پانزده نکته برای به حداقل رساندن هزینه ماشینکاری CNC
پانزده نکته مهم در طراحی برای به حداقل رساندن هزینه ماشینکاری CNC
ابتدا یک بررسی مختصر داشته باشیم از چیزهایی که بر هزینه ماشینکاری تاثیر دارند:
اولین نکته پیچیدگی مدل و زمان ماشینکاری است. هرچه شکل و هندسه یک قطعه پیچیده‌تر باشد زمان ماشینکاری آن بیشتر شده و قیمت آن بالاتر می‌رود. نکته دوم هزینه اولیه یا راه اندازی هزینه‌های مربوط به طراحی و آماده‌سازی فایل‌هایCAD است . این هزینه‌ها معمولا ثابت هستند در نتیجه برای تولید غیرانبوه مبلغ زیادی محسوب می‌شوند.
برای همین برای کاستن از قیمت هر قطعه باید تعداد تولید را بالا برد. نکته سوم قیمت مواد و قابلیت ماشینکاری آنها است. قیمت مواد خام و اینکه ماشینکاری آنها چقدر آسان باشد بر قیمت تمام شده نهایی تاثیر زیادی خواهد داشت. یک قائده کلی این است که برای به حداقل رساندن هزینه ماشینکاری همیشه قطعات را با شکل و هندسه ساده و استاندارد طراحی کنید. حالا که فهمیدیم چه عواملی بر هزینه تولید تاثیر می‌گذارد می‌توانیم بررسی نکات مهم برای کم کردن هزینه را شروع کنیم.
پانزده نکته برای به حداقل رساندن هزینه ماشینکاری CNC
هرگونه کپی از مطالب ترجمه شده توسط سایت سی ان سی استوک قطعا از طریق پلیس فتا و مراجع قضایی مورد پیگیری قرار خواهد گرفت
نکته اول: دیواره‌های عمودی داخلی کار را گِرد کنید
برای کم کردن هزینه، اندازه گردی گوشه‌ها باید حداقل یک سوم عمق برش باشد. البته هر چه بزرگتر بهتر. ترجیحا همه گوشه‌ها به یک اندازه گرد باشند. لبه‌های داخل و کف کار را می‌توانید به اندازه 1 یا 5/0 میلیمتر گرد کنید یا اصلا گرد نکنید.
فیلم پانزده نکته در طراحی برای پایین آوردن هزینه های ماشین کاری CNC
نکته دوم: عمق داخل‌تراشی(حفره) را حداقل کنید
سوراخکاری و براده برداری عمیق هزینه را به سرعت بالا می‌برد. مواد زیادی باید از قطعه جدا شود که بسیار وقت‌گیر است و گاهی نیز به ابزارهای خاص نیاز خواهید داشت. وقتی قرار است کارهای عمیق را براده‌برداری کنیدبه خاطر داشته باشید که فرزهای براده‌برداری طول محدود دارند معمولا بهترین عمق براده برداری برای یک فرز دو تا سه برابر قطر آن است همیشه می‌توان عمق بیشتری را براده‌برداری کرد اما هزینه ماشینکاری بالا خواهد رفت به این دلیل که به ابزارهای (فرزهای) خاص یا CNC های چند محوره نیاز خواهد شد.
برای کم کردن هزینه همیشه عمق حفره‌ای که داخل‌تراشی می‌کنید را کمتر از چهار برابر طول حفره فرزکاری کنید. برای داخل‌تراشی‌های عمیق‌تر از روش پله‌ای استفاده کنید مانند این شکل
نکته سوم: ضخامت دیواره‌های نازک را افزایش دهید
احتمال لرزش، شکستگی، و تغییر شکل در دیواره‌های نازک زیاد است. ماشینکاری این دیواره‌ها زمان‌بر و هزینه‌بر است. پس اگر سبک بودن قطعه کار برای شما خیلی مهم نیست، دیواره‌های ضخیم، مستحکم‌تر و بهتر هستند.
در قطعات فلزی: ضخامت دیواره‌ها را بیشتر از 0/8 میلیمتر در نظر بگیرید
در قطعات پلاستیکی: ضخامت دیواره‌ها را بیشتر از 1/5 میلیمتر در نظر بگیرید
نکته چهارم: طول رزوه ها را به حداقل برسانید
عمق رزوه کاری را حداکثر سه برابر قطر سوراخ بگیرید. برای سوراخ‌هایی که عمق مشخص دارند و «راه-به-در» نیستند توصیه می‌شود که تمام سوراخ را رزوه نکنید و به اندازه قطر سوراخ در انتهای آن بدون رزوه بماند
نکته پنجم: سوراخ هایی با قطر و عمق استاندارد طراحی کنید
برای به حداقل رساندن هزینه، سوراخ هایی که طراحی می‌کنید تا قطر 10 میلیمتر فقط یک رقم اعشار داشته باشند و از قطر 10 به بالا 0/5 میلیمتر بیشتر از عدد صحیح باشند. همچنین عمق هیچ سوراخی را بیشتر از 4 برابر قطر آن نکنید. همیشه امکان ایجاد سوراخ‌های عمیق‌تر هست اما به خاطر اینکه کار سخت‌تر می‌شود هزینه افزایش می‌یابد.
نکته ششم: فقط در صورت لزوم تلرانس گذاری کنید – بیش از حد لزوم تلرانس‌گذاری نکنید
هر چقدر مقدار تلرانس کوچکتر باشد هزینه تولید بیشتر می‌شود چراکه عملیات ماشینکاری طولانی‌تر شده و نیاز به بازرسی قطعه بیشتر می‌شود. اگر تلرانس مشخصی در طراحی قید نشود قطعات با تلرانس استاندارد دستگاه ماشینکاری می‌شوند. معمولا چیزی در حدود 125 میکرون یا 0/125 میلیمتر. برای کم کردن هزینه یک نقطه مبنا(دیتوم) تعریف کنید، برای مثال محل برخورد دو لبه می‌تواند به عنوان مبنا یا رفرنس باشد
نکته هفتم: تنظیم و راه اندازی مجدد دستگاه را به حداقل برسانید. قطعات باید در کمترین تعداد باز و بسته شدن به دستگاه، ماشینکاری شوند
ایده‌آل، یک بار بستن قطعه است. جابجایی قطعه کار هزینه را افزایش می‌دهد بویژه که معمولا دستی(غیر اتوماتیک) باید انجام شود برای ساخت قطعات با اشکال پیچیده این مورد حتی مهم‌تر است. آنها احتمالا به دستگاه سی‌ان‌سی چند محوره نیاز خواهند داشت که باعث بالا رفتن هزینه خواهد شد برا ی همین آنها را به چند قسمت تقسیم کرده به‌طوری که در یک مرحله ماشینکاری شوند و سپس این قسمت‌ها را به هم پیچ کرده یا جوش دهید.
نکته هشتم: از طراحی قسمت های کوچک که طول و عرض نامتناسب دارند پرهیز کنید
قسمت‌هایی از قطعه کار که نسبت عرض و طول آنها زیاد باشد، در هنگام ماشینکاری به لرزه افتاده و درنتیجه ماشینکاری دقیق آنها مشکل خواهد بود. برای مستحکم‌تر شدن این قسمت‌ها به آنها پایه یا مهار کننده اضافه کنید یا این قسمت‌های کوچک را به دیوار‌های بزرگتر بچسبانید. همچنین در طراحی، نسبت طول و عرض هیچ قسمتی را بیشتر از یک به چهار نگیرید
نکته نهم: از ایجاد نوشته و حروف برجسته خود داری کنید
ماشینکاری حروف و نوشته‌ها روی سطوح قطعه کار باعث افزایش هزینه خواهد شد، چراکه زمان ماشینکاری را افزایش می‌دهد اگر وجود حروف ضروری بود، به جای ایجاد حروف برجسته، از تورفتگی استفاده کنید. پرداخت نهایی مثل نوشتن با رنگ یا چاپ رو سطح، معمولا مقرون به صرفه‌تر از براده‌برداری حروف روی قطعه هستند.
نکته دهم: قابلیت ماشینکاری مواد را در نظر داشته باشید
اگر بین دو جنس متفاوت حق انتخاب داشتید جنسی را انتخاب کنید که ماشینکاری آن راحت‌تر باشد. قابلیت ماشینکاری یعنی راحتی براده‌برداری از قطعه. هرچه قابلیت ماشینکاری یک قطعه بیشتر باشد سریعتر ماشینکاری شده و هزینه کمتر می‌شود. قابلیت ماشینکاری هر ماده‌ای به خواص فیزیکی آن وابسته است معمولا هر چه فلزی یا آلیاژی نرم‌تر باشد راحت‌تر ماشینکاری می‌شود.
آلیاژ برنج C360 فلزی با بالاترین قابلیت ماشینکاری است و آلیاژهای آلومینیوم هم به راحتی ماشینکاری می‌شوند. قابلیت ماشینکاری فولاد، ده برابر کمتر از آلومینیم است و ماشینکاری آن حداقل دو برابر بیشتر وقت می‌گیرد. انواع (گرید‌های) متفاوت فولاد قابلیت ماشینکاری متفاوتی دارند. قابلیت ماشینکاری پلاستیک‌ها با سختی آنها و خواص گرمایی آنها ارتباط دارد در جریان ماشینکاری، ممکن است پلاستیک‌ها تغییر شکل داده یا ذوب شوند.
«پلی‌اکسی‌متیلن» معروف به «درلین» راحت‌ترین پلاستیک برای ماشینکاری است. بعد از آن در رتبه دوم ABS قرار دارد. «پلی‌اتراترکتون» یا «پیک» و نایلون در ماشینکاری استفاده زیادی دارند، اما ماشینکاری آنها کمی سخت است
نکته یازدهم: قمیت ماده خام را در نظر داشته باشید
برای به حداقل رساندن هزینه، جنسی را برای ماشینکاری انتخاب کنید که قیمت خام آن پایین باشد. بویژه برای تعداد سفارشات کم. جدول زیر قیمت تعدادی از آلیاژهای فلزی و پلاستیک را برای قطعه خامی به ابعاد 15x15x5.5cm نشان می‌دهد.
آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۱ به صرفه‌ترین آلیاژ برای ساخت نمونه است این آلیاژ، هم قیمت پایینی دارد و هم قابلت ماشینکاری خوب. در این جدول، فلزهایی که قابلیت ماشینکاری بالایی دارند مانند «فولاد 303» و «برنج سی380» قیمت بالایی دارند.
برای همین بهتر است تا در سفارشات با تعداد بالا استفاده شوند تا علی‌رغم قیمت، سرعت بالای ماشینکاری باعث کم شدن هزینه شود اما در مورد پلاستیک‌ها ABS, Nylon, POM ای‌بی‌اس، نایلون و درلین قیمتی نزدیک به آلومینیم 6061 دارند اما ماشینکاری آنها سخت‌تر از آلومینیوم است پس قیمت تمام شده بالا خواهد بود «پلی‌اتراترکتون» یا «پیک» قیمت بسیار بالایی دارد فقط در صورت لزوم از آن استفاده کنید
نکته داوزدهم : پرداخت نهایی سطوح «فینیشینگ» را به حداقل برسانید
از چند بار «پرداخت نهایی سطوح» خودداری کنید مگر اینکه کاملا ضروری باشد «پرداخت سطح یا «فینیشینگ» ظاهر کار را بسیار بهتر می‌کند و مقاومت قطعات ماشینکاری شده را در برابر شرایط نامساعد محیطی بالا می‌برد اما هزینه را هم بالا می‌برد.
نکته سیزدهم: ترجیحا قطعاتی که تقارن محوری دارند طراحی کنید
قطعاتی که با دستگاه تراش یا تراش CNC تولید می‌شوند خیلی مقرون به صرفه‌تر از تولید با دستگاه CNC سه یا پنج محوره هستند.
همانطوری که در جدول زیر می‌بینید چنانچه هزینه تولید قطعه با دستگاه CNC سه محوره را مبنای محاسبه قرار دهیم، هزینه تولید با دستگاه تراش CNC 5 درصد ارزانتر و هزینه تولید همان قطعه با دستگاه CNC پنج محوره 100 درصد گرانتر خواهد بود
نکته چهاردهم: اندازه قطعه خام اولیه را با دقت انتخاب کنید
برای به حداقل رساندن هزینه، قطعه خام را از تمامی جهات سه میلیمتر بزرگتر از محصول نهایی انتخاب کنید. ابعاد ماده اولیه یا قطعه خام بر قیمت نهایی تاثیر دارد برای رسیدن به قطعه و دقت مورد نظر گاه لازم است که تمامی گوشه‌ها و لبه‌های قطعه خام براده‌برداری شوند این مقدار براده‌بردای بر هزینه نهایی تاثیر زیادی می‌گذارد
بویژه در تعداد بالای تولید، پس قائده کلی این است که ماده خام اولیه نباید خیلی بزرگتر از محصول نهایی باشد سه میلیمتر بزرگتر از هر طرف مناسب است.
نکته پانزدهم: از مزیت «صرفه در تعداد بالا» استفاده کنید
یعنی تعداد بالای سفارش و تولید قطعات تکراری. در ماشینکاریCNC ، تعداد تولید بر قیمت نهایی تاثیر زیادی دارد. از آنجا که هزینه شروع کار بالا است اگر تعداد تولید کم باشد در این صورت درصد زیادی از قیمت تمام شده هزینه شروع کار است. اما در تعداد بالا هزینه شروع عملا محو خواهد بود برای اینکه این هزینه تقسیم بر تعداد تولید می‌شود.
در نمودار زیر، هزینه متوسط ماشینکاری 12 قطعه متفاوت مشخص شده است. قطعات «فولاد ضد زنگ 304» هستند همانطوری که می‌بینید با بالا رفتن تعداد، هزینه ساخت هر قطعه ناگهان کم می‌شود حتی افزایش ناچیزی در تعداد باعث کم شدن زیادی در هزینه تولید قطعه می‌شود.
توجه کنید که سفارش بیش از 100 قطعه قیمت هر قطعه را 5 تا 10 برابر کم می‌کند مزیت «صرفه در تعداد بالا» قابل توجه است حتی در تعداد نسبتا کم و اینها نکات مهم برای کم کردن هزینه ماشینکاری «سی‌ان‌سی» بودند
ترجمه شده به سفارش سایت سی ان سی استوک
مترجم: داوود شفیعی
فیلم مرتبط که توسط فروشگاه استوک سی ان سی ترجمه شده است.
هرگونه کپی از مطالب ترجمه شده توسط سایت سی ان سی استوک قطعا از طریق پلیس فتا و مراجع قضایی مورد پیگیری قرار خواهد گرفت
