Suggerimenti per ottimizzare il processo di lavorazione CNC e ridurre i costi
Da cosa dipende il prezzo di un pezzo lavorato e le sette decisioni di progetto che lo abbassano di più, in ordine di effetto.
Il prezzo di un pezzo lavorato è, soprattutto, tempo di macchina e numero di bloccaggi. E le due cose si decidono nel CAD, prima di caricare il file. Sette decisioni di design (raggi di 1 mm o più, tasche poco profonde, tolleranze solo dove servono, fori normalizzati, un materiale facile da lavorare, meno facce da lavorare e la quantità adeguata) possono ridurre il tempo di taglio a metà senza cambiare ciò che il pezzo fa.
Questa guida spiega da cosa dipende il prezzo nella lavorazione CNC di pezzi a misura e percorre quelle sette decisioni in ordine di effetto, con ciò che cambia ciascuna e perché.
Un pezzo unitario paga programmazione, preparazione e taglio. Il pezzo numero 10 paga solo il taglio. Progettate per tagliare velocemente e ordinate la quantità che ripartisce il fisso.
Da cosa dipende il prezzo di un pezzo lavorato?
- Programmazione CAM e preparazione: si pagano una volta per ordine. Pesano molto in un pezzo e quasi nulla in venti. Ne parliamo in il ruolo del software CAM nella lavorazione.
- Bloccaggi: ogni faccia lavorata da un'altra direzione può essere un bloccaggio in più, con il suo tempo e il suo rischio di errore.
- Tempo di taglio: è determinato dal volume di materiale da rimuovere, dalla dimensione dell'utensile più piccola compatibile con la vostra geometria e dalla durezza del materiale.
- Materiale: conta la materia grezza e, soprattutto, la sua lavorabilità. Un acciaio inossidabile viene lavorato tre o quattro volte più lentamente rispetto all'alluminio.
- Tolleranze e controllo: ogni quota raffinata richiede una passata lenta e una misurazione.
- Finitura: viene fatturata a lotto e comporta un aumento dei tempi.
L'ordine minimo è di 60 € e il costo minimo di lavorazione per pezzo lavorato, 46 €: al di sotto di quello, nessuna ottimizzazione del design abbassa ulteriormente il prezzo.
Le sette decisioni che riducono maggiormente il prezzo
| Decisione | Ciò che cambia in officina | Effetto sul prezzo |
|---|---|---|
| 1 · Raggi interni di 1 mm o più | Permette l'uso di fresa grandi e rigide, senza rifinire gli spigoli con fresa fine | Alto |
| 2 · Tolleranze solo sulle quote funzionali | Evitate finiture lente e misurazioni pezzo per pezzo | Alto |
| 3 · Meno facce da lavorare | Meno bloccaggi, meno preparazione, migliore precisione tra le facce | Alto |
| 4 · Tasche poco profonde | Utensili corti, più avanzamento, meno vibrazione | Medio |
| 5 · Forature e filettature normalizzate | Utensili di stock, senza speciali né cambi extra | Medio |
| 6 · Materiale facilmente lavorabile | Velocità di taglio diverse volte superiore | Medio a medio-alto in base al materiale |
| 7 · Quantità che ripartisce il fisso | Programma e preparazione divisi tra più pezzi | Alto in piccole unità |
1 e 4 · Raggi interni e profondità delle tasche
La fresa è rotonda: ogni angolo interno ha il raggio dell'utensile. Un raggio di 0,5 mm sul fondo di una tasca da 25 mm obbliga a finirla con una fresa da 1 mm, che avanza a una frazione della velocità di una da 10 mm e si rompe facilmente. Progettate raggi di almeno 1 mm e pari a un terzo della profondità, e tasche con profondità inferiore a tre o quattro volte la loro larghezza. Se un altro pezzo con angoli vivi deve incastrarsi, aggiungete un intaglio di scarico negli angoli invece di richiedere l'angolo vivo. I dettagli sugli utensili sono in i diversi utensili di lavorazione.
2 · Tolleranze: quella generale è già fine
Senza indicare nulla, applichiamo ISO 2768-f nei metalli: ±0,1 mm su una quota di 25 mm. È più che sufficiente per le carcasse, i supporti e gli utensili. Una quota a IT7 (21 µm in Ø25) può raddoppiare il tempo di quell'operazione; un intero pezzo a ±0,02 lo rende più costoso senza funzionare meglio. Indicate la tolleranza stretta solo nell'alloggiamento del cuscinetto o nel perno di centratura, e lasciatela sul pezzo che è più facile da lavorare. Come scriverle, in tolleranze nella lavorazione CNC.
3 · Meno facce, meno bloccaggi
Una piastra con tutti i fori e le tasche sulla faccia superiore si lavora in un solo bloccaggio. La stessa piastra con due fori laterali ne richiede due o tre. Prima di chiudere il progetto, chiedetevi per ogni elemento se potrebbe stare sulla stessa faccia degli altri. Quando non è possibile, la lavorazione a 5 assi lavora cinque facce in un solo bloccaggio e, a partire da tre bloccaggi a 3 assi, di solito costa meno.
5 · Forature e filettature normalizzate
Un foro di 6 mm è una punta di stock; una di 6,3 mm è uno strumento speciale o un mandrinaggio. Usare diametri normalizzati (3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 mm), forature passanti quando possibile e cieche fino a 4 volte il diametro. Filettature da M3, con 3 diametri di lunghezza utile e un margine non filettato sul fondo, e indicate nel PDF: il modello 3D non riporta la metrica. Ogni tipo di foro diverso è uno strumento in più e un cambio in più.
6 · Il materiale: lavorabilità prima del prezzo del grezzo
Il grezzo è solitamente una piccola parte del prezzo; ciò che pesa è il tempo necessario per tagliarlo. Come riferimento relativo, con l'alluminio 6082 come base:
| Materiale | Tempo di taglio relativo | Quando sceglierlo |
|---|---|---|
| Alluminio 6082 / 6061 | 1 (riferimento) | Di default nei pezzi strutturali, carcasse e utensili |
| Ottone | ≈ 1 | Contatti, raccordi, pezzi decorativi |
| POM (Delrin) | ≈ 1 | Plastiche tecniche facili, guide e ingranaggi |
| Acciaio al carbonio | ≈ 2 a 3 | Alberi, utensili soggetti a usura, saldatura |
| Acciaio inossidabile 304 / 316 | ≈ 3 a 4 | Corrosione, alimentazione, esterno |
| PEEK | ≈ 2 | Temperatura e chimica, solo dove necessario |
| Titanio | ≈ 4 a 6 | Peso e biocompatibilità |
Se il prototipo può essere validato in alluminio, non fatelo in acciaio inossidabile. Le 21 schede, con lavorabilità e finiture compatibili, sono in materiali per la lavorazione CNC.
7 · La quantità che riparte lo fissa
Programmazione, preparazione e primo bloccaggio si pagano una sola volta. Tra una e cinque unità, il prezzo per pezzo scende in modo molto marcato; tra cinque e venti, continua a scendere ma meno. Quando richiedete il preventivo potete confrontare fino a tre quantità: guardate la curva prima di decidere quanti pezzi ordinare, e se avrete bisogno di ricambi tra qualche mese, di solito conviene produrli ora.
Ciò che non abbassa il prezzo (anche se sembra)
- Svuotare il pezzo per risparmiare materiale: ogni tasca è tempo di taglio; l'alluminio che rimane non viene addebitato, quello che viene rimosso, sì.
- Dividere un pezzo in due per semplificarlo: due pezzi sono due programmi, due bloccaggi e un montaggio.
- Richiedete una finitura «per renderla bella» in un pezzo interno: la sabbiatura o l'anodizzazione vengono fatturate a lotto e aggiungono giorni. Quando conviene l'una o l'altra, in finiture superficiali per la lavorazione CNC.
- Inviare un STL invece di uno STEP: il programmatore deve ricostruire la geometria, e questo richiede tempo.
Come ordinare per pagare l'importo giusto
- Caricate uno STEP per pezzo.
- Allegate un PDF solo con le filettature e le quote funzionali, con la rispettiva tolleranza.
- Spiegate in una riga a cosa serve il pezzo: l'ingegnere potrà proporvi un materiale o una finitura più economica che sia adeguata.
- Ordinate tre quantità.
L'offerta arriva in 24 h con la revisione della lavorabilità inclusa; se qualcosa del design rende il pezzo più costoso senza apportare funzionalità, ve lo diremo prima della produzione. Le regole di design per lavorazione della pagina del servizio illustrano ogni punto con un esempio.
Domande frequenti sul costo della lavorazione CNC
Cosa è quello che più incassa un pezzo lavorato?
I tempi macchina e il numero di bloccaggi. I raggi interni piccoli, le tasche profonde, le tolleranze strette su tutto il disegno e le facce lavorate da diverse direzioni sono ciò che aggiunge più tempo.
Quanto scende il prezzo per pezzo ordinando più unità?
In modo molto marcato tra una e cinque unità, poiché programmazione e preparazione si ripartiscono, e in modo più morbido a partire da lì. Quando si richiede il preventivo è possibile confrontare fino a tre quantità per visualizzare la curva.
È più economico lavorare l'alluminio o l'acciaio?
Alluminio. Viene tagliato diverse volte più velocemente dell'acciaio al carbonio e tre o quattro volte più velocemente dell'inossidabile. Se il prototipo può essere validato in alluminio, è l'opzione più economica.
C'è un ordine minimo per la lavorazione CNC?
Sì: l'ordine minimo è di 60 € e il costo minimo di produzione di un pezzo lavorato è di 46 €. Al di sotto di queste cifre nessuna ottimizzazione del design abbassa ulteriormente il prezzo.
