Usinagem CNC vs. Impressão 3D: como escolher com base no custo e no volume para suas necessidades de serviço?

Usinagem CNC versus impressão 3D é um enigma de escolha para os membros da equipe de desenvolvimento, resultando, portanto, em erros de decisão caros. O fluxo tradicional de orientação está ligado à falta de dados, levando assim a projetos que excedem o seu orçamento e a atrasos no tempo dos projetos. O próximo relatório exporá como será superado o nível de experiência para uma tomada de decisão bem informada.

A solução para este dilema é usar a análise de dados para identificar os verdadeiros impulsionadores de custos. A relevância da nossa abordagem na identificação do Custo Total de Propriedade e não o custo por unidade no estabelecimento de guias de decisão para a escolha entre Máquinas CNC e impressão 3D pode, portanto, ser visto como uma contribuição positiva para a realização de economias de custos.

Usinagem CNC VS Impressão 3D: Guia de referência rápida

Aspecto	Usinagem CNC	Impressão 3D (Manufatura Aditiva)
Princípio Fundamental	Subtrativo: corta material de um bloco sólido.	Aditivo: Constrói peças adicionando material camada por camada.
Volume ideal	Produção de alto e médio volume; mais adequado para produção em lote.	Produção de baixo volume ; protótipo; peças personalizadas.
Faixa de materiais	Metal, Plástico/Resina/Polímeros/Compósitos . Propriedades dos materiais excelentes.	Cada vez mais: Os consultores trabalham predominantemente com plásticos, resinas/metal. As propriedades do material podem ser anisotrópicas.
Complexidade geométrica	Bom, mas limitado pelo acesso à ferramenta. Recursos internos desafiadores.	Excelente. Desbloqueia formas complexas e orgânicas (redes, canais internos).
Configuração e prazo de entrega	Configuração e programação mais longas. Tempo de ciclo por peça mais rápido em volume.	Configuração mínima. O prazo de entrega é independente da contagem de peças; ideal para um retorno rápido.
Drivers de custos	Alto custo do equipamento. Desperdício de material na subtração. A configuração é orientada para o trabalho.	Vinculado ao volume de material e ao tempo de impressão. Menos desperdício. Maior custo de material por peça.
Precisão e acabamento	Excelente: Alta precisão, excelente acabamento superficial.	Bom: A precisão dimensional depende da tecnologia . Pode exigir processamento de pós-produção para um bom acabamento.
Força-chave	Recursos aprimorados de precisão, resistência e escalabilidade para projetos comprovados.	Ampla capacidade de liberdade de projeto para iterar através de projetos ou geometrias personalizadas.
Quando escolher	Peças de produção final, aplicações de alto desempenho , tolerâncias restritas, lotes maiores.	Protótipos, projetos complexos/leves, peças personalizadas/de baixo volume, montagens integradas.

O dispendioso dilema de decisão da seleção do processo foi resolvido indo além do custo unitário do processo, explorando o custo total de propriedade. Assim, a estrutura facilita o cálculo de trade-offs tanto para o processo CNC quanto para o Processo de impressão 3D e, portanto, ajudará a maximizar a redução do custo total de propriedade na ordem de 25-40% nos custos de desenvolvimento.

Por que confiar neste guia? Experiência prática dos especialistas em fabricação da LS

Existem muitos artigos disponíveis sobre a teoria relacionada à usinagem CNC e também à impressão 3D na internet. O que faz valer a pena ler o artigo é que ele foi escrito a partir da experiência de um profissional chamado LS Manufacturing. Há mais de 15 longos anos que a LS Manufacturing trava a batalha que está associada ao processo de maquinação que afeta o custo de uma peça.

Nossa oficina funciona sob ISO 9001 sistemas de gestão de qualidade intransigentes e o Grupo Internacional de Qualidade Aeroespacial (IAQG) . É no próprio processo de trabalho que nossa verdadeira expertise foi laboriosamente adquirida. Estamos bem cientes das discrepâncias entre os dois, mas é por causa dessa consciência que nos coloca em condições de decidir se se trata de uma peça de aeronave processada com a qualidade superficial ideal em máquinas CNC ou a autenticidade de Protótipos impressos em 3D .

Todas as sugestões abaixo foram conhecimentos arduamente conquistados. Aprendemos quais são os parâmetros da impressão 3D, cujos valores proporcionam a maior resistência às peças de uso final; e como modificar o método CNC para processar ligas de alta temperatura com eficácia. Abaixo está um resumo de todo o nosso conhecimento referente a mais de 50.000 peças personalizadas e ajuda você a evitar erros dispendiosos na decisão de usar Usinagem CNC ou impressão 3D .

Figura 1: Comparação e avaliação de custos de diferentes métodos de produção pela LS Manufacturing

Quais são as diferenças na estrutura de custos entre impressão CNC e 3D?

A escolha correta do processo não pode, portanto, ser feita sem uma certa desconstrução dos drivers de custos. A desconstrução do processo de custo de usinagem CNC , bem como do custo de impressão 3D pode assim ser alcançada através da utilização do documento. O documento facilita um processo imparcial de análise de custos de fabricação.

Componente de custo	Usinagem CNC	Impressão 3D
Motorista principal	O peso do tarugo da matéria-prima é o fator de maior peso, o que se traduz em 40-60% do total dos custos.	A matéria-prima especializada é o principal custo, representando 50-70% . A matéria-prima especializada é o principal custo, representando 50-70% .
Motorista Secundário	O tempo de máquina e a mão de obra são um importante componente de custo, contribuindo com 25% a 35% .	Amortização de equipamentos e sistemas ização são custos de 20% a 30%.
Fator variável chave	O desgaste de ferramentas e os consumíveis contribuem com notáveis ​​10-15% para as despesas gerais.	A mão de obra pós-processamento para remoção do suporte e acabamento superficial agrega custo variável.
Tamanho de lote econômico	Torna-se favorável para peças genéricas de alumínio para pedidos acima de 500 peças.	Continua a ser favorável para prototipagem e peças complexas, bem como para encomendas inferiores a 500 peças .
Diferencial de custo por volume	Quando envolve mais de 1000 peças , pode fornecer cerca de 35% de uma geometria qualificada custando menos por peça.	O custeio da peça será mais ou menos o mesmo, ou seja, não haverá economia de escala neste caso.

Em referência a Custo de usinagem CNC , o ideal é que haja produção em volume. No entanto, o custo da impressão 3D seria ideal para complexidade de baixo volume. Para uma análise de custos de fabricação acionável, primeiro calcule os custos de acordo com o tamanho de lote específico. Caso o seu volume seja superior a 500 unidades, você deve fazer uma análise competitiva de TCO e, neste caso, o CNC seria o ideal.

Como selecionar cientificamente o processo de fabricação ideal com base no tamanho do lote?

Para tomar uma decisão bem informada sobre qual processo de produção será o mais eficaz na atual situação de negócios, é necessário o uso de estratégias baseadas em dados e não de regras práticas. Os dados fornecidos para tomar uma decisão sistemática sobre a escolha da produção de alto volume são os seguintes:

Estabelecendo a Estrutura de Avaliação Multifatorial

Examinaremos a simplificação da escolha observando três variáveis ​​simultaneamente, que são o tamanho do lote, a complexidade da peça e o prazo de entrega necessário. Tomemos, por exemplo, o mesmo cenário de volume, onde o suporte simples e o suporte do motor baseados na topologia terão pontos econômicos diferentes em comparação. Uma matriz fornecerá valores ponderados das variáveis, eliminando assim opiniões e utilizando em vez disso uma análise de custos de produção .

Quantificando o Limite de Tamanho do Lote Primário

Mais de 125 projetos foram utilizados para o desenvolvimento da primeira regra prática. O ponto de cruzamento para a expectativa de custo para Serviço de impressão 3D e estima-se que o serviço de usinagem CNC para componentes geométricos simples tenha valores entre 80 e 100 peças . Isso ocorre porque o alto custo inicial de programação e configuração do CNC é rapidamente amortizado, enquanto os custos aditivos permanecem amplamente lineares com a contagem de peças, tornando-o a escolha menos eficiente para produção de alto volume .

Ajustando a complexidade: o ponto crítico secundário

As partes geometricamente complexas contendo passagens internas e redes biológicas tornam-se relevantes nesta fase. Nesses casos, embora a competitividade histórica de custos baseada na produção CNC diminuísse porque os problemas associados à usinagem aumentam o tempo de processamento, tais efeitos tornam-se menos influentes devido à liberdade geométrica proporcionada à impressão 3D , obstruindo assim custosos usinagem CNC multieixos e transição para o serviço de usinagem CNC em estudos de caso - levando a valores cruzados entre 200 a 300 unidades .

Ao usar essa abordagem, o primeiro processo envolve atribuir níveis de complexidade ao seu componente enquanto o projeta com base no lote alvo. As unidades de atribuição para aplicar tal abordagem nos projetos menos complexos incluem unidades de 80 a 100, enquanto as unidades da escala de 200 a 300 são para projetos complexos.

Como a relação custo-benefício de diferentes materiais nos dois processos pode ser comparada quantitativamente?

O custo do material é um fator importante na decisão da seleção do processo de fabricação ; os números brutos são muito enganosos quando tirados do contexto. A comparação econômica em números do custo de impressão 3D de pós especializados versus o custo de usinagem CNC de materiais a granel é quantificada neste trabalho e fornece informações necessárias para desenvolver uma comparação realista.

Fator	Usinagem CNC	Impressão 3D
Custo da matéria-prima	Barras e placas de material a granel custam menos: por exemplo, ~$8/kg para 316L .	Matérias-primas especializadas em pó e resina são muito mais caras: por exemplo, ~$120/kg para 316L .
Utilização Efetiva​	Tradicionalmente, a utilização de material é de 40-60% , com grandes quantidades de material desperdiçado pelo processo subtrativo.	Praticamente 100% de aproveitamento do material alimentado, bem como minimização do desperdício da estrutura de suporte.
Alavanca principal de otimização	O agrupamento estratégico e a programação CAM altamente otimizada poderiam aumentar o nível de utilização para até 85% , e o custo do processo de usinagem CNC poderia diminuir em uma ordem de grandeza.	A Otimização de Custos concentra-se principalmente na maximização da utilização do volume da câmara de construção e na redução da quantidade de estruturas de suporte.
Limite Econômico de Lote	Ao analisar o caso de um artigo confeccionado com material 316L, o usinagem CNC ideal é mais econômico que a impressão 3D quando o volume de produção é superior a 150 unidades .	Mantém vantagem para volumes muito baixos ( <50 ) e geometrias altamente complexas onde o desperdício de CNC é proibitivo.
Custo total pacto	Após a otimização, o custo de usinagem CNC para lotes >150 unidades pode ser até 42% menor do que a alternativa aditiva.	Não há muita diferença em relação ao custo por peça e, para formatos simples, a escalabilidade não é possível.

Ao buscar a seleção ideal do processo de fabricação , deve-se definir o valor do custo efetivo do material por peça, que, para CNC, seria ( Custo em Branco/Taxa de Utilização ) em contraste com ( Peso do Pó * Custo do Pó ) para Impressão 3D . Volumes acima de 150 unidades devem focar no uso de CNC para produzir as peças, juntamente com agrupamento avançado para maximizar a taxa de utilização.

Figura 2: Avaliação de custos para peças de precisão produzidas via usinagem CNC pela LS Manufacturing

Como a complexidade das peças afeta a economia da seleção de processos?

As razões para o pivô são a complexidade das peças, e seu efeito reverte a quebra típica observada nos modelos de custo para usinagem CNC versus impressão 3D . A incorporação de canais internos, treliças ou formas orgânicas às peças geométricas faz com que as análises típicas realizadas pela porção ou volume sejam uma correspondência correta para a seleção do processo de fabricação abaixo do ideal. É assim que um valor econômico para complexidade pode ser aplicado para denotar

Definindo e Quantificando Complexidade em Modelos de Custo

• Como quantificamos: Em vez de usar uma métrica subjetiva, avaliamos a complexidade de uma operação CNC com base no acesso ao equipamento, processamento secundário e acessórios especiais de um Máquina CNC .
• Aplicação prática: No caso do molde refrigerado conformado, o impacto foi que a usinagem CNC teve que ser feita em 5 setups, enquanto a impressão 3D levou um setup, validando assim a suposição de que haveria uma redução de 60% no custo e o tempo reduzido de 3 semanas para 5 dias .

Aproveitando os Princípios do Design para Fabricação Aditiva (DfAM)

1. Como integramos o DfAM: A otimização da topologia não é considerada uma etapa intermediária; é mesclado com a análise de fabricação para consolidar os conjuntos.
2. Resultado alcançado: Em um dispositivo médico Nesse cenário, essa técnica permitiu a criação de uma peça otimizada, 40% mais leve e 35% mais barata de produzir do que a complexa montagem original realizada com uma máquina CNC.

Calculando o ponto de equilíbrio ajustado pela complexidade

• Como modelamos a mudança: Modificamos o cálculo do ponto de equilíbrio com base no volume para levar em conta a complexidade, adicionando um fator de complexidade que aumenta os custos do CNC.
• Decisão baseada em dados: significa que à medida que as peças se tornam cada vez mais complexas internamente, pode haver outro ponto de cruzamento económico que poderá ser superior a 300 unidades para quando mudar da impressão 3D para a maquinação, em vez de 100 unidades . Esta é uma mudança radical na seleção do processo de fabricação .

Para este objetivo específico, você deve determinar a penalidade de complexidade em relação à sua peça. Supondo que você tenha penalidades de complexidade de sua parte, seu novo objetivo será dar preferência ao serviço de impressão 3D para prototipagem ou para o Primeiro Artigo. Ao avançar com a seleção final do processo de fabricação , você utilizará seu novo método de análise de ponto de equilíbrio, e não o método convencional de ponto de equilíbrio para volume. Isso lhe dará a precisão necessária para comprar suas peças valiosas.

Quais são os principais impactos dos requisitos de precisão na seleção de processos?

Ao fazer uma comparação entre o serviço de usinagem CNC e o serviço de impressão 3D , existem requisitos de tolerância que podem entrar em conflito com os aspectos de custo. Pode facilmente chegar a um estágio em que não será mais rentável apenas usinar com um alto nível de tolerância, no que diz respeito à não entrega das especificações de funcionalidade de acordo com o processo aditivo no seguinte documento:

Mapeando tolerâncias críticas para capacidade de processo

Avaliamos esses critérios em uma matriz de viabilidade. Os critérios também são específicos do processo. Os critérios são derivados dos requisitos do projeto. Os critérios podem incluir tolerância de ±0,025mm , que é um critério indicador no serviço de usinagem CNC, mas é irrelevante no serviço de impressão 3D ( ±0,2mm ). Isto poderia ser feito em termos de dimensões críticas versus não críticas.

Quantificando o verdadeiro custo do pós-processamento para precisão

Nossa abordagem modela os processos auxiliares necessários para Peças de impressão 3D para fornecer acabamentos superficiais com qualidade CNC, abordando assim a questão dos custos ocultos. Para acabamentos de superfície Ra 0,8 μm , fornecemos cálculos sobre o tempo e os custos adicionais para usinar uma peça impressa em 3D com formato quase final em relação à usinagem a partir de material sólido e os incorporamos na análise geral de custos de fabricação .

Implementando a Manufatura Híbrida como uma Solução Estratégica

Conforme necessário, empregamos o uso da impressão 3D na criação de formas complexas que economizam material e que podem ser acabadas com precisão usando o serviço de usinagem CNC , conforme necessário. Essa técnica também ajudou nosso cliente a economizar 25% no custo total, minimizando o desperdício de material na usinagem CNC e no pós-processamento da peça fabricada aditivamente.

Para tanto, eu É necessário que você realize uma auditoria no desenho do componente para identificar tolerâncias universais e locais críticas. Para produtos que apresentam tolerâncias universais e críticas, você pode criar um plano de fabricação híbrido para produção de protótipos com o serviço de impressão 3D para o componente complexo, bem como para os componentes funcionais feitos por meio de usinagem CNC . A metodologia utilizada no RFA tem como foco a precisão que possui profundidade tecnológica para custo e precisão para desempenho crítico.

Como a seleção de processos deve ser otimizada quando os prazos de entrega são apertados?

Os prazos, pela sua natureza urgente, minam todos os critérios convencionais para a escolha do processo, onde o peso dos custos é enfatizado sobre o factor velocidade. Existe uma maneira tática pela qual se pode abordar os projetos que envolvem prazos apertados, a fim de garantir os melhores resultados para trabalhar em prazos limitados:

Seleção estratégica de processos com base nos marcos do projeto

Especificamos o intervalo de tempo para alinhar cada estágio com seu fluxo de processo ideal. Para a criação de protótipos para validação em 1-3 dias , para o processo de criação de protótipos, utilizaremos o serviço de impressão 3D . Para protótipos funcionais e tempo de lançamento no mercado mais rápido, mas sem ficar preso a um processo muito cedo, usaremos Serviço de usinagem CNC depois de congelar o design.

Implementando processamento paralelo para reduzir prazos de entrega

Para mitigar a dificuldade criada pela necessidade de gargalos de sequência, realizamos atividades de caminho crítico simultaneamente. Quando um serviço de usinagem CNC está programando a última passagem, outra tarefa pode incluir a construção da ferramenta de ponte e a montagem de acessórios para o serviço de impressão 3D . Este método permitiu uma redução de pelo menos 30% no tempo de entrega do pedido emergencial de 50 peças .

Aproveitando o inventário digital para componentes críticos

Como se trata de pedidos urgentes e repetidos, pré-encaminhamos e mantemos estoque das matérias-primas/componentes padrão que são frequentemente utilizados. Um serviço de usinagem CNC , portanto, não precisa esperar de 2 a 3 dias pela aquisição de material e pode, assim, se tornar uma opção decente mesmo na escolha de produção de alto volume , já que tudo o que resta é a usinagem de recursos.

Para agir, o cronograma deve estar alinhado com o nível de conclusão: aplicar impressão 3D antes de 72 horas para os primeiros produtos, depois CNC uma vez acima de 20 produtos . A interação com os fornecedores deve ser realizada o mais rápido possível para planejar a execução paralela. Isso permite agilidade na execução competitiva.

Figura 3: Processo de impressão 3D em ação para seleção de manufatura pela LS Manufacturing

Como equilibrar custo e desempenho por meio da fabricação híbrida?

A questão estratégica de usar usinagem CNC ou impressão 3D é um dos falsos dilemas binários. A produção híbrida resolve isto porque envolve a integração estratégica de ambos os processos num único componente para produzir algo de valor que nenhum deles poderia gerar por si só. O documento apresenta a lógica por trás da seleção do processo de fabricação integrado:

Desconstruindo o Componente para Alocação Estratégica de Processos

1. Como analisamos a peça: É feita uma decomposição geométrica e funcional para determinar as regiões de aplicabilidade de cada um dos tipos de tecnologias.
2. Aplicação prática: Canais de resfriamento conformes atribuídos em um molde de elite para impressão 3D , enquanto superfícies críticas de vedação/montagem são levadas em consideração para CNC de precisão. Essa técnica híbrida permitiu o custo do Wynndlad, que foi 40% menor.

Projetando para fabricação híbrida desde o início

• Como implementamos DfAM e DFM simultaneamente: O formato quase líquido é projetado com DfAM para impressão 3D , com referências e excesso de material em áreas críticas de interface.
• Resultado alcançado: Fornecerá a geometria necessária para futuras Usinagem CNC para atingir as tolerâncias de ±0,025mm para uma vedação hermética, além das propriedades do material para acabamento superficial valor Ra 0,8μm .

Validando Quantitativamente os Ganhos de Desempenho e Custos

1. Como modelamos o valor total: O valor Total será calculado com base no valor de Redução de Peso, Melhoria de Desempenho e Custos Totais.
2. Resultado baseado em dados: Na fabricação de peças automotivas, esta metodologia permitiu alcançar uma redução de peso de até 25% usando redes orgânicas (impressas em 3D) e pontos de máquina reforçados em 20% em comparação com peças mecânicas ou impressas a um custo reduzido.

Começando com seu processo híbrido de fabricação de sua peça, você terá que analisar o detalhamento de seu componente com base em recursos, recursos complexos delegados à impressão 3D , enquanto as superfícies funcionais serão delegadas à usinagem CNC . A peça híbrida será projetada com recursos de fixação integrados ao design da peça. Esta síntese estratégica transcende a decisão padrão de usinagem CNC versus impressão 3D , proporcionando uma seleção de processo de fabricação superior para aplicações de alto valor.

Como controlar custos por meio da otimização de processos na produção de pequenos lotes?

O pequeno lote de produção enfrenta alguns problemas de custos técnicos nos quais é necessário ignorar a economia de escala. Aqui, o remédio normal pode não ser eficiente; portanto, a otimização do processo é uma grande ajuda na redução de custos. A discussão abaixo descreve as possibilidades de minimizar o custo envolvido no custo de usinagem CNC e Custo de impressão 3D quando a produção for inferior a 100 unidades:

Padronizando sequências de usinagem para configuração de corte

Para custos tão elevados de inicialização, sugerimos uma biblioteca de procedimentos de usinagem e caminhos de ferramentas comuns. Isso nos permite economizar até 50% do tempo de programação e fixação para peças semelhantes, reduzindo assim o custo de usinagem CNC por lote e permitindo tempos de entrega mais rápidos de 40% .

Implementando Sistemas de Fixação Modular

Em vez de projetar acessórios para novos trabalhos, estamos agora usando um sistema de grade modular que incorpora grampos e localizadores ajustáveis ​​para permitir que os mesmos acessórios sejam usados ​​em uma série de projetos diferentes. Eliminando efetivamente a necessidade de trabalho de projeto de acessórios, que é um dos maiores geradores de custos para custos de usinagem CNC de pequenos lotes.

Aproveitando a otimização de lote na fabricação aditiva

Em nossos esforços para reduzir os custos de impressão 3D , conseguimos acomodar várias peças do cliente em uma única peça, o que maximiza o volume da câmara. O software de agrupamento que utilizamos nos permite utilizar o volume de maneira eficaz, compensando o custo da máquina com o alto volume de peças. Portanto, as peças do cliente obtiveram uma economia de custos de 30% para um volume de trabalho que variava de 5 a 10 peças .

Quanto à contenção de custos, analise seus processos para padronização de setup CNC. Em relação à impressão 3D , é absolutamente necessário combinar todos os pedidos para obter densidade de volume de construção. Estrategicamente, esta otimização orientada pelo processo permite que a produção de pequenos lotes seja viável para outras alternativas estratégicas antes de fazer uma escolha estratégica de produção de alto volume .

Figura 4: Comparação de custos e serviços de usinagem CNC e impressão 3D pela LS Manufacturing

Fabricação LS: Otimizando a produção de stents de navegação cirúrgica

Esse estudo de caso demonstra como a encruzilhada crítica apresentada na LS Manufacturing foi superada combinando o mundo aditivo e o mundo subtrativo para fornecer uma solução viável para a produção de dispositivos médicos, exemplificando o que fazemos de melhor numa encruzilhada crítica entre a usinagem CNC complexa e a impressão 3D :

Desafio do cliente

A empresa que desenvolveu dispositivos médicos exigia suportes de navegação cirúrgica com 200 peças de material Ti-6Al-4V ELI Grau 23 e tolerâncias de diâmetro de ±0,05 mm . A cotação de preço relativa a todo o processo do Serviço de usinagem CNC de 5 eixos excedeu a margem orçamental em 45% , mas pôde ser realizado em apenas 4 semanas . Enquanto isso, por outro lado, todo o processo do serviço de impressão 3D não poderia fornecer resistência à tração suficiente e precisão superficial crítica conforme necessário.

Solução de Fabricação LS

estrutura de treliça do componente, uma vez que permitirá um projeto ideal da estrutura de suporte e, portanto, menos pós-processamento. As principais superfícies de localização e furos serão então processados ​​pela máquina CNC de 5 eixos para atingir a tolerância necessária de ± 0,05 mm e Ra de 0,8 μm .

Resultados e Valor

O custo total diminuiu 38% e o prazo de entrega foi reduzido de 4 semanas para 12 dias . O peso final da peça foi reduzido em 30% . O tempo de colocação no mercado aumentou em duas semanas ; no entanto, a margem foi aumentada em 22% . Isto foi conseguido mantendo a precisão cirúrgica.

Isto reflecte-se nesta situação particular, onde é claro que na selecção do processo de fabrico em si , não existe uma forma única de o fazer, porque é evidente que, ao olhar para os requisitos funcionais do componente em termos da abordagem híbrida integrada de fabrico em si, foram obtidos benefícios em termos de vantagens técnicas de mercado na indústria médica.

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Como estabelecer um processo de tomada de decisão sobre o processo de fabricação científica?

A eliminação de suposições na seleção do processo de fabricação é ainda garantida por uma forma sistemática de análise de dados. Isto pode ser remediado transformando termos complexos de especificação de peças em um sistema de pontuação de dados que facilita a comparação e os contrastes das compensações entre um serviço de usinagem CNC e um serviço de impressão 3D em termos de:

Desconstruindo Requisitos em Parâmetros Ponderados

Para requisitos genéricos de filtragem, o projeto é dividido em 12 dimensões paramétricas, começando com tamanho do lote, complexidade geométrica, tolerância, material, até tolerância crítica , todas as quais receberão pesos dinâmicos para parâmetros como acabamento superficial , para o qual a importância será diferente para, digamos, um alojamento de rolamento em comparação com um componente de duto.

Executando análise de cenário algorítmico

Em vez disso, em nosso sistema, a comparação está de acordo acompanhado por processos de simulação. O algoritmo analisa centenas de cenários relacionados ao processo produtivo, calculando o custo necessário e também o tempo de processamento em termos de mero serviço de usinagem CNC , mero Solução de impressão 3D e, consequentemente, até mesmo serviços mistos entre essas duas soluções de produção. O algoritmo identifica exatamente onde a função de custo é intersectada, indicando formas nas quais há uma vantagem de custo entre 20% a 40% através desta metodologia de produção mista.

Gerando um roteiro de implementação acionável

O resultado será um protocolo completo e detalhado, não uma diretriz. O protocolo determinará a ordem, determinará quais funções serão executadas por meio de qual método para um protocolo híbrido e estabelecerá um cronograma controlado por fase. O complexo procedimento de seleção do processo de fabricação se tornará então uma função facilmente acionável, eliminando grande parte das despesas gerais do projeto para o cliente.

Para fazer isso, você deve determinar sistematicamente os 12 atributos principais da sua peça, concentrando-se nos aspectos de tamanho do lote, complexidade e materiais, e fazer uma comparação do tempo do projeto e dos riscos de qualidade usando os dados. Ao fazer isso, você será capaz de desenvolver a sofisticação técnica para tornar a seleção do processo um diferencial importante e não uma restrição.

Perguntas frequentes

1. Onde normalmente está o ponto de inflexão de custo entre a usinagem CNC e a impressão 3D?

O ponto de inflexão no custo para componentes simples numa estrutura é atingido quando estão entre 80-150 , enquanto em estruturas complexas, isto é alcançado quando estão entre 200-300 . A estrutura de custos é baseada na complexidade do material e em estimativas de precisão.

2. A impressão 3D é realmente mais econômica para a produção de pequenos lotes?

Em relação a componentes complexos com até 50 peças e com número de peça, a conclusão é que a impressão 3D oferecerá economia em relação ao custo do molde e também será 30-50% mais barata em comparação à usinagem CNC .

3. Como avaliar as diferenças de desempenho entre os dois processos?

Os coeficientes de densidade e isotropia para os membros produzidos pelo processo CNC são de 100% , enquanto para 3DP possuem propriedades de isotropia e, na realidade, os coeficientes de resistência são de apenas 80-95% dos componentes forjados.

4. A impressão 3D pode reduzir os custos de produção em massa?

Se o tamanho do lote ultrapassar 5.000 unidades , a produção CNC experimentará economias de escala e os custos serão 40-60% menores que os da impressão 3D . A impressão 3D pode ser usada para produção em pequena escala .

5. Como a fabricação híbrida consegue a otimização de custos?

A impressão 3D se preocupa com recursos complexos, enquanto a usinagem CNC se preocupa com componentes críticos. A combinação dos dois anteriores ajudará a reduzir o custo em 30-40% , bem como a melhorar o desempenho acima de 20% .

6. Como obter rapidamente orçamentos precisos para dois processos?

São necessários dados de materiais, arquivos 3D, tamanho do lote e o nível de precisão necessário. O orçamento comparativo será enviado ao cliente pela equipa da LS Manufacturing em ambos os casos no prazo de 2 horas após a recepção dos detalhes.

7. Como o desenvolvimento de novos materiais afeta a seleção do processo?

Compósitos de alto desempenho são adequados para impressão 3D, enquanto materiais de alta condutividade serão aplicados na usinagem CNC. Ter processos apropriados para materiais requer conhecimento das propriedades dos materiais.

8. Como reduzir custos de usinagem CNC em pequenos lotes?

Através da utilização de processos padronizados, equipamentos modulares e gerenciamento de materiais, a LS Manufacturing é capaz de reduzir os custos de CNC de pequenos lotes em 25-30% e os prazos de entrega em 35% .

Resumo

Através da engenharia de valor da seleção de processos científicos, as empresas de manufatura podem maximizar custos, bem como acelerar o tempo de colocação no mercado. O processo de tomada de decisão, desenvolvido pela LS Manufacturing, com valores reais, será útil para muitos clientes conseguirem poupanças de custos que variam entre 25% e 40% .

Para comparação de soluções de processo personalizadas e orçamentos adequados, você deve entre em contato com o grupo técnico da LS Manufacturing imediatamente para aproveitar a análise de custos e aconselhamento de otimização em ambas as opções.

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Equipe de Fabricação LS

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