단일 프로토 타입을 만들거나 대량 생산을 준비하든 CNC 가공과 관련하여 제조 비용을 줄이는 것이 최우선 과제입니다.
다행히도 디자이너로서 귀하의 결정은 최종 가격에 큰 영향을 줄 수 있습니다. 이 기사에서 가공 가능성 팁 설계를 통해 비용을 최소화하고 설계 요구 사항을 충족하도록 최적화 된 부품을 제조 할 수 있습니다.
CNC 부품의 비용에 어떤 영향을 미칩니 까?
CNC 가공 부품의 가격은 다음 요인에 따라 다릅니다.
● 처리 시간 : 부품을 처리하는 데 시간이 오래 걸리면 비용이 많이 듭니다. CNC에서 가공 시간은 종종 주요 비용 드라이버입니다.
● 시작 비용 : 이들은 CAD 파일 준비 및 프로세스 계획과 관련이 있으며 소규모 배치 생산에 매우 중요합니다. 이 비용은 고정되어 있으며 "규모의 경제"를 악용하여 단가를 낮출 수있는 기회가 있습니다.
● 재료 비용 : 재료 비용과 재료 처리의 어려움은 전체 비용에 큰 영향을 미칩니다. 특정 재료 요소를 고려하면서 디자인을 최적화하면 가격이 크게 줄어들 수 있습니다.
● 기타 제조 비용 : 특수 요구 사항 (예 : 단단한 공차 또는 얇은 벽을 정의 할 때)이있는 부품을 설계하면 특수 툴링, 더 엄격한 품질 관리 및 더 많은 가공 단계 (가공 속도를 낮추기 위해)가 필요할 수 있습니다. 물론 이것은 총 제조 시간 (및 가격)에 영향을 미칩니다.
이제 CNC 비용의 원천이 명확 해졌으므로 디자인을 최적화하여 최소화하는 방법을 살펴 보겠습니다.
팁 1 : 내부 수직 가장자리에 반경 추가
모든 CNC 밀링 도구는 원통형 모양이며 포켓의 가장자리를자를 때 반경을 만듭니다.
작은 직경 도구를 사용하여 모서리 반경을 줄입니다. 이는 더 낮은 속도의 여러 패스를 의미합니다. Smaller 도구는 가공 시간과 비용을 조달하는 단일 패스에서 더 큰 패스에서 재료를 빠르게 제거 할 수 없습니다.
비용 최소화 :
● 캐비티 깊이의 1/3 이상 반경을 추가하십시오 (더 큰 것이 좋습니다).
● 모든 내부 가장자리에 동일한 반경을 사용하는 것이 가장 좋습니다.
● 캐비티 하단에 작은 반경 (0.5 또는 1mm)을 지정하거나 반경이 전혀 없음을 지정하십시오.
이상적으로, 코너 반경은 포켓을 가공하는 데 사용되는 공구의 반경보다 약간 커야합니다. 이렇게하면 도구의 부하가 줄어들고 제조 비용이 더욱 줄어 듭니다. 예를 들어, 디자인에 12mm 깊이의 공동이있는 경우 모서리에 5mm (또는 그 이상) 반경을 추가하십시오. 이렇게하면 Ø8mm 커터 (4mm 반경)가 더 빨리 절단 할 수 있습니다.
팁 2 : 공동의 깊이를 제한하십시오
날카로운 모서리가있는 안쪽 모서리가 필요한 경우 (예 : 직사각형 부품이 캐비티에 맞아야 할 때) 안쪽 가장자리의 반경을 줄이는 대신 언더 컷이있는 모양을 사용하십시오.
깊은 공동 가공은 많은 양의 재료를 제거해야하므로 시간이 많이 걸리기 때문에 CNC 부품의 비용에 큰 영향을 줄 수 있습니다.
CNC 도구는 절단 길이가 제한되어 있음을 기억하는 것이 중요합니다. 일반적으로 직경의 깊이 2-3 배나 가장 잘 작동합니다. 예를 들어, Ø12 커터는 최대 25mm 깊이의 주머니를 안전하게자를 수 있습니다.
더 깊은 캐비티 (공구 직경 이상의 최대 4 배)를 절단 할 수 있지만 특수 도구 또는 다축 CNC 시스템이 필요하기 때문에 비용이 추가됩니다.
또한 공동을자를 때 공구를 올바른 컷 깊이까지 기울여야합니다. 부드러운 입구에는 충분한 공간이 필요합니다.
비용 최소화 :
● 모든 공동의 깊이를 길이의 4 배로 제한하십시오 (즉, XY 평면에서 가장 큰 치수).
팁 3 : 얇은 벽의 두께를 증가시킵니다
두꺼운 고체 섹션은 더 안정적이며 (기계에 비싸지 않음) 무게가 주요 요인이 아닌 한 선호해야합니다.
얇은 벽을 가공 할 때 왜곡이나 파손을 피하려면 낮은 깊이의 컷에서 여러 번의 패스가 필요합니다. 얇은 특징은 또한 진동하기 쉬우므로 정확하게 기계를 가공하기가 어렵고 가공 시간을 크게 증가시킬 수 있습니다.
비용 최소화 :
● 금속 부품의 경우 설계 벽 두께는 0.8mm보다 큽니다 (더 두껍을수록 좋습니다).
● 플라스틱 부품의 경우 최소 벽 두께를 1.5mm 이상으로 유지하십시오.
달성 가능한 벽 두께는 금속의 경우 0.5 mm, 플라스틱의 경우 1.0 mm입니다. 그러나 이러한 기능의 가공 가능성은 사례별로 평가되어야합니다.
팁 4 : 스레드 길이를 제한합니다
필요한 것보다 더 긴 스레드를 지정하면 특수 툴링의 필요성으로 인해 CNC 부품의 비용이 증가 할 수 있습니다.
구멍 직경의 0.5 배 이상 스레드는 실제로 연결 강도를 증가시키지 않습니다.
비용 최소화 :
● 구멍 직경의 최대 3 배의 최대 길이의 스레드를 설계하십시오.
● 블라인드 구멍에있는 실의 경우, 구멍의 바닥에 스레드되지 않은 길이의 직경의 최소 1/2를 추가하는 것이 가장 좋습니다.
팁 5 : 표준 크기 구멍을 설계하십시오
표준 드릴을 사용하여 구멍을 신속하고 정밀도로 CNC 가공 할 수 있습니다. 비표준 크기의 경우 구멍에 최종 밀로 가공되어 비용을 더할 수 있습니다.
또한 모든 구멍의 깊이를 직경의 4 배로 제한하십시오. 더 깊은 구멍 (직경의 최대 10 배)을 만들 수 있지만 가공하기 어렵 기 때문에 비용을 추가 할 수 있습니다.
비용 최소화 :
● 직경이 10mm보다 작거나 0.5mm보다 큰 구멍의 경우 설계 구멍의 직경 증분은 0.1mm입니다.
● 인치로 설계 할 때 기존의 분수 인치를 사용 하거나이 분수 인치 드릴 크기 차트를 참조하십시오.
● 지름의 최대 4 배까지의 구멍을 설계하십시오.
팁 6 : 필요한 경우에만 밀접한 공차를 정의하십시오
밀접한 공차를 정의하면 가공 시간이 증가하고 수동 검사가 필요하므로 CNC의 비용이 증가합니다. 공차는 필요한 경우에만 신중하게 정의해야합니다.
기술 도면에 특정 공차가 정의되지 않으면 표준 공차 (± 0.125mm 이상)를 사용하여 부품이 가공되며, 이는 대부분의 비정규 기능에 충분합니다.
내부 기능에 대한 타이트한 공차는 특히 달성하기가 어렵습니다. 예를 들어, 구멍이나 공동을 교차하는 경우, 재료 변형으로 인해 작은 결함 (버림)이 가장자리에서 발생할 수 있습니다. 이러한 기능을 갖춘 부품은 검사 및 토론해야하며, 둘 다 비용을 추가하는 수동 (및 시간 부족) 프로세스입니다.
비용 최소화 :
● 필요한 경우에만 더 엄격한 공차를 지정하십시오.
● 단일 기준 (예 : 2 개의 가장자리의 단면)을 모든 허용 차원에 대한 참조로 정의하십시오.
평탄도, 직선, 둥근 및 진정한 위치와 같은 기술 도면에서 기하학적 차원 및 허용 범위 (GD & T)를 사용하면 CNC 가공 비용이 일반적으로 느슨해 지지만 고급 설계 지식을 효과적으로 적용해야하므로 CNC 가공 비용을 줄일 수 있습니다.
팁 7 : 기계 설정 수를 최소로 유지
부품 회전 또는 재배치 부품은 일반적으로 수동으로 수행해야하므로 제조 비용이 증가합니다. 또한 복잡한 형상의 경우 사용자 정의 비품이 필요할 수있어 비용이 더욱 증가합니다. 특히 복잡한 형상에는 다축 CNC 시스템이 필요할 수있어 가격이 더 높아질 수 있습니다.
한 번의 설정으로 CNC를 가공 할 수있는 구조로 부품을 분할 한 다음 볼트 또는 용접을 고려하십시오. 이것은 매우 깊은 구멍이있는 부분에도 적용됩니다.
비용 최소화 :
● 한 번의 설정으로 만 가공 할 수있는 부품을 설계합니다.
● 이것이 불가능한 경우, 지오메트리를 나중에 조립을 위해 부품으로 나누십시오.
팁 8 : 종횡비가 높은 작은 기능을 피하십시오
종횡비가 높은 작은 기능은 진동이 발생하기 쉬우 며 정확하게 가공하기가 특히 어렵습니다.
강성을 높이려면 두꺼운 벽에 부착되거나 브레이싱지지 갈비뼈 (바람직하게는 4 : 각면에 하나)로 강화되어야합니다.
비용 최소화 :
● 종횡비가 4 미만인 설계 기능.
● 벽에 브레이싱을 추가하거나 작은 특징을 벽에 부착하여 강성을 높이십시오.
팁 9 : 모든 텍스트와 글자를 제거하십시오
CNC 가공 부품의 표면에 텍스트를 추가하면 추가 및 시간 소모적 가공 단계로 인해 상당한 비용이 추가 될 수 있습니다.
실크 스크린 인쇄 또는 페인팅과 같은 표면 마감 방법은 CNC 가공 부품 표면에 텍스트를 추가하는보다 비용 효율적인 방법입니다.
비용 최소화 :
● CNC 가공 부품에서 모든 문자와 문자를 삭제하십시오.
● 텍스트가 필요한 경우, 후자는 더 많은 재료를 제거해야하므로 엠보싱하는 대신 조각을 선호합니다.
팁 10 : 재료 가공성을 고려하십시오
가공 가능성은 재료를 얼마나 쉽게 절단 할 수 있는지를 나타냅니다. 가공성이 높을수록 CNC가 재료를 처리 할 수있어 비용이 줄어 듭니다.
각 재료의 가공 가능성은 물리적 특성에 따라 다릅니다. 일반적으로 금속 합금이 부드럽고 연성이 더 많을수록 가공이 쉬워집니다.
비용 최소화 :
재료 중에서 선택할 수 있다면 더 나은 가공 가능성이있는 자료 (특히 대량 주문)를 선택하십시오.
팁 11 : 벌크 재료 비용을 고려하십시오
재료 비용은 CNC 가공 부품의 가격에 큰 영향을 줄 수있는 또 다른 요인입니다.
알루미늄 6061은 저렴한 비용이 매우 우수한 가공 가능성과 결합하기 때문에 금속 프로토 타입을 만드는 데 가장 비용 효율적인 재료입니다.
비용 최소화 :
● 벌크 비용이 낮은 재료 (특히 작은 배치 주문)를 선택하십시오.
팁 12 : (다중) 표면 처리를 피하십시오
표면 처리는 CNC 가공 부품의 가혹한 환경으로의 외관과 저항을 향상 시키지만 비용을 증가시킵니다.
동일한 부품에 여러 개의 다른 마감재가 필요하면 추가 단계로 인해 가격이 더 높아집니다.
비용 최소화 :
● 처리 후 표면 마감을 선택하십시오.
● 절대적으로 필요한 경우에만 여러 마감을 요청하십시오.
팁 13 : 공백 크기를 고려하십시오
블랭크의 크기는 전체 비용에 영향을 줄 수 있으며, 정확도를 높이려면 부품의 모든 가장자리에서 일부 재료를 제거해야합니다. 이는 재료 비용 (특히 대량 주문의 경우)에 큰 영향을 줄 수 있습니다. 일반적으로 블랭크는 끝보다 3mm 이상 더 커야합니다.
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