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Kosten für die CNC-Bearbeitung senken

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Insight: Kosten für die CNC-Bearbeitung senken 

22.05.2020

 

Hallo und herzlich willkommen zu dieser Ausgabe von Insight!

Wer hat Lust, bei der nächsten CNC-Bearbeitung Geld zu sparen? Diese Woche helfen wir Ihnen genau hierbei weiter.

Wir alle wissen, dass die Technik immer besser und komplexer wird. Es gibt aber ein paar einfache Schritte, wie Sie Teile für eine kostengünstigere Maschinenbearbeitung entwerfen können.

Überlegen wir uns zuallererst, wie Sie an allen Ecken und Kanten sparen können – und das meine ich wörtlich.

Brauchen Sie wirklich die Schnittlinie zwischen Wänden, um perfekt scharfe Innenecken zu bilden? Oder haben Sie sich darüber eigentlich noch keine Gedanken gemacht? Wirklich rechtwinklige vertikale Ecken erhält man nur mittels Funkenerodieren, was langsam und teuer sein kann.

Wenn Sie stattdessen einen Eckradius festlegen, sparen Sie bares Geld. Ihr Anbieter würde hierfür einen kleinen Schaftfräser verwenden, aber auch das ist ein langsames, filigranes und teures Verfahren. Außerdem ist die erreichbare Tiefe begrenzt.

Ein noch budgetfreundlicherer Ansatz ist das Ausfräsen eines Freistichs an den Innenecken. Dadurch entfällt die Rundung, und stattdessen bleibt ein U- oder C-förmiger Freiraum. Auf diese Weise können Sie die Teilekosten reduzieren, da Ihr Anbieter größere Schaftfräser verwenden kann und der Materialabtrag sich entsprechend erhöht.

Wo wir gerade über Ecken sprechen: Versuchen Sie, Kantenbrüche zu vermeiden. Natürlich müssen Sie oft geglättete Außenkanten abschrägen oder abrunden, das kann allerdings teuer sein.

Auch wenn Ihr Anbieter optional ein automatisches Entgraten anbietet, muss er ein zusätzliches Werkzeug, einen sogenannten Kugelkopf-Fräser, einsetzen und diese Ecken mit einer 3D-Profilierbewegung der Maschine bearbeiten. Diese Werkzeuge arbeiten mit hohen Drehzahlen, entfernen aber nur sehr geringe Materialmengen. Deshalb kann es ein langwieriger Prozess sein, bis alle Kanten glatt sind.

Wenn Ihr Budget knapp ist, können Sie alternativ diese Teile selbst mit einer Feile, Schleifpapier oder einer Schleifscheibe entgraten.

Als Nächstes sollten Sie sich fragen, ob Sie die Text- oder Logogravur auf einem Teil wirklich brauchen. Es sieht natürlich toll aus, ist aber zeitintensiv und wegen der zusätzlichen Bearbeitungszeit mit Mehrkosten verbunden.

Jetzt zu einem allgemeinen Designaspekt. Beim Entwerfen von dünnen Wänden und Merkmalen sollten Sie sehr vorsichtig sein. Was meine ich mit „dünn“? Bei Protolabs beispielsweise beträgt die Teiletoleranz ±0,13 mm, was ziemlich wenig ist. Wir empfehlen Ihnen, auf Wände zu verzichten, die dünner sind als 0,51 mm, weil sie bei der Bearbeitung brechen oder sich später verbiegen oder verziehen können.

Verstärken Sie also die Wände so gut wie es Ihr Teiledesign erlaubt.

Außerdem kann es sich auszahlen, das Teiledesign so einfach wie möglich zu halten. Vermeiden Sie tiefe Taschen auch dann, wenn die Ecken mit einem Relief versehen werden. Das Abtragen des Materials nimmt viel Bearbeitungszeit in Anspruch. Außerdem wird die Restspannung zum Problem, je tiefer die Taschen und je höher die Wände werden.

Sie können natürlich Versteifungen oder Stützkonstruktionen verwenden, dadurch steigen jedoch die Bearbeitungskosten. Das Mantra „Keep it simple“ sollten alle Konstrukteure befolgen.

Dies gilt auch in Bezug auf die Teilegeometrie. Versuchen Sie nicht, Ihren Teilen zu viel zuzumuten.

Dinge wie strukturierte Oberflächen, Aushöhlungen und Gewinde sind zwar machbar, nagen aber an Ihrem Projektbudget.

Wenn Ihr Design zu komplex zu werden droht, dann überlegen Sie sich, ob es möglich ist, es in mehrere Teile zu splitten und diese mit Verbindungselementen zusammenzubauen. Ich weiß, niemand ist glücklich über Montagekosten oder die zusätzliche Komplexität, die mit mehreren Teilen einhergeht. Wenn es aber schnell gehen muss, ist das bei schwer zu bearbeitenden Teilen wahrscheinlich die beste Lösung.

Sprechen Sie mit Ihrem Anbieter. Dieser kann Ihnen Tipps zu Merkmalen geben, die nicht gefertigt werden können, und Bereiche hervorheben, wo Sie mit ein paar einfachen Anpassungen Geld sparen können.

Mein letzter Punkt, um Kosten zu sparen, lautet: Überlegen Sie sich gut, welchen Werkstoff Sie verwenden. Manche Materialien sind günstiger und manche lassen sich einfacher bearbeiten.

Edelstahl 17-4 z. B. ist schwer zu schneiden. Wenn Sie seine hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit nicht brauchen, probieren Sie stattdessen 316L oder 304 aus.

Fräser und Fräserinnen freuen sich immer über Werkstücke aus Messing. Messing ist ein weiches Metall, das sich leicht fräsen lässt und vielleicht genau die mechanischen, chemischen und Leitfähigkeitseigenschaften hat, die Sie gerade brauchen.

Wo wir gerade darüber sprechen: Brauchen Sie überhaupt ein Metallteil? Alle Kunststoffe lassen sich leicht schneiden, was Ihnen manchmal Kosten erspart. Außerdem bieten Kunststoffe, je nach Auswahl, alle möglichen Eigenschaften. Manche haben eine hohe Verschleiß-, Korrosions- oder Hitzebeständigkeit, während andere ausgezeichnete Festigkeits-, Stoß- oder elektrische Eigenschaften bieten.

Hier eine Faustregel für Sie: Obwohl weichere Werkstoffe leichter zu bearbeiten sind, besteht beim Fräsen hierbei ein größeres Risiko von Maßinstabilität und Fadenbildung.

Denken Sie daran, dass Ihr Anbieter bereits tausende unterschiedlicher Teile mit vielen verschiedenen Werkstoffen bearbeitet hat, und fragen Sie ihn um Rat.

Alles klar, das war‘s für diese Woche. Ich freue mich, Sie nächsten Freitag wiederzusehen.

 


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