Consejos para la reducción de costes en el mecanizado CNC
La fabricación CNC es un método rentable cuando el cliente y el proveedor de servicios de mecanizado CNC comprenden e implementan estrategias de reducción de costes. Estas estrategias abarcan, entre otras áreas, las materias primas, el proceso de mecanizado, las herramientas, la energía y el diseño.
Este artículo detalla estos consejos y señala algunos errores comunes. Con estas ideas y en colaboración con un proveedor de confianza, su próximo proyecto de mecanizado CNC debería mostrar diferencias de costes.
¿Cuánto cuesta el mecanizado CNC? – Los factores a considerar
Antes de centrarnos en los consejos para la reducción de costes, es crucial tener en cuenta que Mecanizado CNC Los costos no suelen estar estandarizados. En cambio, el fabricante, el usuario final o el distribuidor se encuentran con varias variables en el cálculo de costos del mecanizado CNC: tipo/tamaño de la máquina CNC, precisión de corte, tiempo de mecanizado, complejidad de la pieza y número de piezas.
Otros factores son el tipo de herramientas, los ciclos de producción, los costos laborales, el consumo/costo de energía, el costo de la materia prima, el nivel de personalización y el tiempo de entrega.
Tipo/tamaño de máquina CNC
Las máquinas CNC de gran tamaño pueden procesar piezas de gran tamaño, pero ocupan más espacio, son más caras y suelen requerir más personal especializado. Las máquinas CNC más pequeñas son más económicas, ocupan menos espacio, pero tienen menor capacidad.
La tabla a continuación muestra el costo estimado de mecanizado por hora para tres tipos de máquinas: CNC de 3 ejes, 4 ejes y 5 ejes.
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Tipo de máquina CNC |
Descripción |
Costo por hora (USD) |
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Mecanizado CNC de 3 ejes |
Una herramienta de corte que se mueve a lo largo de tres ejes perpendiculares (X, Y y Z) para eliminar material de una pieza de trabajo estacionaria. |
50 - 100 |
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Mecanizado CNC de 4 ejes |
Se añade un eje rotatorio a la configuración de mecanizado CNC de 3 ejes. |
75 - 125 |
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Mecanizado CNC de 5 ejes |
Cuenta con movimiento simultáneo a lo largo de los ejes X, Y y Z, y dos ejes rotatorios para piezas complejas. |
100-150 + |
Nota: Estos son rangos de precios aproximados, que pueden variar según el proveedor, la región y el momento.
Precisión y tolerancia de corte
Las máquinas CNC de alta precisión suelen ser más caras. La mayoría de las piezas industriales admiten tolerancias de aproximadamente ±0.1 mm, pero a veces se requieren tolerancias más estrictas. Debido a que la maquinaria para tolerancias más ajustadas es avanzada y las velocidades de avance son menores, los costes de mecanizado pueden dispararse.
Un centro de mecanizado de alta precisión
Tiempo de mecanizado
Para lograr un mecanizado más rápido, el fabricante debe invertir en maquinaria más potente equipada con sistemas de refrigeración y husillos avanzados. La mayor inversión se amortiza en el coste por pieza, sobre todo en la fabricación de grandes volúmenes.
Tamaño y complejidad de la pieza
Las piezas de gran tamaño requieren tiempos de mecanizado más prolongados, lo que incrementa los costes debido a factores como el consumo energético y la mano de obra necesaria. El mecanizado CNC de piezas con cavidades profundas, perfiles y geometrías complejas exige máquinas multieje avanzadas, velocidades de avance más lentas y una mayor especialización.
pieza mecanizada grande
Número de piezas
El número de piezas afecta al Costo de fresado CNC por pieza. En la fabricación de bajo volumen, la frecuencia de preparación de la máquina es mayor y los cambios de herramientas son más frecuentes. Esto incrementa el costo.
La fabricación de volúmenes medios tiene un coste por pieza más estable, con una mayor dispersión de costes. El coste por pieza es aún menor en la fabricación en grandes volúmenes. Sin embargo, la maquinaria necesaria para este nivel de producción requiere una mayor inversión inicial.
Tipo de herramientas
El coste de las herramientas depende de varios factores. Algunas son consumibles, mientras que otras son reutilizables. Las brocas, fresas frontales y otras herramientas que se desgastan deben reemplazarse periódicamente. Los troqueles y las mordazas son ejemplos de herramientas reutilizables que pueden durar toda la vida útil de la máquina CNC, por lo que no hay que preocuparse por costes recurrentes.
Un tornillo de banco de maquinista
Los costes de mecanizado CNC pueden aumentar significativamente cuando se requieren herramientas especiales para geometrías de piezas personalizadas.
Ciclos de Producción
El ciclo de producción (la serie de pasos que se siguen desde la materia prima hasta la pieza mecanizada por CNC terminada) puede variar significativamente entre proyectos. La optimización consiste en minimizar estos ciclos tanto como sea posible, lo que se traduce en menores costes de fabricación.
Costes laborales
Contrariamente a la creencia popular, la automatización del mecanizado CNC no implica la ausencia total de intervención humana. De hecho, los operarios de CNC aún necesitan programar, preparar las piezas y los dispositivos de sujeción, inspeccionar la pieza terminada y supervisar el progreso del mecanizado.
mano de obra de mecanizado CNC
Estos servicios suelen cobrarse por hora, y los expertos más experimentados ganan más: más de 50 USD por hora.
Consumo/Coste de energía
El consumo energético de las máquinas CNC es igualmente elevado, por lo que un operario que desee minimizar los costes de mecanizado debe centrarse en este aspecto. Bombas, servomotores y otros sistemas consumen mucha energía. Una máquina CNC de 5 ejes puede consumir varios kW por hora.
Costo de la materia prima
La materia prima es otro factor determinante del costo en un proyecto de mecanizado CNC. Como ocurre con muchos otros factores de costo, siempre existe un equilibrio que depende del tipo de materia prima utilizada. Por ejemplo, el plástico puede ser más económico que el metal, pero su capacidad de carga es mucho menor.
Nivel de piezas mecanizadas CNC personalizadas
Las piezas estándar para máquinas CNC son en gran medida asequibles, pero la personalización puede cambiar eso. acabados superficiales para mecanizado CNCLas piezas demasiado pequeñas o extraordinariamente grandes requieren herramientas y maquinaria especiales; por lo tanto, suelen ser más caras. Las piezas mecanizadas por CNC a medida pueden costar hasta 3 veces más que las piezas estándar.
Piezas personalizadas
Tiempo De Espera
Cuando un cliente encarga una pieza mecanizada por CNC, se acuerda un plazo de entrega con el fabricante. Los plazos de entrega más cortos suelen ser más caros que los más largos. Los plazos de entrega estándar pueden llegar a las dos semanas, mientras que los pedidos urgentes se completan en cuestión de días. El motivo por el que los pedidos urgentes cuestan hasta un 50% más es la necesidad de ofrecer una programación prioritaria, acelerar el envío y utilizar más turnos.
Cómo calcular el costo de mecanizado CNC por hora
Existe una fórmula ampliamente aceptada para calcular el coste por hora del mecanizado CNC.
Costo de mecanizado CNC = (Costo del material + Costo de preparación) + (Tiempo de mecanizado * Tarifa por hora) + Costo de acabado
Dado que se trata de una cifra estimada, debería considerar ponerse en contacto con ProleanTech para obtener un presupuesto preciso y completo.
¿Cuál es el precio típico de un diseño de corte CNC?
El precio típico del diseño y mecanizado CNC depende de muchos factores, como la complejidad de la pieza y el plazo de entrega. La mayoría de los proveedores de diseño y mecanizado CNC cobran por hora, pero algunos talleres también ofrecen una tarifa fija. En general, las piezas complejas y personalizadas mecanizadas por CNC son más caras de diseñar y mecanizar, principalmente debido a la preparación CAD/CAM y al tiempo que lleva mecanizarlas.
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10 consejos para reducir el costo del mecanizado CNC
Cuidadoso Diseño CAD Considerar los aspectos clave y planificar adecuadamente puede prevenir el aumento de los costos de mecanizado CNC. Los siguientes 10 consejos comprobados pueden ayudarle a minimizar los costos en su próximo proyecto de mecanizado CNC.
#1: Utilizar materias primas rentables
Un aspecto importante a tener en cuenta al calcular los costes de mecanizado CNC es la variabilidad en el precio de las materias primas. Elegir el material más rentable y manejable puede ayudar a reducir dichos costes. Considere los siguientes precios estimados para productos comunes 150 x 150 x 25 mm Piezas en bruto, precio por kg e industrias comunes para piezas fabricadas con plásticos y metales.
| Tipo de material en bruto | Precio estimado de una pieza en blanco de 150 x 150 x 25 mm para comparación (en USD) | Precio estimado por kg (USD) | Aplicaciones/Industrias comunes para piezas mecanizadas |
|---|---|---|---|
| PLÁSTICOS Y POLÍMEROS | |||
| ABS | 12 - 18 | 0.97 - 1.62 | Prototipado, electrónica de consumo |
| Nylon (6/6-6) | 18 - 28 | 1.20 - 2.40 | Engranajes y rodamientos para automoción e industria |
| POM (Delrín) | 15 - 22 | 1.73 - 3.50 | Piezas para la industria automotriz, piezas aptas para uso alimentario, componentes de precisión |
| Acrílico (PMMA) | 8 - 15 | 1.80 - 2.50 | Componentes ópticos, pantallas, señalización |
| OJEADA | 180 - 250 | 30 - 100 | Aeroespacial, petróleo y gas, medicina |
| METALES – ALUMINIO | |||
| Aluminio 6061 | 25 - 35 | 2.50 - 3.50 | Automoción, aeroespacial, marina |
| Aluminio 7075 | 35 - 50 | 4.50 - 7.00 | Defensa, aeroespacial, piezas de automoción de alta exigencia |
| METALES – ACERO | |||
| Acero al carbono (1018) | 20 - 30 | 1.80 - 2.80 | Maquinaria en general, componentes de automoción |
| Acero inoxidable 303 | 55 - 75 | 3.50 - 6.50 | Partes marinas, de procesamiento de alimentos y médicas |
| Acero para herramientas (O1/A2) | 85 - 125 | 8.00 - 15.00 | Herramientas de corte, troqueles, herramientas de precisión |
| METALES – NO FÉRREOS | |||
| Latón C360 | 45 - 65 | 5.60 - 9.00 | Herrajes decorativos, fontanería |
| Cobre (C101) | 75 - 95 | 8.50 - 12.00 | Componentes eléctricos, intercambiadores de calor. |
| Magnesio (AZ31B) | 85 - 120 | 12.00 - 18.00 | Componentes aeroespaciales, automotrices y ligeros |
| METALES ESPECIALES | |||
| Titanio (Grado 2) | 280 - 400 | 25.00 - 45.00 | Aeroespacial, implantes médicos, marina |
| Inconel 718 | 450 - 650 | 40.00 - 75.00 | Aeroespacial de alta temperatura, turbinas de gas |
| OTROS MATERIALES | |||
| Maderas duras (arce/roble) | 15 - 35 | 3.00 - 8.00 | Muebles, maquetas arquitectónicas, plantillas |
| Compuesto G10 | 45 - 75 | 4.50 - 8.50 | Aislamiento eléctrico, componentes estructurales |
Nota: Estos precios estimados pueden variar según factores como el proveedor, la calidad específica y los precios de mercado. Se pueden obtener cotizaciones actualizadas de proveedores directos confiables.
Siempre que sea posible, elija el aluminio de bajo coste de mecanizado y evite los caros, por ejemplo, el PEEK, cuyo precio es exorbitante.
#2: Reducir el desperdicio de materia prima
residuos de mecanizado CNC
El exceso de materia prima que debe desecharse representa un coste importante en el mecanizado CNC, por lo que debe evitarse a toda costa. Existen diferentes maneras de minimizar el desperdicio de material, entre ellas:
- Utilizar tamaños comunes de barras de acero para diferentes tipos de piezas
- El uso del corte adaptativo optimiza la trayectoria de la herramienta y ajusta la herramienta de corte en tiempo real.
- Realizar cortes de menor ancho
#3: Diseñar piezas para herramientas estándar
Los cálculos de costes de mecanizado CNC demuestran reiteradamente que las herramientas personalizadas pueden incrementar significativamente los costes. Salvo que sea estrictamente necesario, conviene utilizar herramientas estándar, ya que son más económicas y fáciles de conseguir.
Además, estas herramientas son compatibles con la mayoría de las máquinas CNC, por lo que su configuración es más sencilla. La forma más eficaz de garantizar el uso de herramientas estándar es diseñar las piezas teniendo en cuenta su uso.
#4: Diseñar para menos configuraciones
El efecto exacto del número de configuraciones en el coste del mecanizado CNC puede no ser definitivo, pero a mayor número de configuraciones, mayor coste. El operario se ve obligado a recalibrar constantemente las herramientas, reiniciar la máquina y diseñar utillajes.
#5: Optar por tolerancias estándar
Si bien a veces son necesarias tolerancias estrictas, estas pueden aumentar los costos del mecanizado CNC. Las tolerancias estrictas suelen ir de la mano con una inspección más exhaustiva, velocidades de mecanizado más lentas y herramientas personalizadas.
Gráfico de tolerancia frente a coste
Considere utilizar tolerancias estándar siempre que sea posible para evitar estos costos, que también pueden ser significativos. Optar por tolerancias estándar en lugar de tolerancias más estrictas puede reducir los costos de mecanizado CNC hasta en un 200%, dependiendo del material y la variación de la tolerancia.
#6: Minimizar los acabados secundarios
El coste de anodizar el aluminioEl grabado y otras operaciones secundarias pueden resultar costosas y prolongar el tiempo del proceso de mecanizado. Si estos acabados no son necesarios, sería más rentable evitarlos.
piezas secundarias terminadas
#7: Lote de piezas similares
En el mecanizado de bajo volumen, el concepto de agrupar piezas similares puede parecer descabellado. Sin embargo, el mecanizado de alto volumen resulta más rentable si las piezas similares se producen en lotes. Se debe evitar producir dichas piezas por separado para minimizar costes individuales como... Programación CNC, herramientas y configuración.
partes similares
#8: Planifica con anticipación
La planificación del mecanizado CNC influye significativamente en el coste si es necesario acelerar el proceso. Los trabajos urgentes suelen interrumpir el flujo de trabajo habitual de una empresa de mecanizado CNC y pueden provocar un aumento de precio del 50 %.
Existen muchas maneras de optimizar los plazos de entrega, siendo la más eficaz mejorar la comunicación con los proveedores. Una comunicación clara garantiza que las materias primas se entreguen a tiempo y que los posibles problemas se resuelvan con prontitud.
#9: Proporcionar planos precisos
Un estudio sobre el cálculo de costes de mecanizado CNC indicó que hasta el 30 % de dichos costes se deben a errores en los planos. Si sus planos de mecanizado CNC contienen muchos errores importantes, es probable que corregirlos lleve tiempo.
Dibujo de mecanizado CNC
Un buen proveedor revisa minuciosamente todos los planos para detectar y corregir cualquier error de diseño, y sugiere soluciones. Las revisiones pueden llevar tiempo y aumentar los costes de mecanizado CNC.
#10: Trabaje con un proveedor confiable de mecanizado CNC
Trabajar con un proveedor de mecanizado CNC confiable como ProleanTech conlleva ventajas en cuanto al ahorro de costes, tales como:
- Experiencia técnica que garantiza el máximo nivel de optimización del diseño.
- Redes de proveedores establecidas con descuentos
- Reducir los gastos administrativos
- Estándares de calidad de mecanizado CNC consistentes
- Mejores estructuras de precios que se obtienen con la fidelización de clientes.
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Errores comunes que se deben evitar al reducir los costos de mecanizado
Todos los consejos anteriores para la reducción de costes son muy útiles, pero deben aplicarse con cuidado para evitar errores comunes, como tolerancias demasiado ajustadas, una mala elección de materiales, pasar por alto el Diseño para la Fabricación (DFM) y evitar... costo de las piezas de prototipo.
Estos errores se resumen en la siguiente tabla:
|
Error común |
Efecto en los costos de mecanizado CNC |
|
Sobreespecificación de tolerancias |
Aumenta el coste de mecanizado con tolerancias innecesariamente ajustadas. |
|
Descuidar el diseño para la fabricación (DFM) |
La escasa colaboración entre diseño y fabricación encarece la producción. |
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Diseños complejos sin considerar el mecanizado |
Las piezas complejas requieren tiempos de mecanizado más prolongados. |
|
Ignorar las propiedades del material |
La maquinabilidad y los costos son consecuencia directa de una mala selección de materiales. |
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Elegir el proceso de mecanizado incorrecto |
Los costes de mecanizado aumentan cuando el proceso y los tipos de piezas no están alineados. |
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Omitir la creación de prototipos |
Posibles errores de fabricación costosos |
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Infrautilización de la tecnología/automatización del mecanizado CNC |
Las tecnologías CNC modernas, como la automatización del mecanizado CNC, ofrecen ventajas en términos de eficiencia. |
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Comunicación inadecuada con el proveedor |
Malas decisiones y retrasos en la producción |
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No planificar la gestión de residuos |
La gestión inadecuada de residuos puede aumentar los costos de producción. |
|
Sin tener en cuenta el consumo de energía |
Las máquinas CNC ineficientes aumentan los costos operativos |
Obtén más información relacionada de este enlace. Guía de diseño.
Conclusión
Conciliar la exigencia de piezas mecanizadas por CNC de alta calidad con la rentabilidad del proceso de mecanizado es un desafío constante para las empresas. No hay otra opción: deben atenerse a las medidas de reducción de costes establecidas. Aquí hemos tratado los principales aspectos, que abarcan desde la elección de los mejores materiales para el mecanizado CNC hasta el trabajo con proveedores de servicios de mecanizado CNC de buena reputación.
Si tiene alguna pregunta sobre el cálculo de costes de mecanizado CNC y cómo aplicar las medidas adecuadas en su proyecto, o si desea saber cómo nuestros servicios... Servicios de mecanizado CNC alinear, contáctanos ahora.
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