CNC 가공 비용 최소화를 위한 10가지 검증된 전략

시제품을 만들거나 최종 사용 제품을 대량 생산하려 할 때 CNC 가공은 좋은 방법입니다. 하지만 가공 비용이 사람들이 중단하는 주된 이유인 경우가 많습니다. CNC 부품 비용에 영향을 미치는 요소에는 소재, 설계, 표면 처리, 수량, 납기 등이 있습니다. 다행히 풍부한 CNC 가공 경험을 가진 전문가들은 절삭 비용과 최종 제품 가격을 크게 낮추는 데 도움을 줄 수 있습니다.

이 글에서는 엔지니어들의 상위 10가지 팁을 요약합니다. 이 검증된 팁을 따르면 설계 요구사항을 충족하면서 비용을 최소화하도록 최적화된 부품을 얻을 수 있습니다.

CNC 가공 부품 비용에 영향을 미치는 요소는?

비용 절감 방법을 논의하기 전에 CNC 부품 가격에 영향을 미치는 다음 6가지 요소를 간략히 설명합니다.

가공 시간

부품 가공에 시간이 오래 걸릴수록 비용이 높아집니다. 가공 시간은 일반적으로 CNC 가공 부품의 주요 비용 동인입니다.

소재 과학

서로 다른 원자재의 가격은 종종 다릅니다. 성능이 비슷해도 흔하지 않은 소재는 훨씬 더 비쌀 수 있습니다.

공차

더 엄격한 공차 요구사항은 가공을 더 어렵게 만들고 불량률을 증가시켜 가격 상승으로 이어집니다.

수량

1개와 1000개를 생산하는 데 필요한 CNC 프로그래밍 시간은 동일하므로, 더 많은 수량이 필요하면 총 비용이 균등하게 분담되어 개별 제품 비용이 절감됩니다.

표면 처리

코팅, 연마, 아노다이징, 흑색 산화 등의 표면 처리가 필요하면 여러 공정 단계와 많은 비용이 추가됩니다.

납기

짧은 납기는 공급업체가 더 많은 인력을 조정해 주문을 우선 처리하고 다른 주문 처리를 지연시켜야 함을 의미합니다. 이는 업계에서 '긴급 처리 수수료'라고 부르는 추가 비용의 작은 요인입니다.

10가지 비용 절감 설계 팁

이제 CNC 가공 비용이 어디에서 발생하는지 알았으니, 어떻게 최소화할 수 있는지 살펴보겠습니다.

1. 가장 적합한 소재 선택

부품을 설계하고 가공할 때 올바른 소재를 선택하는 것이 비용 절감의 가장 중요한 방법입니다. 가장 적합한 소재가 가장 비싼 것은 아닙니다. 부품의 용도와 기능에 따라 가장 적합한 소재를 찾아야 합니다.

성능이 거의 동일한 소재가 많지만 가격은 크게 다릅니다. 이러한 대체 소재가 기능적 용도를 충족할 수 있는지 확인할 수 있습니다. 예를 들어, 일반적으로 사용되는 몰드 이젝터 핀에서 SKH51을 SKD61로 대체하면 50~70%의 비용을 절감할 수 있습니다.

반면, 6061 알루미늄과 같은 부드러운 소재는 절삭이 더 쉽기 때문에 가공 시간이 단축됩니다. 더 단단한 소재는 더 비싼 가공 공구가 필요하고 공구 손상과 마모가 더 잘 발생합니다. 요약하면, 더 단단한 소재는 더 긴 가공 시간과 공구 마모율을 필요로 하여 부품 가공 비용을 증가시킵니다.

2. 90° 내부 모서리 사용 피하기

날카롭거나 90도 내부 모서리는 더 많은 가공 단계와 시간이 소요되어 추가 비용이 발생합니다. 그러나 대부분의 내부 모서리는 90도가 필요하지 않으며, 필렛은 기능 사용에 영향을 주지 않습니다.

설계를 필렛을 포함하도록 조정하면 기계가 부품을 만들기 위해 연속적으로 작동할 수 있습니다. 엔드밀과 같은 CNC 가공 공구는 자동으로 원형 내부 모서리를 남깁니다. 작거나 좁은 필렛 반경은 더 많은 공구 경로와 특수 소형 공구가 필요하여 가공 시간을 늘리고 공구 교체를 요구합니다. 반면, 모서리의 더 큰 반경은 더 큰 공구가 효과적으로 절삭할 수 있음을 의미합니다.

최적의 설계를 위해 내부 모서리 반경의 L:D 비율(길이 대 직경)이 3:1 이하인지 확인하십시오. 또한 모든 내부 모서리의 반경을 동일하게 유지하면 가공 시간을 줄일 수 있습니다.

3. 내부 캐비티 최소화

깊은 캐비티 설계의 금속 또는 플라스틱 부품은 일반적으로 시간이 많이 걸리고 가공이 어렵습니다. 캐비티 생성에는 많은 양의 재료 제거가 필요하여 재료 낭비를 초래할 수 있으며, 칩 제거가 어렵거나 와이어 컷 EDM 또는 싱크 EDM과 같은 특수 공정이 깊이에 도달하기 위해 필요할 수 있습니다. 이는 비용을 더 증가시킵니다.

설계에서 포켓 깊이를 길이의 4배로 제한하고, 이상적인 설계 깊이는 직경의 2~3배입니다.

4. 얇은 벽 설계 피하기

너무 얇은 벽의 가공 부품은 매우 취약하기 때문에 가공에 더 많은 시간이 필요합니다. 그리고 진동이나 변형이 자주 발생하기 때문에 정확한 공차를 유지하기 어렵습니다. 느린 가공, 특수 가공 기술, 높은 불량률로 인해 이러한 얇은 벽 부품은 더 비쌉니다.

두꺼운 벽 부품의 가공이 더 안정적이고 가공 비용이 낮습니다. 가공 가격을 낮게 유지하려면 얇은 벽 설계를 피하십시오. 금속 부품의 벽 두께는 0.8mm 이상, 플라스틱 부품의 벽 두께는 1.5mm 이상이어야 합니다.

5. 표준 구멍 크기 사용

가공 부품에 나사 구멍이 설계된 경우 구멍 깊이와 나사 크기가 총 가격에 영향을 미칩니다. 일반적으로 고정 장치의 나사 길이를 늘려도 부품이 더 강해지지 않으므로 구멍 직경의 3배보다 큰 구멍을 통과할 필요가 없으며 가능한 한 짧게 만드십시오. 나사 길이가 직경의 3배이면 파손 위험이 증가하고 더 많은 가공 시간이 필요합니다. 매우 작은 나사는 수동 탭핑이 필요하여 가격도 높아집니다.

6. 복잡한 부품 피하기

대형, 마이크로 크기 또는 복잡한 설계의 부품을 가공하려면 특수 공구, 다축 CNC 기계 또는 맞춤형 고정 장치가 필요하며, 이 모든 것이 총 비용을 증가시킵니다.

여러 면에서 작동해야 하는 복잡한 부품의 경우, 부품을 두 개 이상의 개별 부품으로 분할한 후 가공 후 용접 또는 볼트로 조립해 볼 수 있습니다. 비용이 절감될 수 있음을 알게 될 것입니다.

7. 주석 코팅, DLC 코팅 등 표면 마감 피하기

CNC 가공 부품의 표면 마감은 심미적, 내식성, 내마모성 또는 기타 목적을 위해 필요한 표면 특성이나 속성을 얻기 위한 추가 공정입니다. 그러나 열처리, 샌드블라스팅, 특수 코팅, 아노다이징 등의 마감은 총 비용을 증가시킵니다. 따라서 목적에 따라 신중하게 평가해야 합니다.

총 비용을 줄이고 싶다면 표준 가공 표면을 선택하는 것이 좋은 선택입니다. 가공 표면은 빠르고 저렴한 선택으로, 마운팅 브래킷과 같은 비전시 용도에 주로 사용됩니다. 표면 마감은 125 RA 인치(3.2 RA 마이크론) 수준입니다.

8. 엄격한 공차 과도 사용 피하기

Deke는 초정밀 가공 장비와 생산 경험을 보유하여 ±0.001mm 공차를 충족할 수 있습니다. 그러나 특수 목적 부품이 아닌 경우 엄격한 공차를 과도하게 사용하지 않는 것이 좋습니다. 공차가 작을수록 공장에서 더 많은 공정과 시간이 필요하므로 가격이 훨씬 높아집니다.

9. 배치 주문

최신 CNC 선반과 밀링 머신은 이전보다 더 효율적으로 작동하지만, 여전히 엔지니어가 프로그래밍하고 설정해야 합니다. 아시다시피 주문하는 부품 수량은 단가에 큰 영향을 미칩니다. 10,000개를 주문하든 10개만 주문하든 가격은 크게 다릅니다. 동일한 부품의 대량 생산은 CNC 가공의 생산 효율성과 비용 효율성을 극대화할 수 있기 때문입니다.

10. 작업 추진 및 생산 계획 사전 준비

제품 청사진 개발, 설계 작업 추진, 생산 전 최종 제품 설계 완료. 이는 CNC 가공 공급업체가 원자재 구매, 생산 계획 수립, 합의된 시간 내 제품 납품을 위한 충분한 시간을 갖게 합니다. 동관 가오루의 다년간 생산 경험에 따르면 더 긴 납기는 전체 비용을 4~6% 절감할 수 있습니다.

결론

이것이 부품 가공 비용을 줄이는 데 도움이 되는 상위 10가지 설계 팁입니다. 요약하자면, 단순하게 유지하고 표준을 따르십시오. 이러한 설계 기술을 마음에 새겨 실제 제품에 적용하면 불필요한 많은 비용을 확실히 줄일 수 있습니다.