6 bewezen strategieën om CNC-prototypingkosten te verlagen

Gepost op 10 juni 2019 | Door Tony, Projectmanager bij WayKen

CNC-prototypingkosten zijn niet goedkoop, ondertussen alle vooruitgang in moderne technologie, en dat is begrijpelijk. Immers, het vereist hooggekwalificeerde specialisten, professionele apparatuur en soms het gebruik van dure legeringen. Prototypingproductie in de ontwerpfase zal je een lange weg helpen de totale kosten van het totale project van CNC-prototyping te verlagen.

Waaruit CNC-prototypingkosten bestaan

Om te begrijpen hoe de kosten van prototypebewerking te verlagen, laten we eerst de lijst met hoofdlasten bekijken.

1. Bulk metaal. Het basisprincipe in custom CNC-bewerking is dat je allereerst een groot klomp metaal nodig hebt om van te snijden. In prototyping en lage-volume industrieën zijn die pompen of blanks, zoals ze doorgaans genoemd worden, eigenlijk veel groter dan de totale massa van het eindonderdeel (tot 5 keer in sommige gevallen). Daarom is het kiezen van de juiste legering belangrijk, want je betaalt eigenlijk voor 3-4 keer de massa van je onderdeel.
2. Opsteltijd. Zodra de technische tekening bij de CNC-dienst aankomt, zal onvermijdelijk een voorbereidingsfase zijn waarin de bewerkingsapparatuur wordt voorbereid, NC-programma's worden geschreven, tooling wordt geproduceerd of gemonteerd. Deze tijd is...
3. Bewerkingstijd. Zodra de voorbereidingen klaar zijn, vindt bewerking plaats. De hoofparameter tijdens CNC rapid prototyping is de totale benodigde tijd voor het proces. Dit omvat de tijd voor de daadwerkelijke snijactie, gereedschapswisseling, laden en lossen van het onderdeel en de tijd die nodig is voor de CNC-machineonderdelen om tussen werktuigen te reizen indien nodig. Deze uitgave is verreweg de grootste in de lijst en het is absoluut noodzakelijk om de bewerkingstijd te verlagen.
4. Extra tijd. Elk productieproces heeft onvermijdelijke administratieve pauzes door documentatie, verzending, etc. Die hangen puur af van de rapid prototype onderdelenfabrikant, dus je moet zorgvuldig kiezen en vragen hoeveel tijd het hen kost om het contract te maken of de CNC custom gemachinde onderdelen naar je locatie te sturen.

Dus, na analyse van alle kosten die de eindprijs van CNC rapid prototyping beïnvloeden, kunnen we tot de conclusie komen en een lijst met tips maken die je helpen de CNC-prototypingkosten van je project te verlagen.

Tips om de kosten van het prototype te verlagen

Kies het metaal correct

Veel beginners denken niet echt na over het materiaal. Ze zetten ofwel standaard constructiestaal in of gaan voor iets 'cools' zoals titaan of roestvrij staal om roest te voorkomen. Beide keuzes kunnen fout of goed zijn. Wat je moet begrijpen is dat de prijs van de legering niet de beslissende factor is. Bijvoorbeeld, als je een groot volume te bewerken hebt, is het beter om aluminium te kiezen, omdat je het veel sneller verwerkt en de besparing op bewerkingstijd de extra bewerkingskosten dekkt.

Een ander punt is wanneer je een speciale eigenschap van het materiaal nodig hebt, bijvoorbeeld om hoge temperaturen te weerstaan, maar je overschrijdt de mark en kiest een materiaal dat een graad hoger is dan nodig. Bijvoorbeeld, je hebt 800 graden Celsius nodig en je kiest voor 950 graden, een materiaal dat veel moeilijker te verwerken is en veel duurder, maar die extra 150 graden zijn niet nodig.

Basiselementen toevoegen

Opsteltijd verminderen is mogelijk door speciale oppervlakken aan het onderdeel toe te voegen, die consistent gebruikt kunnen worden om het prototype-blank op de werktuigmachine te fixeren. Bijvoorbeeld, als je een as-type onderdeel maakt, kun je twee kegelgaten op de vlakken toevoegen zodat het mogelijk is om het onderdeel in de draaibankcentra te spannen. Of als het onderdeel doos-type is om te frezen, voeg een vlak met twee gaten loodrecht erop toe.

Vermijd complexe oppervlakken

Complexe oppervlakken met hoge oppervlakteafwerkingsgladheid in CNC-onderdelen zijn niet welkom als je optie is voor snelle prototyping. De reden is dat complexe oppervlakken meestal afgewerkt worden door een kleine eindfrezen met een bolvormige punt. Het heeft een extreem kleine stapover (rond 0,1-0,05 mm) en moet het hele oppervlak van één kant afwerken (als het beide kanten doet, zijn er kleine ribben). Als het oppervlak van een complex oppervlak groot is, heb je uren nodig om af te werken.

Vermijd dunne wanden en diepe gaten

CNC-prototyping omvat veel kracht en wrijving. Snijkrachten moeten groot zijn om een stuk staal of een andere legering af te hakken. Deze kracht gaat niet alleen naar de snede. Als het gereedschap stof is of de snijparameters te groot, kan het onderdeel zelf een beetje buigen. Dit kan genegeerd worden als er veel metaal in het onderdeel zit en de rigiditeit hoog is, maar hoe dunner en langer het onderdeel is, hoe meer je de vervorming door snijkrachten zult merken. Het kan enigszins tegengaan door de snijparameters te verlagen, maar dat leidt tot een toename van de bewerkingstijd. Dus prototype gemachinde onderdelen moeten dunne wanden hebben.

Bestel een kleine batch in plaats van één onderdeel

Als er een kleine kans is dat je meer dan één prototype voor testen nodig hebt, moet je direct een kleine batch bestellen in plaats van later, want het zal veel goedkoper zijn. De machinewerkplaats hoeft zijn werktuigen maar één keer in te stellen in plaats van twee keer.

Stel de precisie correct in

Veel ontwerpers denken dat hoe preciezer een onderdeel, hoe beter, hoe hoger de oppervlakteafwerkingen, hoe beter het eruitziet (glanzende gepolijste onderdelen zien er cool uit, ja?) maar hoge toleranties en extreme oppervlakteafwerkingen betekenen dat de prototypefabrikant slijpmachines moet gebruiken om dergelijke afmetingen en oppervlakteafwerkingen te bereiken. En om onderdelen te slijpen, moeten ze een minimum hardheid hebben. En dat vereist warmtebehandeling. Warmtebehandeling duurt minstens een dag, want je moet het onderdeel opwarmen, laten liggen en dan afkoelen. Dus het is beter dat de meerderheid van de oppervlakken IT9 of lager is met een oppervlakteafwerking van Ra 3,2 of slechter en alleen de belangrijkste oppervlakken met hogere toleranties.