipp 1. Wählen Sie die am besten geeigneten Materialien
Bei der Konstruktion eines bearbeiteten Teils ist die Wahl des richtigen Materials die wichtigste Methode zur Kosteneinsparung. Es ist nicht das teuerste Material, das für Sie am besten ist. Sie müssen das am besten geeignete Material entsprechend dem Zweck und der Funktion der Teile finden.
Es gibt viele Materialien mit fast der gleichen Leistung, aber der Preis ist ein großer Unterschied, können Sie prüfen, ob diese alternativen Materialien können die funktionale Nutzung zu erfüllen. Zum Beispiel, im allgemeinen Gebrauch FormauswerferstiftVerwenden Sie SKD61 Material anstelle von SKH51 kann 50%-70% Kosten sparen.
Um Ihnen eine allgemeine Vorstellung von der Kostenspanne zu geben, die für die Auswahl der Materialien erforderlich sein kann, habe ich eine schnelle Suche nach den Preisen verschiedener Materialien für 6″ x 6″ x 1″-Platten durchgeführt. Während gewöhnliche Kunststoffe wie ABS etwa $15 kosten, kostet Peek in der gleichen Größe, das für seine Robustheit und Dimensionsstabilität bekannt ist, so viel wie $225. Ähnlich verhält es sich bei Metallen: eine 6061er Aluminiumplatte kostet etwa $24, eine 304er Edelstahlplatte $139 und eine präzisionsgeschliffene 316er Edelstahlplatte sogar $285!
Andererseits lassen sich weichere Werkstoffe wie Aluminium 6061 leichter schneiden, was weniger Bearbeitungszeit bedeutet. Die härteren Materialien erfordern teurere Bearbeitungswerkzeuge und neigen eher dazu, zu brechen und Werkzeuge zu verschleißen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass härteres Material eine längere Bearbeitungszeit erfordert und der Werkzeugverschleiß die Kosten für die bearbeiteten Teile erhöht.
Tipp 2. Verwenden Sie nach Möglichkeit keine 90°-Innenecken
Scharfe oder 90-Grad-Innenecken nehmen mehr Bearbeitungsprozesse und Zeit in Anspruch und erhöhen zusätzlich die Kosten. Die meisten Teile des Innenwinkels brauchen jedoch keine 90 Grad, mit abgerundeten Ecken, die die Nutzung der Funktionen nicht beeinträchtigen.
Wenn Sie Ihren Entwurf so anpassen, dass er abgerundete Ecken enthält, kann die Maschine kontinuierlich laufen, um Ihr Teil herzustellen. CNC-Bearbeitungswerkzeuge wie Fräser und Schaftfräser hinterlassen automatisch abgerundete Innenecken. Ein kleiner oder enger Inneneckenradius erfordert mehr Durchgänge und spezielle kleine Werkzeuge, was die Bearbeitungszeit erhöht und einen Werkzeugwechsel erforderlich macht. Im Vergleich dazu bedeutet der größere Radius an den Ecken, dass größere Werkzeuge diese effizient bearbeiten können.
Für ein optimales Design sollten Sie sicherstellen, dass der Radius Ihrer Innenecken ein Verhältnis L:D (Länge zu Durchmesser) von 3:1 oder weniger hat. Außerdem kann die Bearbeitungszeit reduziert werden, wenn alle Innenecken die gleichen Radien haben.
Tipp 3. Innere Hohlräume (tiefe Taschen) minimieren
Metall- oder Kunststoffteile mit tiefen inneren Hohlräumen (tiefe Taschen) sind oft zeitaufwändig und schwer zu bearbeiten. Um die Hohlräume zu schaffen, muss viel Material abgetragen werden, was zu Materialverschwendung und Schwierigkeiten beim Entfernen von Spänen führen kann, oder es kann ein spezielles Verfahren wie Drahterodieren oder Senkerodieren erforderlich sein, um die Tiefe zu erreichen. Diese Verfahren kosten mehr Geld.
Versuchen Sie, die Tiefe der Taschen in Ihrem Entwurf auf das 4-fache der Länge zu begrenzen, ideal ist die Tiefe bis zum 2- bis 3-fachen ihres Durchmessers.
Tipp 4. Vermeiden Sie dünnwandige Konstruktionen
Die maschinell bearbeiteten Teile mit zu dünnen Wänden benötigen mehr Zeit für die Bearbeitung, da sie sehr zerbrechlich sind. Und weil sie oft vibrieren oder sich verformen, ist es schwierig, genaue Toleranzen einzuhalten. Langsame Bearbeitung, spezielle Bearbeitungstechniken und eine hohe Ausschussrate machen diese dünnwandigen Teile teurer.
Dickwandige Teile sind stabiler und kosten weniger bei der Bearbeitung. Um den Bearbeitungspreis niedrig zu halten, vermeiden Sie bitte dünnwandige Ausführungen, die Wandstärke der Metallteile sollte mehr als 0,8 mm und die Wandstärke der Kunststoffteile mehr als 1,5 mm betragen.
Tipp 5. Verwenden Sie Standardgrößen für Gewindebohrungen
Bei einem maschinell bearbeiteten Teil mit Gewindebohrungen wirken sich die Bohrungstiefe und die Gewindegröße auf den Gesamtpreis aus. In der Regel macht eine größere Gewindelänge das Teil nicht stabiler, daher sollten Sie das Gewinde nicht mehr als das Dreifache des Durchmessers der Bohrung schneiden und es nach Möglichkeit kürzer halten. Wenn die Länge des Gewindes das Dreifache des Durchmessers übersteigt, erhöht sich das Bruchrisiko und die Bearbeitungszeit wird länger. Bei sehr kleinen Gewinden ist ein manuelles Gewindeschneiden erforderlich, was auch den Preis erhöht.
Die Verwendung von Standardgrößen für Gewindebohrer kann also das Risiko verringern und die Kosten senken. Zum Beispiel, verwenden Sie 4-40 Größe der Hahn ist häufiger und kostengünstiger als 3-38 Größe. Entwerfen Sie außerdem die Gewindelöcher größer als 2-56″, wenn möglich. Das spart Ihr Geld.
Tipp 6. Vermeiden Sie kompliziert gestaltete Teile
Für die Bearbeitung von sehr großen, mikroskopisch kleinen oder komplexen Bauteilen sind spezielle Werkzeuge, mehrachsige CNC-Maschinen oder kundenspezifische Vorrichtungen erforderlich, was die Gesamtkosten erhöht.
In einigen Fällen, wie z.B. bei komplexen Teilen, die auf mehreren Seiten bearbeitet werden müssen, können Sie versuchen, das Teil in 2 oder mehr separate Teile aufzuteilen, die dann nach der Bearbeitung zusammengeschweißt oder verschraubt werden, was wahrscheinlich zu einer Kostensenkung führt.
Tipp 7. Vermeiden Sie Oberflächenbehandlungen wie TiN-Beschichtung, DLC-Beschichtung usw.
Bei der Oberflächenbearbeitung von CNC-gefertigten Teilen handelt es sich um eine zusätzliche Bearbeitung zur Erzielung einer gewünschten Oberflächeneigenschaft aus kosmetischen, korrosionsbeständigen, verschleißfesten oder anderen Gründen. Aber diese Wärmebehandlung, Perlstrahlen, spezielle Beschichtung, Eloxieren und so weiter erhöht die Gesamtkosten. Sie sollten daher je nach Verwendungszweck sorgfältig geprüft werden.
Wenn Sie die Gesamtkosten senken wollen, ist es eine gute Wahl, sich für die Standardausführung "as-machined" zu entscheiden. Die Ausführung "as-machined" ist eine schnelle und kostengünstige Wahl, die häufig für nicht ausstellungsrelevante Anwendungen wie z. B. Montagehalterungen verwendet wird. Die Oberflächengüte ist vergleichbar mit 125 RA µin (3,2 RA µm).
Tipp 8. Vermeiden Sie die übermäßige Anwendung enger Toleranzen
DEK verfügt über Ultrapräzisionsbearbeitungsgeräte und Produktionserfahrung, mit denen Toleranzen von bis zu ±0,001 mm eingehalten werden können. Dennoch empfehlen wir, dass enge Toleranzen nicht übermäßig für Teile verwendet werden, die nicht für spezielle Zwecke bestimmt sind. Je enger die Toleranzen sind, desto mehr Prozess und Zeit wird die Fabrik benötigen, was bedeutet, dass der Preis viel höher sein wird.
Nicht jedes Teil benötigt enge Toleranzen. Neben einigen Präzisionsformteilen, medizinischen Teilen und Zubehör für die Luft- und Raumfahrt, schlagen wir vor, dass andere Teile den allgemeinen Normen wie der ISO 2768-Norm folgen, die für das Design von CNC-gefertigten Teilen angemessen ist.
Tipp 9. Große Menge bestellen
Moderne CNC-Dreh- und Fräsmaschinen können zwar effizienter arbeiten als früher, aber sie brauchen immer noch Ingenieure, die sie programmieren und einrichten. Wie jeder weiß, hat die Anzahl der Teile, die Sie bestellen, einen erheblichen Einfluss auf den Stückpreis. Wenn Sie 10.000 Stück Teile oder nur 10 Stück bestellen, ist der Preis sehr unterschiedlich. Durch die Massenproduktion der gleichen Teile kann die CNC-Bearbeitung die Effizienz und Kosteneffizienz der Produktion maximieren.
Wenn Sie 50.000 Stück der gleichen Teile benötigen, ist es nach dem Testen der Muster viel billiger, 50.000 auf einmal zu bestellen als 5000 Teile für 10 Mal.
Tipp 10. Werben Sie für Ihre Arbeit und erstellen Sie einen Produktionsplan im Voraus
Erstellen Sie einen Produktentwurf, fördern Sie die Konstruktionsarbeit und schließen Sie den endgültigen Produktentwurf ab, bevor Sie mit der Produktion beginnen. Dadurch hat der CNC-Zerspanungslieferant genügend Zeit, um Rohstoffe einzukaufen, die Produktionspläne zu erstellen und die Produkte innerhalb der vereinbarten Zeit zu liefern. Nach der langjährigen Produktionserfahrung von DEK kann eine längere Vorlaufzeit die Gesamtkosten um 4%-6% senken.
Zusammenfassung
Oben finden Sie die 10 wichtigsten Design-Tipps, die Ihnen dabei helfen, die Kosten für bearbeitete Teile zu senken - kurz gesagt: Halten Sie es einfach und folgen Sie der Norm. Lassen Sie diese Konstruktionstipps tief in Ihr Gedächtnis eindringen und wenden Sie sie auf Ihre tatsächlichen Produkte an, was Ihnen sicherlich helfen wird, viele unnötige Kosten zu reduzieren.
Wenn Sie noch weitere fundierte Tipps haben, können Sie sie mir gerne mitteilen. Wenn Sie auf der Suche nach einem professionellen und kosteneffizienten Lieferant für CNC-Bearbeitungzögern Sie nicht, unser Verkaufsteam noch heute zu kontaktieren!
