Tipps zur CNC-Bearbeitung
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Martin.Mu

Experte für Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing

Spezialisiert auf CNC-Bearbeitung, 3D-Druck, Urethanguss, Rapid Tooling, Spritzguss, Metallguss, Blech und Extrusion.

Tipps zur CNC-Bearbeitung, damit es erschwinglich bleibt

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Entscheiden Sie, ob Sie die Herstellung von Prototypen in kleinen Stückzahlen planen oder für die Fertigung in großem Maßstab bereit sind CNC-BearbeitungSie möchten die Kosten senken, um den Gewinn zu steigern. AN-Prototype ist ein auf CNC-Bearbeitung spezialisiertes Unternehmen und pflegt eine enge Zusammenarbeit mit den 500 größten Unternehmen der Welt. In mehr als zehn Jahren Erfahrung in der CNC-Bearbeitung haben wir einige Tipps zur Einsparung von CNC-Bearbeitungskosten zusammengefasst, mit dem Ziel, unseren Kunden eine kostengünstige Lösung zu bieten.

Bearbeitungszeit: Je komplexer das Teil, desto länger dauert die Bearbeitung und desto höher ist der Preis. Die CNC-Bearbeitungszeit ist ein wichtiger Faktor bei der Berechnung der Herstellungskosten eines Teils.

Einrichtungskosten: Diese Kosten umfassen in der Regel die Kosten für die Vorbereitung des Teils für die Fertigung, wie z. B. die Erstellung eines Arbeitsplans, die CNC-Programmierung, die Wiederinbetriebnahme der Maschine usw. Bei der Herstellung von Teilen in kleinen Chargen spielen diese Kosten eine große Rolle, und zwar die Hauptkosten Die Lösung zur Kostensenkung besteht darin, die Anzahl der Teile zu erhöhen, um die „einmaligen“ Einrichtungskosten vor der Fertigung auszugleichen.

Rohstoffe: Die Schwierigkeit der CNC-Bearbeitung des Materials sowie die Kosten der Rohmaterialien selbst haben großen Einfluss auf die Herstellungskosten des Teils selbst.
Nachdem wir nun die Hauptfaktoren kennen, die sich auf die CNC-Bearbeitungskosten auswirken, sprechen wir ausführlich darüber, wie wir die Kosten senken können!

10 Tipps zur Reduzierung der Kosten für CNC-bearbeitete Teile

Wählen Sie das passende CNC-Bearbeitungszentrum aus

Der Typ der verwendeten CNC-Maschine spielt eine wichtige Rolle bei den Kosten des Bearbeitungsprozesses. Teile, die auf einer 3-Achsen-CNC-Fräse oder Drehmaschine bearbeitet werden, sind wirtschaftlicher als Teile, die auf einer 4- oder 5-Achsen-CNC-Fräse bearbeitet werden. Typischerweise kostet ein 3-Achsen-CNC-bearbeitetes Teil ein Drittel der Kosten einer 4- oder 5-Achsen-Maschine.

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Die von Ihnen verwendeten Materialien können einen großen Einfluss auf die Kosten von CNC-bearbeiteten Teilen haben. Sie müssen Materialien auswählen, die sowohl erschwinglich sind als auch Ihren Produktleistungsanforderungen entsprechen. Wenn Sie beispielsweise ein Lineal herstellen möchten, müssen Sie sich nicht für eine Titanlegierung entscheiden, die zu teuer ist. Darüber hinaus ist die Bearbeitungszeit umso länger und die entsprechenden Kosten umso höher, je schwieriger die CNC-Bearbeitung von Materialien ist. Unterschiedliche Materialien sind unterschiedlich bearbeitbar. Weichere Materialien lassen sich leichter schneiden, was die Bearbeitungszeit und damit die Kosten reduziert. AN-Prototype ist beispielsweise ein Unternehmen, das sehr gut in der Herstellung von CNC-Aluminiumteilen ist. Aluminium ist ein sehr beliebtes Material und eloxierte Aluminiumteile können sowohl Ihre Anforderungen an Funktionalität als auch an das Aussehen erfüllen.

CNC-Bearbeitungsteile
CNC-Drehbearbeitungsteile

CNC-Bearbeitung von Metall im Vergleich

Name und Vorname

Beschreibung

Herstellungsprozess

PREISLISTE

Aluminium

Gute Bearbeitbarkeit + Hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht

Blechbearbeitung CNC-Bearbeitung 3D-Druck

Edelstahl

Gute Bearbeitbarkeit + Hohe Zugfestigkeit + Korrosionsbeständig

CNC-Bearbeitung 3D-Druck

✮✮✮✮

Stahl

Gute Bearbeitbarkeit + Hohe Zugfestigkeit + Gute Duktilität und Schweißbarkeit

CNC-Bearbeitung 3D-Druck

✮✮✮

Messing

Gute Bearbeitbarkeit + hervorragende elektrische Leitfähigkeit + geringe Reibung + golden

Aussehen

Blechbearbeitung CNC-Bearbeitung

✮✮

Kupfer

gute Bearbeitbarkeit + ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit + geringe Reibung + golden

Aussehen

Blechbearbeitung CNC-Bearbeitung

✮✮

Titan

Hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht + Korrosionsbeständig

CNC-Bearbeitung 3D-Druck

✮✮✮✮✮

CNC-Bearbeitung von Kunststoffen im Vergleich

Name und Vorname

Beschreibung

Herstellungsprozess

PREISLISTE

POM

Hohe Steifigkeit, gute Feuchtigkeitsbeständigkeit, hohe Verschleißfestigkeit und geringe Reibung, leicht zu bearbeiten

Spritzguss

CNC-VERARBEITUNG

✮✮

ABS

Gängiger Thermoplast, abriebfest, hohe Stabilität, leicht zu bearbeiten

Spritzguss

CNC-VERARBEITUNG

✮✮

Nylon

Hohe Chemikalien- und Hitzebeständigkeit, hohe Abrieb- und Verschleißfestigkeit

Spritzguss

CNC-VERARBEITUNG

3D Printing

✮✮

PEEK

Ausgezeichneter Thermoplast, sehr hohe Festigkeit, thermische und chemische Beständigkeit

Spritzguss-CNC-Bearbeitung

✮✮✮

PTFE

Chemische und thermische Beständigkeit, geringe Reibung

CNC-VERARBEITUNG

✮✮

PVC

Hohe Chemikalien- und Witterungsbeständigkeit, Abriebfestigkeit und gute Zähigkeit.

CNC-VERARBEITUNG

✮✮

PMMA

Transparenter Hartkunststoff, der häufig als Glasersatz verwendet wird

Spritzguss-CNC-Bearbeitung

PEI

Hohe Festigkeit, hohe Steifigkeit, chemische Beständigkeit und hervorragende thermische Eigenschaften

Spritzguss-CNC-Bearbeitung

✮✮

Bestellen Sie in großen Mengen

Wenn die Konstruktionszeichnungen in keiner Weise geändert werden und nur das Fertigungsvolumen erhöht wird, werden die Kosten des CNC-Bearbeitungsprozesses erheblich reduziert. Gehen Sie davon aus, dass 1 Teil zu einem Preis von 10 $ hergestellt werden muss. Wenn das Fertigungsvolumen 10 Teile beträgt, sinken die Kosten pro Teil auf etwa 3.10 $. Ebenso werden die Stückkosten von 100 Teilen auf weniger als 2.20 US-Dollar sinken. Alles in allem können durch die Erhöhung einer Bestellung von einer Einheit auf 100 Einheiten die Teilekosten pro Einheit um mehr als 60 % gesenkt werden.

Mikro-CNC-Bearbeitungsteile

Geeignete Oberflächenrauheit

Die Rauheit der Teileoberfläche bezieht sich auf die Unebenheiten der CNC-bearbeiteten Oberfläche mit kleinen Abständen und winzigen Spitzen und Tälern. Der Abstand zwischen den beiden Wellenbergen bzw. den beiden Wellentälern ist sehr gering, was zum mikrogeometrischen Formfehler gehört. Je kleiner die Oberflächenrauheit, desto glatter ist die Oberfläche. Die Oberflächenrauheit hängt eng mit den Anpassungseigenschaften, der Verschleißfestigkeit, der Ermüdungsfestigkeit, der Kontaktsteifigkeit, der Vibration und dem Geräusch mechanischer Teile zusammen und hat einen wichtigen Einfluss auf die Lebensdauer und Zuverlässigkeit mechanischer Produkte. Je höher die Oberflächengüte des Produkts, desto mehr Bearbeitungsschritte sind erforderlich und desto länger ist die Bearbeitungszeit, was zu höheren Kosten führt. Ab einem Rauheitswert von 1.6μm sind die Bearbeitungsspuren mit bloßem Auge nicht mehr erkennbar. 1.6 μm können bereits die Anforderungen der meisten Teile erfüllen. Wenn es höher ist, wird zum Schleifen eine Schleifmaschine verwendet, was die Kosten für die Herstellung der Teile erheblich erhöht. Wenn für das Produkt keine hohe Oberflächengüte erforderlich ist, sollte eine Konstruktion mit einem zu niedrigen Ra-Wert vermieden werden.

Polierteile

Vermeiden Sie mehrere Finishes

Oberflächenbehandlungsprozesse wie Sprühlackierung, Oxidation, Galvanisierung, Sandstrahlen, Drahtziehen, Wärmebehandlung und andere Oberflächenbehandlungsprozesse haben sicherlich die folgenden Funktionen: Prototypen reich an Farben zu machen, die Härte von Prototypen zu erhöhen und die Korrosionsbeständigkeit von Prototypen zu verbessern. Allerdings ist auch die Oberflächenbehandlung von Prototypen mit Kosten verbunden, daher sollte die Oberflächenbehandlung entsprechend den Anforderungen der Teile erfolgen. Für einige Teile im Innenbereich ist eine Oberflächenbehandlung im Allgemeinen nicht erforderlich.

3-Achsen-CNC-Bearbeitungsteile

Geben Sie Toleranzen nur bei Bedarf an

Nicht jedes Detail eines Prototypteils erfordert enge Toleranzen, und unnötige Toleranzen können die Gesamtkosten des Teils erhöhen. Normalerweise sind enge Toleranzen nur dann erforderlich, wenn Teile eines Teils mit anderen Teilen verbunden sind oder andere kritische Funktionen haben. Weniger wichtige Teile können mit bearbeitet werden ISO2768F (Metall) bzw ISO2768M (Kunststoff-)Internationale Standards, die die CNC-Bearbeitungskosten deutlich senken können.

Vermeiden Sie zu dünne Wände

Einerseits ist es schwierig, die Toleranz zu kontrollieren, wenn die Wand des Teils zu dünn ist. Andererseits lässt sich die dünne Wand leicht verformen, was eine Reihe von Nachteilen mit sich bringt: Ausschussteile, Material- und Bearbeitungszeitverschwendung, erhöhte Kosten usw. Andere Fertigungsmethoden, wie etwa die Blechfertigung, können teurer sein -effektiv für den Bau von Wänden, die dünner als dieses Minimum sind.

Fügen Sie Innenradien statt scharfer Ecken hinzu

Ein häufiger Designfehler besteht darin, scharfe Ecken an den Innenkanten der von uns entworfenen 3D-Modelle zu belassen. Denn alle derzeit auf dem Markt erhältlichen zylindrischen CNC-Bearbeitungsfräser lassen sich nur sehr schwer mit scharfen Innenecken bearbeiten. Dies führt dazu, dass das Fräswerkzeug mehrmals mit geringerer Geschwindigkeit um die Ecke fahren muss, was wiederum die Arbeitszeit der Werkzeugmaschine erhöht und letztendlich die Kosten erhöht. Manchmal ist es sogar notwendig, eine Funkenmaschine einzusetzen, um die Mängel der CNC-Bearbeitung auszugleichen, was zweifellos die Kosten erheblich erhöht.

Diese Kosten können mit ein paar einfachen Tipps reduziert werden:

Stellen Sie sicher, dass der Kehlradius 1/3 der Tiefe der Innentaschen beträgt (je größer der Radius, desto besser).

Ideal ist es, wenn der Inneneckenradius etwas größer ist als der CNC-Fräsradius. Eine solche Konstruktion reduziert die Belastung und ermöglicht ein schnelleres Fräsen, was zu kürzeren Bearbeitungszeiten und niedrigeren Herstellungskosten führt.

Wenn die Tiefe unseres Innenbeutels beispielsweise 12 mm beträgt, möchten wir den Radius der Ecken auf mindestens 5 mm einstellen. Durch die Auswahl dieser Größen können wir Fräsen mit 8 mm Durchmesser (Radius 4 mm) und schnelleres Fräsen durchführen.

Minimieren Sie interne Hohlräume

Die Konstruktion von Teilen mit tiefen inneren Hohlräumen (oft als tiefe Hohlräume bezeichnet) wirkt sich auf die Kosten hinsichtlich Bearbeitungszeit und Materialmenge aus. Das Erstellen tiefer Hohlräume erfordert nicht nur stundenlange Bearbeitung, um genügend Material für die Bildung des Hohlraums zu entfernen, sondern es ist auch schwierig, Späne zu entfernen. Auch die langen, dünnen Schneidwerkzeuge, die zum Erstellen dieser Hohlräume benötigt werden, können leicht brechen. Die beste Vorgehensweise besteht darin, die maximale Teilelänge auf das Vierfache der Teiletiefe zu beschränken.

Begrenzen Sie die Gewindetiefe

Begrenzen Sie die Gewindelänge. Die Kosten für die CNC-Bearbeitung von Edelstahl- und Aluminiumteilen werden auch stark von der Gewindelänge beeinflusst. Darüber hinaus erhöhen tiefe Gewinde in bearbeiteten Teilen nicht nur den Preis des Teils, sondern beeinträchtigen auch dessen Qualität.

CNC-Gewindeschneiden

Gehen Sie davon aus, dass das Verhältnis von Gewindelänge zu Lochdurchmesser größer als 1.5 ist. Dies führt zu einer schwachen Verbindung zwischen dem Loch und dem Gewinde, und das Gewinde wird bald versagen und unzuverlässig werden. Um den Preis von CNC-Maschinenteilen in der Fertigung zu senken, müssen Gewinde entsprechender Länge entworfen werden. Stellen Sie beim Entwerfen Ihres Teils sicher, dass die Gewindegröße das Dreifache des Lochdurchmessers beträgt. Die Auswahl genauer Gewindelängen und die Begrenzung der Gewindelängen können den Preis Ihres CNC-Bearbeitungsprozesses und -Projekts senken.

Zusammenfassung

In Europa liegen die durchschnittlichen Kosten für die CNC-Bearbeitung bei 35 bis 120 US-Dollar pro Stunde. Allerdings betragen die Kosten für die 3-Achsen-CNC-Bearbeitung bis zur 5-Achsen-CNC-Bearbeitung in China 10–30 US-Dollar pro Stunde. Die Auslagerung Ihres Projekts an einen chinesischen CNC-Bearbeitungsdienstleister ist eine hervorragende Möglichkeit, Ihre Kosten zu minimieren. Der Schlüssel zum Problem liegt darin, wie Sie ein geeignetes CNC-Bearbeitungsunternehmen auswählen.

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AN-Prototype verfügt über mehr als zehn Jahre Erfahrung in der CNC-Schnellbearbeitung. Seine kostengünstigen CNC-Bearbeitungslösungen haben das Vertrauen der Kunden gewonnen und Google\Thor Las\ABB\ SONY und andere Unternehmen pflegen eine langfristige und stabile Zusammenarbeit. Nach Erhalt Ihrer Zeichnungen wird AN-Prototype Ingenieure zusammenrufen, um Ihre Anforderungen zu besprechen, die für Sie am besten geeigneten Materialien, Verarbeitungsmethoden und Oberflächenbehandlungen auszuwählen, den besten Plan zu erstellen und dann nach Einholung Ihrer Genehmigung mit der Verarbeitung fortzufahren.

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