مقدمه
در ماشینکاری کنترل عددی کامپیوتری (CNC)، چه بخواهید یک نمونه اولیه ایجاد کنید یا به تولید در حجم بالا بروید، اولویت اصلی اغلب کاهش هزینه‌های ساخت است. خوشبختانه، تصمیمات طراحی می تواند به پایین نگه داشتن قیمت کمک کند. با پیروی ساده از طراحی برای قوانین ماشینکاری، می توانید قطعات مقرون به صرفه ای را بسازید که همچنان با الزامات عملکرد طراحی مطابقت دارند.
در قسمت اول نکات کاهش هزینه، برخی از قوانین طراحی را که بررسی کرده‌ایم. با هدف ادامه کاهش هزینه، 7 راهکار دیگر را در این مقاله مورد بررسی قرار می دهیم و همچنین در آخر یک سری از سوالات در هنگام طراحی را بیان می کنیم.
1. از ویژگی های کوچک با نسبت تصویر بالا اجتناب کنید
اضافه کردن پشتیبانی مهاربندی به ویژگی‌های کوچک با نسبت تصویر بیشتر از چهار برابر را در نظر بگیرید
ویژگی‌های کوچک با نسبت ابعاد عرض به ارتفاع بالا مستعد لرزش هستند و بنابراین ماشینکاری دقیق دشوار است.
برای به حداقل رساندن هزینه:
· طراحی ویژگی ها با نسبت ابعاد عرض به ارتفاع کمتر از چهاربرابر.
· پشتیبانی مهاربندی را در اطراف ویژگی های کوچک اضافه کنید یا آنها را به دیوار وصل کنید تا سختی آنها را بهبود بخشد.
2. تمام متن و حروف ها را حذف کنید
افزودن متن روی سطح قطعات CNC هزینه را بالا می برد
افزودن متن بر روی سطح یک قطعه ماشینکاری CNC می تواند هزینه را به میزان قابل توجهی افزایش دهد زیرا به مراحل ماشینکاری اضافی نیاز دارد که زمان بیشتری را می طلبد. روش‌های تکمیل سطح، مانند silk screening یا رنگ‌آمیزی، روشی مقرون‌به‌صرفه برای افزودن متن روی سطح قطعه‌ای است که با ماشینکاری CNC انجام می‌شود.
برای به حداقل رساندن هزینه:
· تمام متن و حروف ها را از قطعات ماشینکاری CNC خود حذف کنید.
· اگر متن لازم است، حکاکی را به جای حروف برجسته انتخاب کنید.
· از حداقل اندازه قلم 20 استفاده کنید (مانند Arial یا Verdana).
3. ماشینکاری مواد را در نظر بگیرید
ماشینکاری به سهولت برش یک ماده اولیه اشاره دارد. هر چه ماشینکاری بالاتر باشد، می‌توان یک ماده را سریع‌تر ماشینکاری CNC کرد و در نتیجه هزینه را کاهش داد. ماشینکاری به خواص فیزیکی هر ماده بستگی دارد. به طور معمول، هر چه آلیاژ فلزی نرم تر و انعطاف پذیرتر باشد، ماشین کاری آن آسان تر است.
برنج C360 آلیاژی با بالاترین قابلیت ماشینکاری است که امکان ماشینکاری با سرعت بالا را فراهم می کند. آلیاژهای آلومینیوم (به عنوان مثال 6061 و 7075) نیز می توانند به راحتی ماشین کاری شوند، اگرچه به سرعت کمی کمتر نیاز دارند.
فولاد ضد زنگ 10 برابر کمتر از آلومینیوم قابلیت ماشین کاری دارد و حداقل دو برابر زمان بیشتری برای ماشین کاری نیاز دارد. گریدهای مختلف فولاد قابلیت ماشینکاری متفاوتی دارند. به عنوان مثال، فولاد ضد زنگ 304 دارای شاخص ماشینکاری 45 درصد است، در حالی که فولاد ضد زنگ 303 (آلیاژی با ترکیب شیمیایی بسیار مشابه) دارای شاخص 78 درصد است که ماشینکاری را آسان‌تر می‌کند.
ماشینکاری پلاستیک‌ها عمدتاً به خواص حرارتی و سختی آنها بستگی دارد زیرا در حین ماشینکاری مستعد ذوب شدن و خم شدن هستند.
POM (درلین) ساده‌ترین پلاستیک برای ماشینکاری است، در حالی که ABS در رتبه دوم قرار دارد. PEEK و نایلون 6 پلاستیک های مهندسی رایجی هستند که ماشین کاری آنها دشوارتر است.
برای به حداقل رساندن هزینه:
· اگر گزینه هایی دارید، مواد را با قابلیت ماشینکاری بهتر انتخاب کنید، به خصوص برای سفارشات بزرگتر.
4. قیمت مواد فله را در نظر بگیرید
قیمت مواد فله عامل دیگری است که می تواند تا حد زیادی بر قیمت قطعات ماشینکاری CNC تأثیر بگذارد.
برای به حداقل رساندن هزینه:
· موادی را با قیمت عمده پایین انتخاب کنید، مخصوصاً برای سفارشات کم حجم.
5. از پرداخت های متعدد سطحی خودداری کنید
پرداخت‌های سطحی ظاهر قطعات ماشینکاری CNC و مقاومت آنها در محیط‌های سخت را بهبود می‌بخشند، اما هزینه را نیز بالا می‌برند. درخواست تکمیل سطوح مختلف در همان قسمت باعث افزایش هزینه بیشتر می شود زیرا به مراحل اضافی نیاز دارد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد انواع پرداخت های سطحی به مقاله ما مراجعه کنید.
برای به حداقل رساندن هزینه:
· سطح "به عنوان ماشینکاری شده" را انتخاب کنید.
· فقط در صورت لزوم چندین سطح را درخواست کنید.
6. برای اندازه خالی حساب کنید
اندازه قسمت خالی باید تقریباً 3 میلی متر (0.125 اینچ) بزرگتر از قطعه باشد
اندازه بلوک خام ( یعنی مواد اولیه) ممکن است بر هزینه کلی تأثیر بگذارد. به عنوان یک قانون کلی، قطعه اولیه باید حداقل 3 میلی متر بزرگتر از قطعه نهایی باشد. برای اطمینان از دقت، مقداری از مواد باید از تمام لبه های قطعه جدا شود.
به عنوان نمونه ای از تاثیر اندازه خالی بر قیمت گذاری در CNC، طراحی بخشی را در نظر بگیرید که دارای پاکت 30×30×30 میلی متر باشد. این ابعاد نیاز به یک لایه اضافی بزرگتر برای استفاده دارد که در این مورد معمولاً از ورقی با ضخامت 35 میلی متر بریده می شود. با این حال، اگر قطعه یک بلوک 27×27×27 میلی‌متر بود، می‌توان از یک ورق 30 میلی‌متری استفاده کرد که باعث صرفه‌جویی در مصرف مواد شد.
برای به حداقل رساندن هزینه:
· قطعاتی را طراحی کنید که ابعادی به اندازه 3 میلی متر کوچکتر از اندازه معمولی مواد خام اولیه دارند.
7. از صرفه جویی در حجم تولید استفاده کنید
در ماشینکاری CNC، تعداد تولید تا حد زیادی بر قیمت واحد تاثیر می گذارد. این به این دلیل است که هزینه‌های راه‌اندازی نسبتاً بالا هستند و وقتی مقادیر کم هستند، درصد زیادی از هزینه را نشان می‌دهند. با این حال، با مقادیر زیاد، هزینه های هر واحد کاهش می یابد.
کاهش قیمت واحد تقریباً تصاعدی است، به این معنی که حتی افزایش حجم از یک به پنج می تواند قیمت واحد را به نصف کاهش دهد. همچنین سفارش حجم بسیار بالا (بیش از 1000 قطعه) قیمت واحد را بین 5 تا 10 برابر کاهش می دهد.
برای به حداقل رساندن هزینه:
· با سفارش مقادیر بیشتر از صرفه جویی در حجم تولید استفاده کنید.
بهترین روش ها برای کاهش هزینه های CNC
در پایان، ماشینکاری CNC خود را ساده نگه دارید.
پیچیدگی در CNC قیمت بالایی دارد. هندسه‌هایی که نیاز به ابزار یا وسایل خاص، جایگذاری چند مرحله ای روی دستگاه یا مواد خاص دارند، هزینه بیشتری دارند.
بنابراین برای پایین نگه داشتن هزینه ها، قبل از ارسال سفارش برای نقل قول، سوالات زیر را بپرسید:
· آیا قطعه من با استفاده از دستورالعمل‌های طراحی برای ماشینکاری CNC بهینه شده است؟
· آیا همه ویژگی های مدل من کاملا ضروری است؟ یا می توانم با حفظ عملکرد کامل قطعه، آنها را حذف یا ساده کنم؟
· آیا می توان طرح من را به چندین قسمت تقسیم کرد که برای دستگاه CNC راحت تر است و بعداً مونتاژ می شود؟
· آیا راهی برای اصلاح طرح من وجود دارد تا نیازی به تنظیمات چندگانه ماشین یا ابزارهای خاص نداشته باشم؟
· آیا ماده‌ای وجود دارد که هزینه کمتری داشته باشد یا ماشینکاری آسان‌تر باشد که بتواند الزامات طراحی من را برآورده کند؟
در این مقاله سعی داشتیم شما را با 7 راهکار دیگر و در مجموعه 14 راهکار برای کاهش هزینه ماشینکاری CNC آشنا کنیم تا در طراحی های خود بتوانید برای کاهش هزینه از آنها بهره ببرید.
