Kako smanjiti troškove CNC strojne obrade?

S obzirom na širok opseg mogućnosti koje jedan CNC stroj nudi, ne iznenađuje činjenica da se prilikom strojne obrade može, i često hoće, javiti mnoštvo različitih komplikacija, problema te suvišnih troškova.
Izvor: Freepik

CNC strojna obrada uvelike se koristi već dugi niz godina u mnogobrojnim industrijama. S obzirom na širok opseg mogućnosti koje jedan CNC stroj nudi, ne iznenađuje činjenica da se prilikom strojne obrade može, i često hoće, javiti mnoštvo različitih komplikacija, problema te suvišnih troškova.

Kako bi se određeni dio troškova eliminirao, u startu je važno pripremiti konstrukcijski, tehnološki i ekonomski adekvatan dizajn gotovog proizvoda te pažljivo isplanirati i definirati sam proces strojne obrade.

Što utječe na troškove CNC obrade?

Vrijeme CNC obrade, koje značajno utječe na troškove iste, uvelike ovisi o složenosti geometrije dijela koji se obrađuje. Inicijalni troškovi koji podrazumijevaju razvoj CAD modela i planiranje procesa čine velik udio u cijeni proizvoda za male serije, no ti troškovi su fiksni bilo za količinski velike ili male serije proizvoda pa se cijena po jedinici proizvoda može reducirati povećanjem serije.

Troškovi materijala i završne obrade također su utjecajan faktor što se tiče ukupne cijene proizvoda. Biranjem materijala što bolje obradivosti i dizajniranjem dijelova što jednostavnije geometrije sa  standardiziranim značajkama, svakako će se postići niža cijena proizvoda. Također, broj završnih obrada na površinama proizvoda razmjerno će utjecati na cijenu.

Na što pripaziti?

Dodavanje radijusa na unutarnjim okomitim rubovima

Kako su alati za glodanje na CNC strojevima cilindričnog oblika, prilikom glodanja džepova stvaraju određeni radijus na njegovim kutovima. Što je radijus manji, teže je izvediv i time diže cijenu obrade.

Biranje unutarnjeg radijusa veličine od barem jedne trećine dubine džepa ekonomičnije je od obrade malih radijusa jer je za postizanje malih radijusa potrebno korištenje alata manjeg promjera koji u jednom prolazu mogu oduzeti puno manju količinu materijala što za posljedicu ima veći broj prolaza pri nižim brzinama.

Primjer dodavanja radijusa na unutarnjem kutu
Izvor: 3dhubs

Reduciranje udubina i duljine navoja

Obrada dubokih provrta značajno povećava cijenu proizvoda. Potrebno je oduzeti i izbaciti mnogo materijala što oduzima puno vremena i energije te je nekad potrebno i korištenje posebnih alata. Alati imaju svoja ograničenja što se tiče dubine obrade i najčešće najbolje funkcioniraju pri obradi udubina duljine od dva do tri njihova promjera.

Kod obrade navoja velike duljine također se javlja potreba za specijalnim alatima i troši se više vremena. S obzirom da se čvrsti vijčani spojevi ostvaruju u prvih nekoliko koraka navoja, izrada dugih navoja često i nije potrebna pa duljina istoga ne bi trebala biti više od tri puta veća od promjera provrta.

Primjer dobro odabrane duljine navoja
Izvor: Xometry

Izbjegavanje tankih i visokih stjenki

Često se obradi pristupa s mišlju da višak materijala poskupljuje cijenu proizvoda pa dolazi do savijanja i puknuća materijala zbog konstruiranja stjenki premalih debljina koje su, kao takve, podložne vibracijama i deformacijama. Valja uzeti u obzir i poštivanje određenih tolerancija što dodatno, uz navedene negativne pojave, oduzima vrijeme i komplicira proces. Iz navedenih razloga, preporuča se konstrukcija stijenki čija debljina nije manja od 0,8 mm za metale i 1,5 mm za polimerne materijale.

Pogodan omjer visine i širine elementa
Izvor: 3dhubs

Problem vibracija javlja se kod malih elemenata s velikim omjerom visine i širine stoga je takve elemente vrlo zahtjevno točno obraditi. Što se tiče dizajna takvih dijelova, njihova visina bi trebala iznositi manje od četiri iznosa širine.

Pravilnim odabirom operacija, alata i materijala može se spriječiti ili barem smanjiti nepotrebno trošenje resursa kao što su materijal, vrijeme i novac. CNC obrada sama po sebi nije jeftina, stoga je poželjno u proces implementirati što više mjera koje će dovesti do smanjenja troškova.  

Ipak, gotov proizvod mora ispunjavati određene zahtjeve na kvalitetu te mora biti funkcionalan pa kroz razvoj i obradu proizvoda valja pažljivo i „cum grano salis“  pristupiti zadatku i smanjiti utrošak resursa gdje je to moguće, kako bi se moglo uložiti u neki drugi aspekt proizvoda, gdje je možda potrebnije.

Autor: Mia Stipan, univ.bacc.ing.mech