Die Erfindung der ersten CNC-Maschine lässt sich bis ins 17. Jahrhundert zurückverfolgen, aber erst in den 1940er Jahren begannen Ingenieure, die Technologie der Computer Numerical Control (CNC) umfassend in Betracht zu ziehen und anzuwenden. Mit der rasanten Entwicklung der Technologie, trotz des Aufkommens innovativer Technologien wie 3D DruckDie CNC-Bearbeitung bleibt eine der wirtschaftlichsten Möglichkeiten, Waren nach Bedarf zu produzieren. Heutzutage widmen immer mehr Unternehmen der CNC-Bearbeitung Aufmerksamkeit und betrachten sie als Schlüsselfaktor für die Verbesserung der Produktionseffizienz und die Kostensenkung.
Allerdings bleiben die Kosten für viele Unternehmen bei der CNC-Bearbeitung eine große Herausforderung. Von der Auswahl der Rohstoffe über die Optimierung des Bearbeitungsprozesses bis hin zur Wartung und Verwaltung in späteren Phasen kann sich jeder Schritt auf die Gesamtkosten der CNC-Bearbeitung auswirken. Daher ist die effektive Kontrolle und Reduzierung der Kosten der CNC-Bearbeitung zu einem dringenden Problem geworden, mit dem sich Unternehmen befassen müssen.
In diesem Artikel werden verschiedene Faktoren untersucht, die die Kosten der CNC-Bearbeitung beeinflussen, und eine Reihe effektiver Techniken zur Kostenreduzierung in der Entwurfsphase vorgestellt. Durch die Optimierung von Design- und Bearbeitungsstrategien können erhebliche Einsparungen bei den CNC-Bearbeitungskosten erzielt werden.
Faktoren, die sich auf die CNC-Bearbeitungskosten auswirken
Die Kosten für die CNC-Bearbeitung sind nicht festgelegt, sondern werden von verschiedenen Faktoren beeinflusst. Für Unternehmen ist es von entscheidender Bedeutung, diese wichtigen kostenbeeinflussenden Faktoren genau zu verstehen und zu verstehen, um Abläufe zu optimieren, die Produktionseffizienz zu steigern und ein effektives Kostenmanagement zu erreichen.
Hauptfaktoren, die die CNC-Bearbeitungskosten beeinflussen:
- Die Komplexität des Designs
- Kosten der Rohstoffe
- Menge der bearbeiteten Teile
- Arbeitskosten:
- Nachbearbeitungskosten
- Art der verwendeten CNC-Maschine
- Betriebszeit der Maschine
16 Design-Tipps für Reduzierung CNC-Bearbeitungskosten
Nach einem umfassenden Verständnis der verschiedenen Faktoren, die sich auf die CNC-Bearbeitungskosten auswirken, können gezielte Kostensenkungsmaßnahmen umgesetzt werden, um die Kosten für die CNC-Bearbeitung effektiv zu senken. Hier sind 16 praktische und wirkungsvolle Designtechniken, die Unternehmen dabei unterstützen können, die Kosten für die CNC-Bearbeitung zu senken und gleichzeitig die Produktqualität sicherzustellen.
Designtipps Nr. 1: Vertikale Innenecken abrunden
Bei der CNC-Bearbeitung ist die Form des Werkzeugs typischerweise zylindrisch, was zur natürlichen Bildung einer Ecke mit der gleichen Größe wie die Form des Werkzeugs führt, insbesondere bei der Bearbeitung von Schlitzen an der Verbindung vertikaler Flächen. Diese Ecke ist ein unvermeidlicher Teil des Bearbeitungsprozesses, ihre Größe kann jedoch durch das Produktdesign gesteuert werden.
Wenn beim Entwerfen eines Produkts die Ecke am Übergang vertikaler Flächen zu klein ist, müssen für die Bearbeitung kleinere Werkzeuge verwendet werden. Kleinere Werkzeuge haben nicht nur eine relativ geringere Bearbeitungseffizienz, sondern können auch zu mehr Bearbeitungszeit und Werkzeugwechseln führen, wodurch sich die Gesamtbearbeitungszeit und -kosten erhöht.
Um die Bearbeitungskosten effektiv zu senken, finden Sie hier einige wichtige Designvorschläge:
Angemessen eingestellte Eckgröße
Die Eckengröße sollte mindestens 1/3 der Schlitztiefe betragen. In der Praxis sind größere Ecken für die Bearbeitung meist vorteilhafter. Größere Ecken können die Werkzeugbelastung während der Bearbeitung reduzieren und so die Bearbeitungseffizienz verbessern. Bei einer Schlitztiefe von 12 mm wäre beispielsweise ein Eckdesign von 5 mm oder mehr eine sinnvolle Wahl.
Einheitliche Eckgrößen
Um den Bearbeitungsprozess zu vereinfachen und die Effizienz zu verbessern, wird empfohlen, alle Eckengrößen konsistent zu halten. Auf diese Weise kann für den gesamten Bearbeitungsprozess dasselbe Werkzeug verwendet werden, was die Anzahl der Werkzeugwechsel und die Rüstzeit für die Bearbeitung reduziert.
Design an der Wurzel des Schlitzes
Erwägen Sie, an der Wurzel des Schlitzes eine kleinere Ecke zu entwerfen (z. B. 0.5 mm oder 1 mm) oder sich dafür zu entscheiden, nicht abzurunden. Dies dient hauptsächlich dazu, die strukturelle Festigkeit des Schlitzes aufrechtzuerhalten und spezifische Designanforderungen zu erfüllen.
Passen Sie Werkzeuge an Ecken an
Die ideale Eckengröße sollte etwas größer sein als der Radius des Werkzeugs. Dadurch kann das Werkzeug während der Bearbeitung reibungsloser gleiten, wodurch Reibung und Widerstand reduziert werden und die Bearbeitungskosten weiter gesenkt werden. Beispielsweise würde für ein Werkzeug mit einem Durchmesser von 8 mm (Radius 4 mm) ein Eckendesign von 5 mm oder mehr gut passen.
Bearbeitung von Sonderfällen
Können Ecken im Übergang von vertikalen Flächen aufgrund spezifischer Gestaltungsanforderungen nicht abgerundet werden (z. B. wenn hier eine enge Passung mit einem anderen quadratischen Teil erforderlich ist), kann zur Vermeidung kleinerer Ecken die folgende Gestaltung umgesetzt werden:
Design-Tipps Nr. 2: Reduzierung der Schlitztiefe
Denn bei der Schlitzbildung wird viel Material abgetragen, was direkt zu einer deutlichen Verlängerung der Bearbeitungszeit führt.
Die Bearbeitungstiefe von CNC-Werkzeugen wird hauptsächlich von der Werkzeugstruktur, dem Material und der Maschinenleistung beeinflusst. Im Allgemeinen ist die Bearbeitungsleistung des Werkzeugs optimal, wenn die Schlitztiefe das Zwei- bis Dreifache des Werkzeugdurchmessers beträgt und sowohl die Bearbeitungseffizienz als auch die Werkzeughaltbarkeit ein optimales Niveau erreichen können. Bei einem Schaftfräser mit 2 mm Durchmesser beträgt die maximale sichere Tiefe für die Bearbeitung von Schlitzen beispielsweise 3 mm.
Unter besonderen Umständen kann es natürlich erforderlich sein, tiefere Schlitze zu bearbeiten, um die Funktionsanforderungen des Teils zu erfüllen, wobei die maximale Tiefe das Vierfache des Werkzeugdurchmessers nicht überschreiten darf. Dies erhöht jedoch die Kosten, insbesondere bei der Bearbeitung mit mehrachsiger CNC Maschinen.
Um die CNC-Bearbeitungskosten zu senken, können Hersteller die folgenden Strategien anwenden:
- Halten Sie die Schlitztiefen innerhalb des Vierfachen der Länge.
- Vermeiden Sie nach Möglichkeit die Konstruktion übermäßig tiefer Schlitze, um unnötigen Materialabtrag und Bearbeitungszeit zu reduzieren.
- Optimieren Sie das Teiledesign, indem Sie wann immer möglich dünnere Wände oder kleinere Schlitze verwenden.
#3 Design-Tipps: Vermeiden Sie dünne Wände
Dünnwandige Konstruktionen bei der CNC-Bearbeitung können zu erhöhten Bearbeitungskosten führen. Sofern keine besonderen Anforderungen bestehen, empfehlen wir generell, dünnwandige Ausführungen zu vermeiden.
Die Bearbeitung dünnwandiger Bauteile erfordert aufgrund ihrer hohen Zerbrechlichkeit mehr Zeit. Da sie dazu neigen, zu vibrieren oder sich zu verformen, ist es schwierig, genaue Toleranzen einzuhalten, und in schweren Fällen können sie sogar brechen. Langsame Verarbeitung, spezielle Techniken und hohe Ausschussraten tragen zu den erhöhten Kosten dieser dünnwandigen Komponenten bei.
Die Verarbeitung dickwandiger Bauteile ist stabiler und kostengünstiger. Um den Bearbeitungsaufwand gering zu halten, vermeiden Sie bitte dünnwandige Ausführungen. Die Wandstärke sollte bei Metallbauteilen größer als 0.8 mm und bei Kunststoffbauteilen größer als 1.5 mm sein.
Darüber hinaus kommt es besonders bei der Konstruktion von Löchern (einschließlich Durchgangslöchern und Schraubenlöchern) oder Schlitzen an den Kanten von Teilen zu dünnen Wänden. In diesen Fällen sollte besonders darauf geachtet werden, die oben genannten Konstruktionsrichtlinien einzuhalten, um sowohl die strukturelle Integrität als auch die Bearbeitungseffizienz des Teils sicherzustellen.
Design-Tipps Nr. 4: Reduzieren Sie die Gewindetiefe
Unnötig Gewindegröße Tiefe erhöht nicht nur den Bearbeitungsaufwand, sondern erhöht auch die Kosten erheblich, da für die Bearbeitung übermäßig tiefer Gewinde speziell entwickelte Werkzeuge erforderlich sind. Spezialwerkzeuge sind nicht nur teuer, sondern auch bei der Bearbeitung relativ weniger effizient.
Es ist hervorzuheben, dass viele Ingenieure und Designer oft fälschlicherweise glauben, dass eine Erhöhung der Gewindetiefe die Festigkeit der Verbindung verbessern kann. Tatsächlich erhöht eine zu große Gewindetiefe (mehr als das Dreifache des Lochdurchmessers) jedoch nicht die Verbindungsfestigkeit.
Um die Kosten für die CNC-Bearbeitung zu senken, empfehlen wir, bei der Gewindekonstruktion die folgenden Grundsätze zu befolgen:
- Die Gewindetiefe sollte innerhalb des Dreifachen des Durchmessers des Gewindelochs liegen.
- Beim Gewindeschneiden von Sacklöchern wird empfohlen, am Boden des Lochs eine zusätzliche Länge von mindestens der Hälfte des Gewindedurchmessers hinzuzufügen. Dies kann dazu beitragen, Brüche oder Schäden während des Bearbeitungsprozesses zu vermeiden.
#5 Design-Tipps: Entwerfen Sie Löcher in Standardgröße
Die Verwendung von Standardbohrern ermöglicht eine schnelle, hochpräzise Lochbearbeitung und reduziert gleichzeitig die Häufigkeit von Werkzeugwechseln und -einstellungen. Im Gegensatz dazu erhöht die Bearbeitung von Löchern mit nicht standardmäßiger Größe mit Schaftfräsern die Werkzeugkosten.
Normalerweise sollte die Tiefe eines Lochs das Vierfache seines Durchmessers nicht überschreiten. Zu tiefe Löcher erhöhen die Bearbeitungsschwierigkeiten und die Kosten, da sie längere Werkzeuge und komplexere Bearbeitungspfade erfordern. Obwohl tiefe Löcher (bis zum 10-fachen Durchmesser) technisch machbar sind, erhöhen sie die Bearbeitungskosten und -zeit erheblich und sollten daher nach Möglichkeit vermieden werden.
Verwandt: Tieflochbohrtechniken: Anwendungen in der Bearbeitung
Um die CNC-Bearbeitungskosten zu senken, Bei der Gestaltung empfiehlt es sich, diese Grundsätze zu beachten:
- Priorisieren Sie die Auswahl von Löchern in Standardgröße.
- Minimieren Sie die Verwendung von Löchern, die nicht der Standardgröße entsprechen.
- Kontrollieren Sie die Tiefe der Löcher.
- Entwerfen Sie Löcher mit angemessenen Abmessungen und Tiefen.
#6 Design-Tipps: Vermeiden Sie strenge Toleranzanforderungen
Strenge Toleranzanforderungen bei der CNC-Bearbeitung führen oft zu höheren Kosten und komplexeren Bearbeitungsprozessen. Beim Definieren von Toleranzen für Teileabmessungen ist es wichtig, diese sorgfältig anzugehen und willkürliche Toleranzanmerkungen zu vermeiden. Toleranzen sollten nur dann angegeben werden, wenn sie wirklich notwendig sind, und zu strenge Präzisionstoleranzen sollten minimiert werden.
Wenn während der Teilekonstruktionsphase keine Toleranzen in der Konstruktionszeichnung des Teils definiert sind, wird das Teil gemäß Standardtoleranzen (± 0.1 mm oder weniger) bearbeitet, was für die meisten unkritischen Abmessungen ausreichend ist und die Bearbeitungskosten erheblich senkt.
Wir müssen auch auf die Bearbeitung der inneren Merkmale der Teile achten. Bei der Bearbeitung von Löchern oder Schlitzen, die sich im Inneren kreuzen, besteht die Gefahr, dass an den Kanten kleine Defekte wie Grate aufgrund von Faktoren wie Kraftverformung auftreten. Um die Produktqualität zu verbessern, verlangen viele Unternehmen das Entgraten von Teilen. Allerdings ist das Entgraten oft ein zeitaufwändiger und kostspieliger Prozess. Bei einigen besonderen Strukturen oder schwer zugänglichen Stellen ist die manuelle Entfernung oft die einzige Möglichkeit, was nicht nur die Arbeitskosten erhöht, sondern auch viel Zeit in Anspruch nimmt.
Verwandt: Was ist Entgraten: 10 einfache Entgratungsmethoden
Um die Kosten zu senken, können wir folgende Maßnahmen ergreifen:
- Definieren Sie Präzisionstoleranzen nur dann, wenn dies wirklich notwendig ist, um Kostensteigerungen aufgrund übermäßigen Strebens nach Genauigkeit zu vermeiden.
- Standardisieren Sie alle Maßanmerkungen, um Fehler und Komplexität bei Bearbeitungs- und Prüfprozessen zu reduzieren.
- Kontrollieren Sie streng die Anzahl der Dezimalstellen in den Toleranzen. Die Anzahl der Nachkommastellen bestimmt den Grad der Präzision und die verwendeten Messwerkzeuge. Beispielsweise können zwei Nachkommastellen mit einem Messschieber gemessen werden, während drei Nachkommastellen präzisere Mikrometer oder Koordinatenmessgeräte erfordern.
- Vermeiden Sie strenge Toleranzanforderungen durch optimiertes Produktdesign. Zum Beispiel die Verkürzung von Maßketten, die Verwendung von Positionierungsfunktionen usw., um die Genauigkeit und Stabilität der Teilebearbeitung zu verbessern.
- Arbeiten Sie mit BoYi zusammen, um Kosten zu senken. Nach der Bearbeitung der Teile führen wir direkt die Nachbearbeitung durch, wodurch die Kosten für die sekundäre Auslagerung von Entgratungsdienstleistungen entfallen.
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#7 Design-Tipps: Reduzierung der Anzahl der Spannvorgänge
Konstruieren Sie Teile nach Möglichkeit so, dass sie nur einmal gespannt werden müssen, um alle Bearbeitungsprozesse abzuschließen. Dies minimiert den Zeitaufwand und die Fehlerhäufigkeit beim Spannen. Wenn Teile auf mehreren Seiten bearbeitet werden müssen, kann eine clevere Konstruktion sicherstellen, dass alle Bearbeitungsanforderungen mit einer einzigen Aufspannung erfüllt werden.
So senken Sie die Kosten:
- Konstruieren Sie Teile so, dass nur ein Spannvorgang erforderlich ist.
- Wenn dies nicht möglich ist, teilen Sie komplexe Teile in mehrere Komponenten auf und befestigen Sie sie durch nachfolgende Prozesse zu einer Einheit.
#8 Design-Tipps: Vermeiden Sie Designmerkmale, die für die CNC-Bearbeitung nicht realisierbar sind
Nicht alle Funktionen sind für die CNC-Bearbeitung realisierbar. Ein typisches Beispiel ist eine 90°-Innenecke, da CNC-Fräswerkzeuge typischerweise zylindrisch sind, was beim Schneiden von Hohlraumkanten eher zu abgerundeten Ecken als zu scharfen oder anderen eckigen Ecken führt.
Wenn eine scharfe Ecke erforderlich ist, ist es üblich, die Technologie der elektrischen Entladungsbearbeitung (EDM) zu verwenden. Allerdings ist EDM im Vergleich zur CNC-Bearbeitung ein teurerer und komplexerer Herstellungsprozess, der die Produktionskosten erheblich erhöhen kann. Daher sollten Designer in den meisten Fällen vermeiden, in ihren Entwürfen scharfe Ecken direkt zu fordern.
Wenn scharfe Ecken aufgrund von Montage- oder anderen Funktionsanforderungen unvermeidbar sind, empfiehlt es sich, abgerundete Ecken zu verwenden. Abgerundete Ecken können durch CNC-Bearbeitung erreicht werden und können teilweise bis zu einem gewissen Grad die Anforderungen an scharfe Ecken erfüllen, wie in der Abbildung unten dargestellt.
#9 Design-Tipps: Vermeiden Sie kleine Schriftarten oder geprägten Text
Ihr Teil erfordert möglicherweise Textfräsen Teilenummern, Beschreibungen oder Firmenlogos auf der Oberfläche. Das Hinzufügen von Text und Symbolen auf der Oberfläche des Teils erhöht jedoch die CNC-Bearbeitungskosten erheblich, da sie zusätzliche Bearbeitungsvorgänge erfordern, mehr Bearbeitungszeit in Anspruch nehmen und den Werkzeugverschleiß beschleunigen können.
Wenn der Text und die Symbole auf dem Teil erforderlich sind, können wir in Betracht ziehen, andere Methoden mit geringeren Kosten zu verwenden, um diese zu erreichen. Beispielsweise können Oberflächenbehandlungstechniken wie Siebdruck oder Sprühlackierung verwendet werden, um Text und Symbole hinzuzufügen. Alternativ können Sie sich für eine Gravur statt für eine Prägung entscheiden, da bei letzterer mehr Material abgetragen werden muss.
Verwandt: Prägen vs. Gravieren: Entdecken Sie die Unterschiede
Wenn Ihre Designsoftware keine benutzerdefinierte Gravurschriftart hat, wird empfohlen, eine 20-Punkt-San-Serif-Schriftart zu verwenden. Dies liegt daran, dass diese Schriftart am Ende jedes Buchstabenstrichs keine zusätzlichen Linien (Serifen) aufweist, was die Bearbeitungskosten erhöhen kann. Darüber hinaus wird empfohlen, eine Größe von 20 zu verwenden, da kleinere Größen als kleinere Merkmale gelten, die schwieriger zu bearbeiten sind und höhere Kosten verursachen.
#10 Design-Tipps: Berücksichtigen Sie die Bearbeitbarkeit von Materialien
Die Bearbeitbarkeit von Materialien bestimmt direkt die Schwierigkeit der Bearbeitung und die Endkosten.
Materialien mit guter Bearbeitbarkeit lassen sich leichter schneiden, schleifen und formen, wodurch sich die Bearbeitungszeit und der Werkzeugverschleiß verringern. Beispielsweise ist Messing C360 für seine hervorragende Bearbeitbarkeit bekannt und eignet sich für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung.
Allerdings sind nicht alle Materialien hervorragend bearbeitbar. Ein typisches Beispiel ist Stahl, der relativ schlechter bearbeitbar ist und im Vergleich zu Aluminiumlegierungen oft mehr als die doppelte Bearbeitungszeit erfordert. Es ist zu beachten, dass verschiedene Stahlsorten unterschiedlich gut bearbeitbar sind. Zum Beispiel, Edelstahl 304 hat einen Bearbeitbarkeitsindex von nur 45 %, während Edelstahl 303 einen Index von bis zu 78 % hat, wodurch er besser für die CNC-Bearbeitung geeignet ist.
Verwandt: Unterschied zwischen legiertem Stahl und Edelstahl
Die Bearbeitbarkeit von Kunststoffmaterialien hängt von ihrer Steifigkeit und ihren thermischen Eigenschaften ab. Da Kunststoffe bei hohen Temperaturen zum Schmelzen und Verformen neigen, muss bei der CNC-Bearbeitung besonderes Augenmerk auf die Kontrolle der Bearbeitungstemperaturen und Schnittkräfte gelegt werden. POM ist eines der am einfachsten CNC-bearbeitbaren Kunststoffmaterialien, während ABS etwas ungünstiger ist. Technische Kunststoffe wie PEEK und Nylon gelten aufgrund ihrer einzigartigen physikalischen Eigenschaften im Allgemeinen als schwierig zu bearbeiten.
#11 Design-Tipps: Berücksichtigen Sie Rohstoffpreise und -größe
Die folgende Tabelle zeigt die Preise für gängige Metall- und Kunststoffrohstoffe mit Blockgrößen von 150 x 150 x 25 mm.
| Rohstoff | Rohstoffpreise |
| Aluminium 6061 | 23 € |
| Aluminium 7075 | 74 € |
| Edelstahl 304 | 84 € |
| Edelstahl 303 | 138 € |
| Messing C360 | 146 € |
| ABS | 15 € |
| Kunststoffbälle | 28 € |
| POM | 24 € |
| PEEK | $ 276 |
Aluminium 6061 bietet ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis. Es lässt sich leicht schneiden, schleifen und formen und eignet sich daher ideal für die Prototypenherstellung.
Edelstahl 303 und Messing C360 zeichnen sich außerdem durch eine hervorragende Bearbeitbarkeit mit hoher Bearbeitungseffizienz und kurzen Bearbeitungszeiten aus und erfüllen die Anforderungen an hohe Präzision und Qualitätsbearbeitung. Allerdings sind die Preise dieser beiden Materialien relativ hoch, sodass sie für die Massenproduktion geeignet sind. Durch die Massenproduktion werden die hohen Rohstoffkosten durch kürzere Verarbeitungszeiten ausgeglichen.
Kunststoffmaterialien wie ABS, Nylon und POM haben ähnliche Preise wie Aluminium 6061, sind jedoch vergleichsweise schwieriger in der CNC-Bearbeitung zu bearbeiten. Ihre CNC-Bearbeitungskosten sind relativ hoch. PEEK ist ein sehr teures Material, dessen hohe Kosten hauptsächlich auf seine einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften zurückzuführen sind. PEEK verfügt über hervorragende Eigenschaften wie hohe Temperaturbeständigkeit und chemische Korrosionsbeständigkeit und wird daher nur in einigen Spezialanwendungen eingesetzt.
Um die Maßgenauigkeit der Teile ohne Materialverschwendung zu gewährleisten, sollten beim Einkauf von Rohmaterialien die Rohmaterialabmessungen mindestens 3 mm größer sein als die Teilabmessungen. Beispielsweise können wir für ein Teil mit den Außenmaßen 30 x 30 x 30 mm einen Rohling mit den Maßen 35 x 35 x 35 mm für die Bearbeitung auswählen; Und für ein Teil mit den Außenmaßen 27x27x27mm können wir einen Rohling mit den Maßen 30x30x30mm wählen, um Materialkosten zu sparen.
Alternativ können Sie Lieferanten bezüglich Standardspezifikationen für Rohlingsgrößen konsultieren und Teile näher an den Größenspezifikationen des Rohmaterials konstruieren, um Materialverschwendung zu minimieren.
#12 Design-Tipps: Reduzieren Sie die Verwendung von gekrümmten Oberflächenmerkmalen
Bei der Konstruktion von CNC-bearbeiteten Teilen wird zur Minimierung von Kosten und Bearbeitungszeit empfohlen, die Verwendung komplexer gekrümmter Oberflächenmerkmale so weit wie möglich zu reduzieren oder zu vermeiden.
Dieses Ziel kann durch einige Designstrategien erreicht werden. Beispielsweise sollten beim Anfasen von Außenkanten, wenn die Bedingungen dies zulassen, geneigte Fasen anstelle von abgerundeten Ecken verwendet werden. Versuchen Sie, unnötige innere Rillen und Vorsprünge zu minimieren, die Querschnittsform der Teile zu vereinfachen und zu kompakte Anordnungen zu vermeiden.
#13 Design-Tipps: Vermeiden Sie mehrere Oberflächenveredelungen
Eine mehrfache Oberflächenbearbeitung bedeutet nicht nur mehr Bearbeitungszeit und Arbeitsaufwand, sondern verursacht auch zusätzliche Kosten. Ein Ansatz zur Abmilderung dieses Problems besteht darin, eine Oberflächenveredelungstechnik einzusetzen, die verschiedene Anforderungen erfüllen und dadurch Prozesse reduzieren und Kosten senken kann.
Bei Materialien wie Aluminium, die von Natur aus leicht zu bearbeiten sind und nur minimales Oberflächenpolieren erfordern, sollte immer dann eine mechanische Endbearbeitung eingesetzt werden, wenn eine Oberflächenbearbeitung erforderlich ist. Dies liegt daran, dass die mechanische Endbearbeitung in der Regel die kostengünstigste Endbearbeitungsoption bei der CNC-Bearbeitung ist. Die gewünschten Oberflächeneffekte können direkt mit Schneidwerkzeugen erzeugt werden, ohne dass zusätzliche Oberflächenbearbeitungsprozesse erforderlich sind.
In bestimmten Fällen kann eine spezielle Oberflächenbearbeitung erforderlich sein, um die Teilequalität zu verbessern oder bestimmte Leistungsanforderungen zu erfüllen. Dazu können unter anderem chemisches Ätzen, Sandstrahlen, Elektropolieren und Eloxieren gehören. Allerdings sollte bei der Anwendung dieser Oberflächenveredelungstechniken darauf geachtet werden, dass diese auch tatsächlich den Designansprüchen genügen und nur bei Bedarf zum Einsatz kommen.
#14 Design-Tipps: Großserienproduktion
Bei der CNC-Bearbeitung besteht ein umgekehrter Zusammenhang zwischen Teilevolumen und CNC-Bearbeitungskosten. Das heißt, je höher das Teilevolumen, desto geringer sind die CNC-Bearbeitungskosten. Besonders deutlich wird dieser Zusammenhang bei geringen Stückzahlen, da bereits eine geringe Mengensteigerung zu einer deutlichen Kostenreduzierung führen kann. Wenn beispielsweise das Teilevolumen von 1 auf 5 erhöht wird, können die Teilekosten um über 50 % sinken. Das heißt, egal, ob 5, 50 oder 100 Komponenten hergestellt werden, das CAD-Design ist dasselbe.
Großserienfertigung hilft, Kosten zu senken, indem größere Bestellmengen anstelle mehrerer verstreuter Bestellungen möglich sind.
#15 Design-Tipps: Entwerfen Sie axialsymmetrische Teile
Der Bearbeitungsprozess axialsymmetrischer Teile ist relativ einfach und eine effiziente Bearbeitung kann mit Geräten wie Drehmaschinen oder Fräsmaschinen erreicht werden, deren Maschinenstundensätze typischerweise viel niedriger sind als die von 3- oder 5-Achsen-Bearbeitungszentren.
Das axialsymmetrische Design vereinfacht nicht nur die Bearbeitungsschritte, sondern reduziert auch die Vielfalt der erforderlichen Werkzeuge und Vorrichtungen, was die Herstellungskosten weiter senkt.
#16 Design-Tipps: Alternative Lösungen nutzen
Wie oben erwähnt, sind die Kosten für die CNC-Bearbeitung relativ hoch.
Während wir die Kostenoptimierung anstreben, sollten wir unser Denken öffnen, andere geeignete Bearbeitungstechniken aktiv erforschen und nutzen, um die CNC-Bearbeitung zu ersetzen.
Bei der Prototypenfertigung sind die Kosten des 3D-Drucks geringer als die der CNC-Bearbeitung; Bei der Großserienfertigung sind die Kosten des Spritzgusses niedriger als die der CNC-Bearbeitung.
Verwandt: 3D-Druck vs. Spritzgusskosten: Ihr endgültiger Leitfaden
Die folgende Tabelle zeigt die Prozessauswahl für unterschiedliche Teilemengen:
| Anzahl der Teile | <10 | 10 bis 100 | 100 bis 1000 | > 1000 |
|---|---|---|---|---|
| Metall | 3D-Druck und CNC | CNC | CNC | Druckgussverfahren |
| Kunststoffe | 3D Druck | CNC- und 3D-Druck | CNC und Spritzguss | Spritzgießen |
Durch den flexiblen Einsatz verschiedener Verarbeitungstechniken können wir Kostensenkungen, Effizienzsteigerungen und Qualitätsverbesserungen erreichen.
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Für Unternehmen, die suchen CNC-Bearbeitung, ist die Auswahl einer geeigneten Maschinenwerkstatt von entscheidender Bedeutung. Ein gutes Produkt muss nicht unbedingt den niedrigsten Preis haben, aber es kann den Benutzern durchaus das beste Preis-Leistungs-Verhältnis und hervorragende Ergebnisse bieten.
Chinesische Unternehmen wie Boyi bieten mit ihren kostengünstigen, hochwertigen CNC-Bearbeitungsdiensten äußerst wettbewerbsfähige Optionen. Im Vergleich zu unseren Pendants in weiter entwickelten Volkswirtschaften können wir die Gesamtbearbeitungskosten für Unternehmen erheblich senken, ohne dass die Produktqualität darunter leidet.
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Fazit
Zusammenfassend stellt dieser Artikel eine Reihe von Techniken zur Reduzierung der CNC-Bearbeitungskosten vor. Diese Konstruktionsstrategien können einzeln oder in Kombination verwendet werden, um die Kosten für die CNC-Bearbeitung zu minimieren. Darüber hinaus ist es wichtig, sie flexibel an spezifische Bearbeitungsanforderungen und -bedingungen anzupassen und zu optimieren.
FAQ
Bei der Berechnung der CNC-Bearbeitungskosten müssen verschiedene Faktoren wie Materialkosten, Maschinenrüstzeit, Bearbeitungszeit, Arbeitskosten, Gemeinkosten und zusätzliche Nachbearbeitungs- oder Endbearbeitungsvorgänge berücksichtigt werden.
Die Kosten für die CNC-Bearbeitung im kleinen Maßstab liegen typischerweise zwischen 6 und 11 US-Dollar pro Stunde. Für die Bearbeitungsdienste von BoYi liegen die Kosten zwischen 11 und 16 US-Dollar pro Stunde. Für die Portalbearbeitung in großem Maßstab können 70 US-Dollar pro Stunde erforderlich sein. Die Bearbeitungskosten variieren je nach Standort.
Stichwort: CNC-Bearbeitungshandbuch
Dieser Artikel wurde von Ingenieuren des BOYI TECHNOLOGY-Teams verfasst. Fuquan Chen ist ein professioneller Ingenieur und technischer Experte mit 20 Jahren Erfahrung im Rapid Prototyping sowie in der Herstellung von Metallteilen und Kunststoffteilen.
