CNC 加工コストを削減する方法

CNC 機械加工は、多くの業界で不可欠な部分です。必要な工具や部品を、他に類を見ない精度で入手できます。多くの場合、企業は予算を削減する方法を模索しています。CNC 機械加工のコスト削減も例外ではありません。 CNC 機械加工の価格を下げるには、まず機械加工プロセスと価格に影響するさまざまな要因を理解する必要があります。

CNC 設計を微調整または修正して、CNC マシンとの互換性を高め、コストを大幅に削減する方法を見つけてください。

CNC 加工コストの計算方法

CNC 機械加工のコストは、プロジェクトを完了するのに必要な時間の長さや、3 軸や 5 軸の機械など、使用する特定の機械など、いくつかの要因によって異なります。通常、CNC 加工工場は、さまざまな種類の機械に対して独自の時給を設定しています。たとえば、5 軸 CNC マシンのコストは 1 時間あたり約 100 ドルですが、3 軸マシンのコストは通常​​それよりも低くなります。

これらは、CNC マシンを実行するためのコストにすぎないことを忘れないでください。これらはベースラインとして役立ちますが、人件費についても考慮する必要があります。さらに、他のいくつかの要因が CNC 部品の価格に影響を与える可能性があります。これについては、次のセクションで説明します。価格は変動する可能性があるため、注文を確定する前に潜在的な CNC ショップに相談して、予算にどのように影響するかを把握することをお勧めします.

CNC 部品のコストに影響を与えるものは?

CNC 機械加工のコスト削減に関心がある場合は、まず、CNC 部品のコストに影響を与える要因 (機械加工時間、初期費用、材料費など) を理解する必要があります。最終的に生産コストを削減するために使用できるこれらの各要因に関する背景情報を次に示します。

• 加工時間: これは通常、CNC 加工に関しては、主なコスト要因です。経験則として、パーツの機械加工に時間がかかるほど、コストが高くなります。
• 初期費用: これらの費用は固定です。これらは、CAD ファイルの準備と製品計画のコストを賄うために用意されています。少量の場合、初期費用が高額になる可能性があります。
• 材料費: 選択したバルク材料のコストと、その材料の加工のしやすさまたは難しさも、CNC 加工のコストに大きく影響します。
• その他の製造費: 一部の CNC 機械加工部品には、厳しい公差や薄い壁など、特別な要件があります。これらは、多くの場合、特定のツール、より多くの追加の処理ステップ、および低い加工速度を必要とします。これらすべての要因が加工時間に影響を与える可能性があり、最終的にコストが上昇します。
• 素材の仕上げ: パーツに仕上げを追加すると、外観が改善され、過酷な環境に対するパーツの耐性が向上します。これは有益ではありますが、機械加工のコストが確実に増加します。

CNC マシンのコスト

プロジェクトのために会社を雇うときに選択できる CNC マシンには多くの種類があります。一部のマシンは、企業が操作を実行および維持するためにより高価であり、それを使用するために支払う価格に影響を与える可能性があります.たとえば、3 軸マシンはより標準的であるため、1 時間あたり 35 ドルから 40 ドルの費用がかかる場合があります。多軸マシンなどの他のマシンは、実行がより複雑であるため、通常は 1 時間あたり 75 ドルから 120 ドルの費用がかかります。

使用される機械の価格は、会社の価格設定やオペレーターに支払う必要のある金額など、複数の要因によって異なります。プロジェクトを完了する前に会社に相談して、マシンごとの価格を把握することをお勧めします。

CNC 加工コストを削減するためのヒント

コスト削減を支援するために、CNC 加工時間、初期費用、材料費などを変更できます。変更できない製品要件がいくつかありますが、設計を最適化するための措置を講じることで、コストを大幅に削減できます。 CNC 加工コストを削減するためのヒントをいくつか紹介します。

1.内側の角を丸く

鋭角で 90 度のコーナーでは、機械を停止し、パーツを回転させてからプロセスを続行する必要があります。ご想像のとおり、これらの追加の手順には加工時間がかかり、多くの場合、余分な費用がかかります。ピースの内部コーナーのデザインを変更すると、CNC 機械加工のコスト削減に影響を与える可能性があります。

丸みを帯びた角を含むように設計を調整すると、マシンを継続的に実行してパーツを作成できるため、収益が減少する可能性があります。さらに一歩進んで、内側のコーナーの半径がキャビティの深さの少なくとも 1/3 であることを確認します。コーナーの半径が大きいということは、大きなツールで効率的に切断できることを意味します — 小さなツールが小さな半径のコーナーを何度も通過しなければならないのではありません。

2.懐の深さを避ける

深いポケットを実現することは、多くの材料を除去することを意味するため、深いポケットは CNC 機械加工のコストにマイナスの影響を与える可能性があります。材料の除去には時間がかかり、必要な深さに到達するには特別なツールが必要になる場合があります。

デザインのポケットの深さを長さの 4 倍に制限するようにしてください。 CNC ツールでは、ポケットの切断に関しては限界があります。理想的には、直径の 2 倍から 3 倍までの深さです。直径の 4 倍まで切断できますが、より多くの費用がかかります。

3.厳しい許容範囲の使用を制限する

部品設計に厳しい公差が含まれていると、加工時間が長くなり、手動検査が追加されるため、コストが上昇します。残念ながら、穴やその他の空洞を機械加工するとエッジにバリが発生する可能性があるため、部品の内面で厳しい公差を達成するのは特に困難です。これらのバリには、手作業による検査以外に追加のステップ、つまりバリ取りが必要です。バリ取りは手動で時間のかかるプロセスであり、CNC 機械加工のコストも押し上げます。

設計で特定の公差が定義されていない場合は、± 0.010 千分の 1 以上の標準公差が使用されます。この標準公差は多くのフィーチャでうまく機能するため、厳しい公差を再検討し、必要な場合にのみ厳しい公差を指定する必要があります。高度な設計知識があれば、CNC 機械加工の公差は通常より緩いため、CNC 機械加工のコストをさらに削減できます。

公差に関する最後の注意点 - 部品に必要な精度のレベルを指定するため、寸法を表す数値は重要です。 CNC 機械加工では、その精度のレベルは、機械加工に使用されるツールに変換されます。小数点以下の桁数が多いほど、ツールが複雑になり、コストが高くなります。デザインから不要な小数点をすべて削除してください。

4.薄い壁を広げる

薄い壁は壊れやすいため、機械加工に時間がかかります。薄い壁は、エラーや破損を回避するために、低い設定深さで複数のパスを介して機械加工されます。薄肉の一般的な原因は、パーツのエッジ近くに穴とねじ山を配置することに関係しています。戦略的に配置してください。

厚い壁は安定性が高く、加工コストが低くなります。重量が問題にならない限り、壁の厚さが 0.8 ミリメートルを超える金属部品と、壁が 1.5 ミリメートルを超えるプラスチック部品を設計してください。

5.スレッドの長さを制限する

穴の直径の 1.5 倍よりも長いねじ山は、接続を強化するものではありません。必要以上に長いねじ山は、特別な工具を作成する必要があるため、追加費用の原因となる可能性があります。

ピースを設計する際に、最大長さを穴径の 3 倍に設定することで、コストを削減できます。止り穴のねじには、穴の端に、ねじのない追加の半分の直径が必要であることを忘れないでください。

6.ねじ穴の最適化

タップ穴に関してコストに影響する 2 つの要因は、深さとタップ サイズです。先に述べたように、ある点を超えてねじ山の長さを長くしても、部品が強くなることはありません。穴径の 3 倍を超える深さになると、タップが破損するリスクが高くなり、時間がかかり、どちらもコストが増加する可能性があります。スレッドが非常に小さい場合も、手でタッピングする必要があり、時間とリスクが増えるため、コストがかかります。

代わりに、深さを穴の直径の 3 倍に制限し、設計で標準のタップ サイズに固執することで、CNC 機械加工のコストを削減できます。たとえば、設計で 3 ～ 48 タップが要求される場合がありますが、より一般的なサイズである 4 ～ 40 タップに移行すると、コストを節約できます。また、ねじ穴を 2 ～ 56 インチより大きく保つようにしてください。

7.標準ドリルサイズの活用

それに応じて計画を立て、パーツの穴が標準サイズであることを確認すると、CNC マシンはドリル ビットを使用して穴をすばやく効率的に作成できます。ただし、非標準サイズの場合、多くの場合、エンド ミル ツールを使用する必要があり、コストに悪影響を及ぼす可能性があります。穴の深さも影響します。直径の 10 倍もの深さの穴を作成できますが、機械加工が難しく、コストが高くなります。

CNC 加工のコスト削減を最大化するには、穴径が 10 mm までの場合、0.1 mm 刻みで設計します。 10 ミリを超える場合は、0.5 ミリずつ増やしてください。インチで設計している場合は、分数インチのドリル ビット サイズを参照し、分数インチを使用してください。どのサイズの穴でも、穴の長さが直径の 4 倍を超えないようにしてください。

8.複数のフィニッシュを避ける

CNC 機械加工部品の仕上げは、過酷な環境から部品を保護するのに役立ち、多くの場合、外観を向上させます。残念ながら、それはまたコストを押し上げます。さらに一歩進んで、1 つのパーツに複数の仕上げを依頼すると、コストがさらに増加し​​ます。

お金を節約したい場合は、部品全体に機械仕上げを選択することを検討してください。必要な場合にのみ、複数の仕上げを依頼してください。

9.複雑なパーツを分割

複雑な形状、回転または再配置が必要な部品などの複雑な部品がある場合、部品の機械加工には、カスタム固定具、手動回転、再配置、または多軸 CNC システムが必要になる可能性があります。これらはすべてコストがかかります。

部品の複雑さを軽減できない場合でも、必要な部品を作成するために組み立てることができる 2 つ以上の個別に機械加工された部品に部品を分割することで、CNC 機械加工のコストを削減する方法を見つけることができる場合があります。部品を 1 回のセットアップで加工できる 2 つ以上の形状に分割することで、コストを削減できる可能性があります。

10.アスペクト比の高い小さな機能は避ける

幅と奥行きの比率が極端に大きい部品は、通常、機械加工が困難です。たとえば、幅と高さのアスペクト比が高い小さなフィーチャは、振動しやすいため、機械加工が困難です。機械加工の他の多くの側面と同様に、機械加工が困難な場合、コストが上昇します。

CNC 機械加工のコストを削減するには、幅と高さのアスペクト比が 4 未満のすべての機能を設計し、それらを壁に接続するか、ブレース サポートを追加して剛性を向上させることを検討してください。

11.大量注文

注文する部品の数は、単価に大きな影響を与えます。規模の経済として知られているものは、コストを削減する方法を理解する上で強力なツールになる可能性があります。数量を 1 から 50 に増やすと、単価が 50% 以上下がる可能性があります。

次回注文するときは、より多くの数量を注文することを検討してください。

シンプルに

CNC 加工コストを削減するためのこれらのヒントの多くの全体的なテーマは、シンプルさです。複雑な部品を設計する場合、特別なツールや治具、いくつかの機械のセットアップ、または特別な材料の助けが必要になり、より多くの費用がかかります.

次の注文を見積もりに提出するときは、CNC 機械加工のコストを削減するために、次の質問を自問してください。

• Designing for Machinability ガイドラインを使用してパーツを最適化しましたか?まだ知らない場合は、CNC 機械加工用に部品設計を最適化する方法を学びましょう。
• 部品が完全に機能するためには、部品のすべての機能が必要ですか?
• 部品を複数の単純な部品に分割して機械加工し、その後組み立てることはできますか?
• 材料を、機械加工が容易で要件を満たすものに変更できますか?

American Micro Industries の CNC 機械加工

CNC 機械加工コストを削減するためのヒントを設計に適用した後は、CNC 機械加工用に部品を最適化したことを確認できます。その時点に到達したら、手頃な価格で部品を実現できる CNC 機械加工会社を見つける準備ができています。

American Micro Industries は、信頼できる CNC 加工パートナーです。当社の高品質は、他に類を見ない細部へのこだわりの結果です。材料を特定し、部品を製造し、1 つの場所から出荷します。当社の顧客は、当社がすべての製品を支持し、CNC 機械加工部品に満足していただけるようにできることを喜んで行うため、信頼できることを知っています。

CNC 機械加工のコストを削減するために設計を最適化し、見積もりを取得する準備ができたら、1-866-765-9191 までお電話いただくか、オンラインでリクエストを送信してください。