CNC セットアップがプロジェクト コストに与える影響

予定どおりに予算内で生産を完了するには、最初から予想されるプロジェクトのコストを明確に把握しておくことが最善です。しかし、多くの製品チームにとって、正確な CNC 機械加工プロジェクトのコストを予測することは、言うよりも簡単です。材料費と機械加工性、部品の複雑さ、後処理の要件、および実際の CNC マシンのセットアップを考慮する必要があります。 CNC セットアップが生産コストに与える影響を調べてみましょう。

CNC セットアップのコスト要因の分析

設計の複雑さによっては、CNC オペレーターが複数の CNC マシン設定を使用して、複数の側面、平面、または軸にフィーチャを備えた部品を製造する必要がある場合があります。これらの機能を機械加工するには、オペレーターが機械から部品を取り外し、裏返して反対側で作業するか、別の CNC 機械セットアップに移動して生産プロセスを終了する必要があります。また、毎回フィクスチャとツールを再調整する必要があります。さらに、部品の機械加工に時間がかかるほど、プロジェクトのコストが高くなります。

下の図に示すように、3 軸フライス盤で 1 つのセットアップのみが必要な部品は、工具がアクセスできる面が 1 つだけ必要です。

3 軸加工機で複数の設定が必要なパーツには、以下のパーツのようにアクセスが必要な複数の面があります。

部品を加工するために複数のセットアップが必要かどうかを判断するときは、ツールが設計内のさまざまな機能すべてにどのようにアクセスするかを検討してください。

CNC セットアップに関しては、次のようないくつかの追加のコスト ドライバーを念頭に置く必要があります。

• 備品: 機械加工中、固定具を使用してブランクを一定の方向または位置に固定する必要があります。標準的なバイスがツールパスを制限できる場合、不規則な形状の部品に固定具が必要になる場合があり、公差を確保するために使用できます。場合によっては、工作物を固定するために機械工が必要とするのは標準的な万力だけですが、特定のプロジェクト用にカスタム固定具を設計および製造する必要がある場合もあります。これにより、リード タイムとコストが増加する可能性があります。

• 専用/非標準 CNC ツール: デザインに独自の特徴がある場合、製造パートナーは新しい CNC 機械加工ツールを購入する必要がある場合があります。これらのツールは通常 50 ドルから 500 ドルの費用がかかるため、特に少量生産を計画している場合は、部品あたりのコストがすぐに上昇する可能性があります。

• ツールパス: ツールパスは、加工プロセス中に CNC マシンの切削工具がたどる事前設定されたコースです。機械工は、ツールパスを最適化して、非効率的または不必要なアクションやツールの移動を最小限に抑えるか排除することがよくあります。そうすることで、生産の規模に関係なく、時間を節約し、製造コストを削減できます。

CNC セットアップの経済的影響の調査

すべての部品とすべてのプロジェクトは異なるため、CNC セットアップがプロジェクトのコストをどのように増加させるかについて明確な数字を付けることは困難です。ただし、セットアップが増えるほど、オペレーターは CNC マシンのリセット、ツールの再調整、新しい治具の設計に費やす時間が長くなり、これらすべてがプロジェクトのコストを引き上げる可能性があります。

また、セットアップの数だけがセットアップ コストの要因ではないことに注意することも重要です。たとえば、特殊な材料や加工が難しい材料を使用する場合、オペレーターは CNC セットアップでよりゆっくりと作業する必要があり、加工時間が長くなり、材料コストが増加します。非標準のツールを使用し、最適化されていないツールパスで CNC マシンを実行すると、プロジェクトの費用が高くなる可能性があります。

予算を最大化し、CNC 機械加工の費用対効果を高めようとする製品チームは、上記の点に留意することで影響を与えることができます。

CNC 加工を最適化してコスト効率を高める

舞台裏で賢明な決定を下すことで、プロジェクト全体のコストを削減できます。 CNC 機械加工のコストを可能な限り削減するには、以下を検討してください。

より高い生産性を選択する

部品あたりのコストを下げる最も簡単な方法の 1 つは、より多くの部品を注文することです。製造パートナーが高価な CNC ツールを使用してカスタム フィクスチャを製造し、複雑な設計を実現するものの、少数の部品しか製造しない場合、各部品に多額の費用がかかります。同じツールと治具を使用してより多くの部品を製造すると、それらのコストがより均等に分配され、製造業者は原材料を低コストで大量に購入できるようになり、部品あたりのコストを大幅に削減できます。

材料の慎重な選択

プロジェクトにどの材料を選択するかは、強度、機械加工性、コスト、入手可能性など、いくつかの要因によって決まります。エキゾチックな素材は高価であり、金属は通常、プラスチックよりも高価であることを忘れないでください.原則として、可能な場合はより高価な金属の代わりに一般的なアルミニウムを使用して、全体的な CNC コストを削減することを検討してください。

機械加工性の低い材料は製造コストを押し上げるため、材料の機械加工性も考慮する必要があります。エキゾチックな材料は、高価な特殊工具を必要とすることが多く、加工速度が遅い材料は、製造時間が長くなり、機械の運用コストが増加することを意味します。可能な限り、低炭素鋼やアルミニウムなどの材料を選択してください。機械加工が速く、簡単で、安価だからです。

また、サイズと形状が部品とすでに類似している材料を探します。これにより、多くの余分な材料を機械加工して無駄なお金を費やすことがなくなり、機械加工時間も短縮されます。

標準工具、ブランク、ジグ、固定具の使用

ほとんどのものと同様に、カスタマイズにはより多くの費用がかかります。ツーリング、ブランク、およびその他のオブジェクトは通常、整数や 2 の倍数の分数 (つまり、¼、⅛ など) などの標準サイズで提供されます。直径 0.265 インチのドリルを必要とするフィーチャを設計する場合、メーカーは要件を満たすカスタム ドリル ビットを入手する必要があります。ただし、0.25 インチなどのより標準的な工具サイズを選択する場合は、製造パートナーが手元に持っている標準化された工具で十分です。同様に、カスタム要素の代わりに標準の原材料ブランク、ジグ、固定具、およびその他のコンポーネントを使用すると、コストを削減し、生産を加速することができます.

ただし、標準フィクスチャを使用するとツールへのアクセスがブロックされる場合は、複数のセットアップを避けるためにカスタム フィクスチャを作成することは理にかなっています。幸いなことに、アディティブ マニュファクチャリング テクノロジーを使用して、カスタム フィクスチャを迅速かつ費用対効果の高い方法で作成できます。

過度に許容しない

公差が厳しいと、オペレータがゆっくりとしたペースで機械加工する必要があるため、製造コストとターンアラウンド タイムが増加する可能性もあります。また、公差が正しいことを確認するために部品を定期的に取り外して検査する必要があるため、生産プロセスが長引き、全体的なコストが増加します。

公差を過度に設定しないでください。設定した公差が、部品が実際に必要とするものと互換性があることを確認してください。消費者製品を作成している場合は、航空宇宙部品に必要な極端に厳しい公差を使用しないでください。または、プロトタイプを製造している場合は、最終製品よりも緩い公差を使用する必要があります。

製造のための設計 (DFM) チェックを早期に実行する

製造前に潜在的な問題を特定して修正するために、製造のための設計 (DFM) チェックを実行することも、コストを低く抑えるのに役立ちます。特に注意してください:

• 深いポケットまたはスロット: パーツに深い領域がある場合、機械工はより高価で破損しやすい長いツールを使用する必要があります。

• 鋭い内角: CNC ドリル ビットは円形で、内側の角に R が残るため、鋭い内側の角を作るのは困難です。

• 狭い地域: 狭い領域には小径のカッターが必要ですが、小径の長い工具はびびりや破損の影響を受けやすく、コストが増加し、部品の品質が低下します。

これらの欠陥のいずれかに気付いた場合は、パーツの再設計を検討することをお勧めします。パーツを Fast Radius ダッシュボードにアップロードすることで、上記のような一般的な DFM エラーを簡単に確認することもできます。

Fast Radius による CNC 加工

CNC マシンのセットアップは、全体的な生産コストに大きな影響を与える可能性がありますが、複数の CNC セットアップを使用しても解決できない場合があります。良いニュースは、合理的な公差を設定し、製造可能性を考慮して設計し、CNC 材料を慎重に選択することで、複数のセットアップが必要な場合でも、プロジェクトの費用対効果を高めることができるということです。 Fast Radius のような経験豊富な製造パートナーと協力することが役に立ちます。

パーツを fastradius.com にアップロードしてすぐに見積もりを取得するか、当社のチームに連絡して、次の CNC 機械加工プロジェクトを今すぐ始めましょう。

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