CNC 部品のコスト削減

設計がコストに与える影響:CNC 加工

Stratasys Direct Manufacturing は、20 を超える最先端の 3 軸および 5 軸フライス加工 CNC (コンピューター数値制御) マシンと旋盤を使用しています。当社の CNC マシニング センターは、最先端の 5 軸加工機も利用しています。これにより、中間セットアップが不要になり、アンダーカットとオフアクシス機能が可能になるため、ターンアラウンド タイムが大幅に短縮されます。

CNC 機械加工は、生産部品や試作品の効率的な製造方法になり得ますが、重要な設計の詳細と機械加工機能のバランスが取れていないと、費用対効果が低下する可能性があります。 Stratasys Direct で CNC 機械加工を注文する準備を整える際の考慮事項を分析し、費用対効果と迅速なターンアラウンドを確保できるようにしました。

費用に影響する主な要因

CNC 加工材料

材料は、CNC 機械加工コストで 2 番目に影響力のある要因になる傾向があります。最もコスト効率の高い機械加工は、材料のコストとその機械加工性とのバランスを取ることができる場合に発生します。機械加工性、つまりプロセスに対する材料の降伏の容易さに関して言えば、材料の機械加工性が高いほど、部品をより迅速に作成でき、サービスが安価になります。通常、プラスチック材料と軟らかい金属合金は機械加工が容易です。材料固有の機械加工性を判断するには、CNC 加工チャートで個々の材料特性を参照できます。

CNC 加工の時間と労力

多くの場合、製造に CNC 機械加工を利用する際の最大のコスト要因は、部品の製造にかかる時間です。複雑で大型の部品は、より長い加工時間を必要とし、全体的なコストが増加します。

多軸加工を必要とする複雑なジオメトリは、製造に時間がかかり、より複雑なビルドは手作業による製造と後仕上げに依存することがよくあります。部品設計の両側に特定の機能が含まれている場合、それらの機能にアクセスするには、多くの場合手動で再配置し、場合によっては再配置された部品に対応する新しい治具が必要です。設計を実現するための労力が増えるほど、部品の価格は高くなります。

CNC 機械加工のセットアップ コストは、部品の量が多いほど大幅に削減されます。プロジェクトの初期段階では、機械加工された部品の量が多いことによる単価の低下を考慮することが有利な場合があります。

CNC パーツの設計

手動での再配置をほとんど必要とせずに高速生産用に設計を最適化することで、機械加工部品のコストを大幅に削減できます。具体的には、次の主要な設計機能を考慮する必要があります:

• デザインの特徴 幅と高さの比率が 4 未満であることが理想的です。フィーチャが小さいほど、マシンのパス数が多くなり、振動が発生しやすくなるため、精度が難しくなり、加工時間が長くなります。
• キャビティの深さ 通常、工具は直径の 2 ～ 3 倍の深さのキャビティを切削する場合に最適に機能します。可能であれば、工具直径の 4 倍未満の深さのポケットを作成してください。
• 肉厚 0.03 ～ 0.06 インチ (0.8 ～ 1.5 mm) の間である必要があります。薄い壁では、切削深さが低い工具を使用して複数回のパスが必要です。薄い形状は振動しやすいため、正確に加工するのは難しく、加工時間が長くなります。
• 穴 標準サイズのドリル ビットはすぐに達成できますが、非標準サイズの穴はエンド ミル ツールを使用して加工する必要があり、全体のコストと加工時間が長くなります。
• スレッド 最小の長さは穴の直径の 1.5 倍、最大の長さは穴の直径の 3 倍で設計する必要があります。
• 角の内側の半径 長さと直径の比率が 3:1 以下であるため、ミルのパスが少なくなり、工具交換が不要になり、全体の加工時間が短縮されます。

CNC 機械加工の注文でコストを削減しようとするときは、機械加工が容易で、最適化された標準化された設計を備えた安価な材料とのバランスをとるのが最善です。設計のすべての機能がプロジェクトにとって重要であることを確認するか、範囲全体を簡素化できるかどうかを確認してください。複雑になればなるほど、機械工からの要求が増えるほど、ソリューションの効率は低下します。