El coste del mecanizado CNC

Este artículo le ayudará a comprender los principales factores que determinan el coste del mecanizado CNC y a optimizar su proyecto para sacarle el máximo partido.
CNC milling machine

En el mecanizado CNC no existen costes fijos que puedan aplicarse universalmente a los distintos proyectos de mecanizado. El coste de un proyecto de mecanizado CNC viene determinado conjuntamente por varios factores. Dado que el coste es una consideración vital en la mayoría de los proyectos, se recomienda entender esos factores y en qué medida afectan al coste.

Este artículo le ayudará a comprender los principales factores que determinan el coste del mecanizado CNC y a optimizar su proyecto para sacarle el máximo partido.

Factores que afectan al coste del mecanizado CNC

Los factores más importantes que afectan al coste de las piezas mecanizadas por CNC pueden clasificarse en equipos, materiales, diseño, volumen de fabricación y operaciones de acabado.

Equipos y maquinaria

Los costes de equipamiento se adquieren antes de que comience el mecanizado. Sin embargo, son costes de preparación e influyen en el coste del proyecto de mecanizado. Cuanto más caro sea adquirir, operar y mantener una máquina, más caras serán las piezas fabricadas con ella.

Fresadora CNC para metalurgia

Cómo elegir el tipo de máquina CNC

La fabricación con CNC implica varias operaciones de mecanizado. Entre ellas se encuentran el taladrado, el mandrinado, el torneado y el fresado. La mayoría de ellas se llevan a cabo en un torno CNC o en una fresadora CNC.

Otro punto es la eficacia de la propia máquina. Las máquinas CNC han evolucionado enormemente a lo largo de los años. Las primeras máquinas NC y CNC no son nada comparadas con las modernas máquinas CNC altamente avanzadas que se utilizan hoy en día. Las máquinas modernas son más rápidas y mucho más eficientes. A largo plazo, esta velocidad abarata la producción de piezas.

Cómo elegir el utillaje para el mecanizado CNC

Además, los costes de las herramientas de corte también influyen en el coste total del equipo. El material de la herramienta, el recubrimiento y la geometría afectan a este coste. Por ejemplo, las herramientas de carburo cementado, que son más duras, resistentes al calor y capaces de soportar velocidades extremas, cuestan más del doble que las de acero para herramientas.

Por qué el fresado CNC es más caro

Las fresadoras suelen ser más caras que los tornos, ya que cuentan con piezas móviles más complejas, son más difíciles de montar, manejar y mantener, y son capaces de realizar operaciones más complejas. Por tanto, el fresado CNC suele ser más caro que cualquier otra operación.

Las fresadoras son de diferentes tipos, con distintos niveles de complejidad y capacidad. Cuantos más ejes tenga una fresadora, más cara será. Las máquinas CNC modernas suelen tener tres o cinco ejes. Aunque las máquinas de 5 ejes pueden crear geometrías muy complejas con mayor precisión y rapidez (por lo que requieren menos tiempo de mecanizado), suelen ser más caras que sus homólogas de 3 ejes.

Costes de preparación

Los costes de preparación cubren los costes derivados de la preparación del mecanizado propiamente dicho. Todas las piezas mecanizadas por CNC comienzan como un modelo 3D. El modelo 3D es diseñado por expertos en diseño, utilizando software CAD (diseño asistido por ordenador). Los recursos necesarios para crear un modelo 3D para su fabricación constituyen una parte importante de los costes de preparación.

Los costes de puesta en marcha también incluyen la optimización del diseño y la preparación de los modelos que se van a fabricar mediante el software CAM adecuado.

Material

Cómo influye el precio del material en el coste del mecanizado CNC

El material con el que se fabrica una pieza es uno de los factores de coste más importantes. Hay varios costes asociados a un material que se va a mecanizar. El más importante es el coste del propio material. Los precios de los materiales varían en función de su disponibilidad, de sus propiedades y de los costes generales de producción. 

Los metales suelen ser más caros que otros materiales. El siguiente gráfico muestra los precios relativos de algunos metales de uso común en ingeniería. Tenga en cuenta que los precios de los metales fluctúan y que los precios exactos pueden variar según el lugar. Los precios que aparecen en el gráfico son relativos.

Difference in metal raw metal costs
Diferencia en los costes de las materias primas metálicas

La maquinabilidad del material, un factor clave

Además del coste de los materiales, la maquinabilidad es otro importante factor determinante del coste. Los materiales que tienen una baja maquinabilidad necesitan más tiempo y esfuerzo para ser mecanizados, y en el mundo del mecanizado CNC, el tiempo es literalmente dinero.

El coste de una pieza mecanizada es directamente proporcional al tiempo que se tarda en mecanizarla. Los materiales difíciles de mecanizar también consumen más recursos, como fluidos de corte, electricidad y herramientas de corte.

En Xometry, ofrecemos una amplia gama de materiales que incluyen, metales, plásticos y elastómeros. Puede encontrar una lista completa de los materiales que ofrecemos, junto con sus descripciones y costes relativos.

Diseño y geometría

Mejorar los diseños CAD para el mecanizado CNC

El diseño y la geometría de las piezas influyen considerablemente en el coste del mecanizado CNC. 

Es una regla general que cuanto más compleja sea una pieza, más cara será su fabricación. Las piezas muy complejas pueden requerir maquinaria más avanzada. También requieren más tiempo de mecanizado, múltiples pasadas y configuraciones, más recursos y una inspección más estrecha. Todo ello influye en el coste de las piezas.

En el mecanizado CNC, hay ciertas características y diseños de piezas que inevitablemente aumentan el coste. Entre ellas se encuentran las esquinas internas vivas, las paredes delgadas, las cavidades profundas, los tamaños de agujeros no estándar y el grabado de textos. Éstas, y otras características poco rentables que hemos recopilado, afectan al coste de forma significativa y deben evitarse a menos que sean absolutamente necesarias. Además, algunas especificaciones de diseño, como la rugosidad de la superficie o las opciones de tolerancia, pueden requerir múltiples pasadas e inspecciones. 

CNC machining marks
Marcas de mecanizado CNC

Además, las piezas grandes son lógicamente más caras de fabricar, ya que requieren más materia prima, recursos y esfuerzo y tiempo de fabricación.

Volumen de producción

Reducir el coste del mecanizado CNC con una producción de gran volumen

El coste por unidad de un conjunto de piezas idénticas se reduce considerablemente a medida que aumenta el número de piezas. Esta reducción proporcional del coste es el resultado de la eliminación de los costes de preparación repetidos. El diseño CAD, la preparación CAM y la puesta a punto de la máquina se realizan una vez y para todas las piezas que se van a fabricar.

Utilizando los datos de nuestro motor de presupuestos instantáneos, el gráfico siguiente compara el coste por unidad y el número de unidades de la pieza de la imagen superior, fabricada en aluminio EN AW-6061 / 3.3211 / Al-Mg1SiCu.

Cost dependence on order size
Dependencia del coste del tamaño del pedido

El gráfico anterior demuestra que el coste por pieza es inversamente proporcional al número de piezas fabricadas. El coste por unidad para un volumen de producción de 1000 es aproximadamente un 88% menor que el coste de una unidad independiente.

Operaciones de acabado

El mecanizado CNC produce piezas que son adecuadas para ser utilizadas tal y como están mecanizadas. Sin embargo, algunas aplicaciones requieren que las piezas se sometan a operaciones de posprocesado como el tratamiento térmico, el acabado de la superficie y el revestimiento para mejorar su funcionalidad, propiedades y estética.  Todo ello aumenta el precio de la pieza.

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