Sobald Sie nach einem CNC-bearbeiteten suchen Prototyp oder bereiten Sie Ihre vor Teilefertigung in hohen Stückzahlen, ein wichtiger Punkt, den Sie berücksichtigen müssen, sind die Herstellungskosten von CNC-Teilen. Es besteht kein Zweifel, dass das CNC-Design der entscheidende Faktor ist, der sich stark auf die endgültige Preisgestaltung auswirkt. Daher geben wir in diesem Artikel Designtipps, um Ihre endgültigen CNC-Bearbeitungskosten zu senken. Sie können Ihre optimierten CNC-Teile mit minimalen Kosten und abgeschlossenen Konstruktionsanforderungen erhalten. Wir untersuchen zunächst, welche Faktoren die Herstellkosten in der CNC-Bearbeitung beeinflussen. Dann werden wir umfassende umsetzbare Richtlinien anbieten, die nachweislich die Kosten für CNC-bearbeitete Endteile in unseren Realitätsprojekten eliminieren.
Elemente beeinflussen die Kosten
Die Kosten für CNC-bearbeitete Teile werden anhand der folgenden Faktoren gemessen:
Bearbeitungszeit: Es ist leicht zu verstehen, dass mehr Bearbeitungszeit mehr Arbeitskraft, Strom und mechanischen Verlustaufwand im Bearbeitungsprozess bedeutet. Die endgültige CNC ist also teurer. Die Bearbeitungszeit ist der Hauptfaktor, der die Kosten für CNC-Teile beeinflusst CNC-Bearbeitungsprozess.
Start-up Kosten: Dieser Artikel bezieht sich auf CAD-Datei Vorbereitungs- und Bearbeitungsprozessplan, der für die Kleinserienfertigung sehr wichtig ist.
Materialkosten: die Kosten von Rohstoffe und die Leichtigkeit der Materialbearbeitung wirken sich stark auf die Gesamtkosten in der CNC aus. Optimierung Ihres Designs und berücksichtigen Sie, dass ein gewisser Materialleichtigkeitsgrad der Bearbeitung die Endkosten erheblich senken wird.
Andere Herstellungskosten: Spezielle Anforderungen wie Toleranz, dünne Wände erfordern spezielle Werkzeuge, hohe Qualitätskontrolle und zusätzliche Verarbeitung. All diese Elemente wirken sich auf die Gesamtfertigungszeit aus und erhöhen schließlich die CNC-Teilekosten.
Effektive Methoden zur Optimierung des Designs und Minimierung der Kosten
Da uns klar ist, welche Faktoren die CNC-Hauptkosten beeinflussen, können wir effektive Wege finden, um unser Design zu optimieren und die Kosten zu minimieren.
Tipp 1 Fügen Sie einen Radius in den vertikalen Innenkanten hinzu
Wie wir wissen, CNC-Fräswerkzeuge haben eine zylindrische Form, daher erzeugen diese Werkzeuge Radien beim Kantenschneiden von Teilen. Wenn Sie kleinere Eckenradien benötigen, benötigen wir Schneidwerkzeuge mit kleinerem Durchmesser und kaufen Material in mehreren Durchgängen. Aufgrund des geringeren Materialabtrags bei kleinen Werkzeugen verlängert sich die Bearbeitungszeit gegenüber größeren Werkzeugen.
Designhinweis:
- Fügen Sie Radien von mindestens 1/3 der Kavitätstiefe hinzu, der größere Radius ist bevorzugter.
- Gleicher Radius für alle Innenkanten
- Kein Radius oder kleiner Radius als 0,5-1 mm für Hohlraumboden
- Der Eckenradius sollte etwas größer sein als der Werkzeugradius für die Hohlraumbearbeitung.
Tipp 2 Begrenzen Sie die Tiefe der Hohlräume
Die Bearbeitung tiefer Kavitäten wirkt sich dramatisch auf die Kosten der CNC-Teile aus, es ist zeitaufwändig, viel Material zu entfernen. Die meisten CNC-Werkzeuge haben eine begrenzte Schnittlänge, sie eignen sich am besten für Hohlräume mit einer Tiefe von bis zu 2-3 ihres Durchmessers. Für tiefere Kavitäten mit mehr als dem 4-fachen Werkzeugdurchmesser oder mehr sind spezielle Werkzeuge oder ein mehrachsiges CNC-System erforderlich, was die Endkosten erhöht. Darüber hinaus müssen wir beim Schneiden von Hohlräumen einen reibungslosen Eintritt mit ausreichend Platz für Werkzeuge garantieren, die in die erforderliche Schnitttiefe einfahren.
Designhinweis:
- Begrenzen Sie die Tiefe aller Hohlräume auf das 4-fache ihrer größten Längenabmessung.
Tipp 3 Erhöhen Sie die Dicke dünner Wände
Dicke Vollprofile sind stabiler im Gebrauch und weniger kostspielige Bearbeitung, wenn das Teilegewicht nicht der Hauptfaktor ist.
Bei der Bearbeitung dünner Wände benötigen wir mehrere Durchgänge mit geringer Schnitttiefe, um Verformungen oder Brüche zu vermeiden. Es ist eine Herausforderung, diese Merkmale zu bearbeiten, da sie anfällig für Vibrationen sind.
Designhinweis:
- Konstruieren Sie Wandstärken von Metallteilen, die dicker als 0,8 mm sind
- Halten Sie die Wandstärke von Kunststoffteilen über 1,5 mm
- Alle Merkmale der Bearbeitbarkeit sollten von Fall zu Fall berücksichtigt werden, unsere Mindestwandstärke beträgt 0,5 mm für Metall und 1,0 mm für Kunststoff.
Tipp 4 Begrenzen Sie die Länge der Threads
Begrenzen Sie normalerweise die maximale Gewindelänge auf das 3-fache des Lochdurchmessers. Längere Spezifizierungsfäden erfordern spezielle Werkzeuge, was die CNC-Teilekosten erhöht. Mit der Erfahrung unserer Ingenieure werden Gewinde, die länger als das 0,5-fache des Lochdurchmessers sind, niemals die Verbindungsfestigkeit erhöhen.
Designhinweis:
- Entwerfen Sie Gewinde mit einer maximalen Länge innerhalb des 3-fachen Lochdurchmessers.
- Bei Sacklöchern am Lochgrund eine gewindefreie Länge von mindestens 1/2 Lochdurchmesser hinzufügen.
Tipp 5 Designlöcher mit Standardgröße
Löcher können mit Standardbohrern schnell und genau bearbeitet werden. Für Löcher mit nicht standardmäßiger Größe muss ein Schaftfräser für den Bearbeitungsprozess verwendet werden. Normalerweise begrenzen wir alle Bohrtiefen auf das 4-fache des Durchmessers. Tiefere Löcher bis zum 10-fachen des Durchmessers können aufgrund des problematischen Bearbeitungsprozesses mit erhöhten Kosten hergestellt werden.
Designhinweis:
- Entwerfen Sie den Lochdurchmesser mit einem Schritt von 0,1 mm unter 10 mm, 0,5 mm über 10 mm.
- Verwenden Sie herkömmliche Bohrergrößen im Bruchteil-Zoll-Format, sobald Sie in Zoll konstruiert haben.
- Begrenzen Sie die Länge der Löcher auf das 4-fache des Durchmessers.
Tipp 6 Geben Sie nur die erforderlichen Toleranzen an
Enge Toleranzen erhöhen die CNC-Kosten durch Verbesserung der Bearbeitungszeit und manuelle Inspektion. Toleranzen sollten also sparsam und bei Bedarf definiert werden. Normalerweise wird im Bearbeitungsprozess für die meisten die Standardtoleranz verwendet Anforderung an unkritische Merkmale. Enge Toleranzen sind bei internen Merkmalen schwer zu erreichen. Bei sich überschneidenden Löchern und Hohlräumen entstehen aufgrund von Materialverformungen kleine Defekte. Wir benötigen eine manuelle Inspektion und Entrümpelung, um diese Defekte zu beseitigen.
Designhinweis:
- Geben Sie nur eine engere Toleranz an, wenn dies erforderlich ist.
- Definieren Sie einen einzelnen Bezug als Bemaßungstoleranzreferenz.
- Verwenden Sie geometrische Abmessungen und Toleranzen für Ihre technische Zeichnung.
Tipp 7 Minimale Maschinensetup-Anzahl
Wir empfehlen Teile mit möglichst wenigen Maschinenaufspannungen als nur eine Aufspannung zu konstruieren. Das Drehen erhöht die Herstellungskosten durch manuellen Betrieb. Darüber hinaus werden komplizierte Geometrien benötigt benutzerdefinierte Halterung. Besonders komplizierte Geometrien erfordern ein mehrachsiges CNC-System. All diese Artikel werden den CNC-Teilepreis endgültig erhöhen.
Designhinweis:
- Entwerfen Sie Teile mit nur einer Bearbeitungseinstellung.
- Entwerfen Sie separate mehrere Teile und bauen Sie sie später zusammen.
Tipp 8 Vermeiden Sie kleine Features mit hohem Seitenverhältnis
Kleine Merkmale mit einem hohen Verhältnis von Breite zu Höhe sind leicht zu vibrieren und schwierig genau zu bearbeiten. Sie müssen mit Wänden verbunden oder mit Stützrippen verstärkt werden, um ihre Steifigkeit zu verbessern.
Designhinweis:
- Konstruktionsmerkmale mit einem Verhältnis von Breite zu Höhe von weniger als 4
- Steifigkeit durch Aussteifung oder Wandanschluss verbessern.
Tipp 9 Entfernen Sie alle Texte und Schriftzüge
Das Hinzufügen von Text auf der Oberfläche von CNC-Teilen erfordert zeitaufwändige Bearbeitungsschritte, wie wir empfehlen Oberflächenveredelung wie Siebdruck oder Malerei als kostengünstige Methode.
Designhinweis:
- Entfernen Sie alle Texte oder Beschriftungen auf CNC-Teilen
- Bei Bedarf ist eine Gravur einer Prägung vorzuziehen
- Eine serifenlose Schriftart mit mindestens 20 Punkten wird bevorzugt
Tipp 10 Bearbeitbarkeit des Materials
Bearbeitbarkeit bedeutet, dass das Material leicht geschnitten werden kann. Höhere Bearbeitbarkeit bezieht sich auf Material, das schneller bearbeitet werden kann und die Kosten senkt. Metallphysikalische Eigenschaften entscheiden jeweils Materialbearbeitbarkeit, weichere Metalllegierungen sind einfacher zu bearbeiten. Die Bearbeitbarkeit von Kunststoffen hängt von ihrer Steifheit und ihren thermischen Eigenschaften ab, sie neigen dazu, im CNC-Bearbeitungsprozess zu schmelzen und sich zu verziehen.
Designhinweis:
- Wählen Sie Materialien mit besserer Bearbeitbarkeit, insbesondere bei Großaufträgen.
Tipp 11 Schüttgutkosten
Die Kosten für Schüttgut sind ein weiterer Faktor, der den Preis von CNC-Teilen stark beeinflusst. Metalle mit besserer Bearbeitbarkeit haben höhere Kosten, die für die Massenproduktion geeignet sind. Kunststoffe sind teuer und schwer zu bearbeiten, wir verwenden sie nur bei Bedarf.
Designhinweis
Wählen Sie Material mit niedrigen Massenkosten für Bestellungen mit geringem Volumen.
Tipp 12 Mehrere Oberflächenveredelungen
Oberflächenveredelungen verbessert das Aussehen und die Widerstandsfähigkeit von CNC-Teilen, mehrere Oberflächenveredelungen erhöhen den Preis um zusätzliche Schritte.
Designhinweis:
- Wählen Sie die bearbeitete Oberflächengüte.
- Anfrage mehrerer Oberflächenausführungen nur erforderlich.
Tipp 13 Blankgröße
Die Rohlingsgröße muss ca. 3 mm größer sein als die endgültigen Teile. Wir müssen etwas Material von allen Kanten entfernen, um eine gute Genauigkeit zu gewährleisten. Dies wirkt sich bei Bestellungen mit hohem Volumen erheblich auf die Materialkosten aus.
Designhinweis:
- Gestalten Sie Teile mit Abmessungen, die 3 mm kleiner sind als die Standard-Rohlingsgröße.
- Verwenden Sie gängige Blanko-Größentabellen oder Lieferantenkataloge als Referenz
Tipp 14 Skaleneffekte (Extra-Tipp)
Die Menge wirkt sich aufgrund der hohen Anlaufkosten stark auf den Stückpreis der CNC aus. Es stellt einen hohen Prozentsatz der Kosten dar, wenn die Menge gering ist, aber bei großen Mengen fast eliminiert.
Designhinweis:
- Bestellen Sie große Mengen oder geben Sie Nachbestellungen auf, um Skaleneffekte zu nutzen
Fazit
Um die Kosten für CNC-Teile zu minimieren, müssen Sie die folgenden Punkte berücksichtigen, bevor Sie eine Bestellung für ein Angebot aufgeben:
- Verwenden Design für Bearbeitbarkeitsrichtlinien um Ihr Teiledesign zu optimieren.
- Vereinfachen Sie Ihre Funktion ohne volle Funktionswirkung.
- Ändern Sie das Design, um mehrere Maschineneinstellungen zu vermeiden.
- Weniger teures oder gut bearbeitbares Material für Designanforderungen.
- Teilen Sie das Design in einfachere Maschinenteile und montieren Sie es später.