6 consejos para reducir el coste del prototipado CNC

Publicado el 10 de junio de 2019 | Por Tony, jefe de proyecto de Sendot Technology

El coste del prototipado CNC no es barato, a pesar de todos los avances de la tecnología moderna, y es comprensible. Al fin y al cabo, requiere especialistas muy cualificados, equipos profesionales y, a veces, el uso de aleaciones caras. Ocuparse de la producción de prototipos en la fase de diseño te será de gran ayuda para reducir el coste total del proyecto de prototipado CNC.

En qué consiste el coste del prototipado CNC

Para entender cómo recortar los costes del mecanizado de prototipos, veamos primero la lista de los principales gastos.

1. Metal en bruto. El principio básico del mecanizado CNC personalizado es que, ante todo, necesitas un gran bloque de metal del que cortar. En las industrias de prototipado y bajo volumen, esos tochos o piezas en bruto, como se los suele llamar, son en realidad mucho mayores que la masa total de la pieza final (hasta 5 veces en algunos casos). Por eso es importante elegir la aleación adecuada, porque en realidad estás pagando por 3 o 4 veces la masa de tu pieza.
2. Tiempo de preparación. Una vez que el plano técnico llega al servicio CNC, habrá inevitablemente una fase de preparación en la que se prepara el equipo de mecanizado, se escriben los programas NC y se fabrica o ensambla el utillaje. Este tiempo es
3. Tiempo de mecanizado. Una vez hechos los preparativos, tiene lugar el mecanizado. El parámetro principal durante el prototipado rápido CNC es el tiempo total requerido para el proceso. Incluye el tiempo del corte real, el cambio de herramienta, la carga y descarga de la pieza y el tiempo necesario para que las piezas de la máquina CNC se desplacen entre máquinas herramienta si es necesario. Este gasto es, con diferencia, el mayor de la lista y es absolutamente necesario reducir el tiempo de mecanizado.
4. Tiempo adicional. Cualquier tipo de proceso de fabricación tiene algunas pausas administrativas inevitables debidas a la documentación, el envío, etc. Estas dependen únicamente del fabricante de piezas de prototipo rápido, así que tienes que elegir con diligencia y preguntar el tiempo que le llevará hacer el contrato o enviar las piezas mecanizadas por CNC a medida a tu ubicación.

Así pues, tras haber analizado todos los gastos que influyen en el coste final del prototipado rápido CNC, podemos llegar a una conclusión y elaborar una lista de consejos que te ayudarán a recortar el coste del prototipado CNC de tu proyecto.

Consejos para reducir el coste del prototipo

Elige el metal correctamente

Muchos principiantes no piensan realmente en el material. O bien ponen por defecto acero de construcción o van a por algo más vistoso como el titanio o el acero inoxidable para evitar la oxidación. Ambas elecciones pueden ser erróneas o acertadas. Lo que debes entender aquí es que el precio de la aleación no es el factor decisivo. Por ejemplo, si tienes un gran volumen que mecanizar, es mejor elegir aluminio, ya que lo procesarás mucho más rápido y el ahorro en tiempo de mecanizado cubrirá los costes de mecanizado adicionales.

Otra cuestión es cuando necesitas alguna propiedad especial del material, por ejemplo, que resista altas temperaturas, pero te pasas de la raya y eliges un material de un grado superior al necesario. Por ejemplo, necesitas soportar 800 grados Celsius y vas a por 950 grados, un material mucho más difícil de procesar y mucho más caro, pero esos 150 grados adicionales no son necesarios.

Añade elementos de referencia

Reducir el tiempo de preparación es posible añadiendo superficies especiales a la pieza, que puedan utilizarse de forma consistente para fijar la pieza en bruto del prototipo del producto en la máquina herramienta. Por ejemplo, si estás fabricando una pieza de tipo eje, podrías añadir dos agujeros cónicos en sus caras para poder fijar la pieza en los puntos del torno. O, si la pieza es de tipo caja para fresar, añade un plano con dos agujeros perpendiculares a él.

Evita las superficies complejas

Las superficies complejas con un alto grado de suavidad de acabado superficial en piezas CNC no son bienvenidas si tu opción es el prototipado rápido. La razón es que las superficies complejas suelen acabarse con una pequeña fresa de punta esférica. Tiene un paso lateral (stepover) extremadamente pequeño (alrededor de 0,1-0,05 mm) y tiene que recorrer toda la superficie desde un solo lado (si va en ambos sentidos, quedarán pequeñas crestas). Cuando el área de una superficie compleja es grande, necesitarás horas para terminarla.

Evita las paredes finas y las cavidades profundas

El prototipado CNC implica mucha fuerza y fricción. Las fuerzas de corte deben ser grandes para poder arrancar una pieza de acero u otra aleación. Esta fuerza no va únicamente al corte. Si la herramienta está desafilada o los parámetros de corte son demasiado grandes, la propia pieza puede doblarse un poco. Esto puede despreciarse si la pieza tiene mucho metal y su rigidez es alta, pero cuanto más fina y larga es la pieza, más notarás la deformación debida a las fuerzas de corte. Puede contrarrestarse en cierta medida reduciendo los parámetros de corte, pero eso conllevará un aumento del tiempo de mecanizado. Así que las piezas mecanizadas para prototipos deberían tener paredes más gruesas.

Pide un lote pequeño en lugar de una sola pieza

Si existe una ligera posibilidad de que necesites más de un prototipo para las pruebas, deberías pedir un lote pequeño desde el principio en lugar de pedirlo más tarde, ya que será mucho más barato. El taller mecánico solo tendrá que preparar sus máquinas herramienta una vez en lugar de dos.

Ajusta la precisión correctamente

Muchos diseñadores piensan que cuanto más precisa es una pieza, mejor, y cuanto más alto es el acabado superficial, mejor se verá (las piezas pulidas y brillantes quedan bien, ¿verdad?), pero las tolerancias estrechas y los acabados superficiales extremos significan que el fabricante de prototipos tendrá que utilizar rectificadoras para lograr tales dimensiones y acabados superficiales. Y para rectificar las piezas, estas necesitan tener una cantidad mínima de dureza. Y eso conlleva tratamiento térmico. Ahora bien, el tratamiento térmico lleva al menos un día, porque hay que calentar la pieza, dejarla ahí y luego enfriarla. Así que es preferible que la mayoría de las superficies sean IT9 o inferior con un acabado superficial de Ra 3,2 o peor, y solo las superficies más importantes con tolerancias más altas.