Jak obniżyć koszty obróbki CNC na etapie projektu? 5 praktycznych porad dla konstruktora

Często spotykam się z sytuacją, w której klient przesyła do nas zapytanie ofertowe, a po otrzymaniu wyceny jest zaskoczony kosztem. Kiedy zaglądam w rysunki techniczne, od razu widzę przyczynę. Bardzo często detal, który kosztuje 500 zł, mógłby kosztować 350 zł, gdyby wprowadzono w nim kilka drobnych zmian, nieistotnych dla funkcjonalności, ale kluczowych dla technologii.

Jako właściciel JTH w Orzeszu, na co dzień analizuję setki projektów. Wiem, że w ferworze projektowania łatwo zapomnieć o tym, jak maszyna fizycznie usuwa materiał. Dlatego przygotowałem dla Was 5 sprawdzonych porad z zakresu DfM (Design for Manufacturing). Zastosowanie ich pozwoli Wam realnie obniżyć koszty produkcji, nie tracąc na jakości.

1. Unikaj ostrych narożników wewnętrznych (Pamiętaj o promieniach!)

To najczęstszy błąd, jaki widzę w projektach trafiających do frezowania. Musimy pamiętać o fizyce: frez jest narzędziem obrotowym o przekroju koła. Nie da się wyciąć idealnie prostokątnej kieszeni wewnętrznej (kąt 90 stopni) standardowym narzędziem.

Jeśli zaprojektujesz ostry kąt wewnętrzny, technolog ma dwa wyjścia:

1. Użyć bardzo drogiej metody drążenia elektroerozyjnego (EDM).
2. Zmienić proces na dłutowanie (jeśli to możliwe).

Oba warianty drastycznie podnoszą koszt. Moja rada: Zawsze projektuj promienie w narożnikach wewnętrznych. Co więcej – staraj się, aby promień był nieco większy niż promień standardowego freza. Jeśli kieszeń ma głębokość 20 mm, nie projektuj promienia R2 (wymagałoby to freza fi 4mm, który przy tej długości może wpadać w wibracje). Daj R3 lub R5 – wtedy obróbka pójdzie znacznie szybciej i taniej.

Wskazówka: Jeśli potrzebujesz wsparcia w doborze promieni do głębokości kieszeni, skorzystaj z naszego doradztwa projektowego. Pomożemy zoptymalizować model przed produkcją.

2. Nie przesadzaj z tolerancjami (Pasowania kosztują)

Papier (i CAD) przyjmie wszystko. Wpisanie tolerancji +/- 0.01 mm na każdym wymiarze jest łatwe, ale w produkcji oznacza to konieczność częstszego pomiaru, wolniejszego skrawania i użycia precyzyjniejszych maszyn.

Zasada jest prosta: Im węższa tolerancja, tym wyższa cena.

Jeśli dany wymiar „wisi w powietrzu” i nie współpracuje z inną częścią, stosuj tolerancje ogólne (np. wg normy ISO 2768-m). Wymagaj mikronowej precyzji tylko tam, gdzie montujesz łożyska lub gdzie jest to niezbędne dla działania maszyny.

3. Ogranicz głębokość kieszeni i otworów

Im głębiej musimy sięgnąć narzędziem, tym musi być ono dłuższe. Długie i cienkie narzędzia są podatne na drgania i złamania. Aby uniknąć uszkodzenia detalu, operator musi drastycznie zmniejszyć parametry skrawania (posuw i obroty). To wydłuża czas pracy maszyny, a w CNC czas to pieniądz.

Złota zasada: Staraj się nie przekraczać stosunku głębokości do średnicy narzędzia wynoszącego 3:1 (dla frezowania). Przy stosunku powyżej 5:1 koszty rosną wykładniczo.

4. Projektuj pod standardowe narzędzia

Czy naprawdę potrzebujesz otworu o średnicy 7.35 mm? Jeśli nie jest to otwór pasowany pod konkretny kołek, a jedynie otwór przelotowy pod śrubę M6, zaprojektuj standardowe 6.6 mm lub 7.0 mm.

Używanie niestandardowych wymiarów zmusza nas do:

• Zamawiania narzędzi specjalnych (koszt + czas oczekiwania).
• Frezowania otworu interpolacją (wolniej niż wiercenie).

W JTH posiadamy szeroki asortyment standardowych narzędzi, co pozwala nam na szybkie realizowanie usług takich jak precyzyjne frezowanie CNC bez zbędnych przestojów. Trzymanie się standardów to najprostsza droga do tańszej części.

5. Zmniejsz liczbę zamocowań (Setupów)

Każde oderwanie detalu od stołu maszyny, jego obrócenie i ponowne bazowanie to czas operatora. To także ryzyko utraty dokładności.

Najtańsze są detale, które można wykonać „z jednego zamocowania”. Jeśli projektujesz skomplikowaną bryłę, która wymaga obróbki z 6 stron, zastanów się, czy nie da się jej podzielić na dwie prostsze części, które potem skręcisz lub zespawasz. Oczywiście, dysponujemy technologią, która pozwala na obróbkę wieloosiową, ale prostota zawsze wygrywa ekonomicznie.

Jeżeli Twój detal jest obrotowy, sprawdź nasze możliwości w zakresie toczenia CNC – tam często możemy wykonać bardzo złożone kształty w jednym cyklu.

Podsumowanie

Optymalizacja kosztów zaczyna się na monitorze projektanta, a nie na hali produkcyjnej w Orzeszu. Wprowadzenie tych kilku zmian w swoich nawykach projektowych może obniżyć koszt faktury za obróbkę nawet o 20-30%.

FAQ – Najczęściej zadawane pytania

Poniżej znajdziesz szybkie odpowiedzi na pytania dotyczące kosztów obróbki, przygotowane tak, abyś szybko znalazł konkretną wiedzę.