انتقل إلى المحتوى 
العوامل التي تؤثر على تكلفة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
فيما يلي العديد من العوامل التي يتم أخذها في الاعتبار عند حساب تكاليف التصنيع باستخدام الحاسب الآلي:
نوع آلات CNC وتكلفة آلة CNC
يلعب نوع آلة CNC المستخدمة دورًا مهمًا في تكلفة عملية التصنيع. تعتبر الأجزاء المصنعة على آلة طحن CNC ذات 3 محاور أو مخرطة / آلة خراطة أكثر اقتصادا من أجزاء آلة على آلة طحن CNC ذات 4 أو 5 محاور.
فيما يلي التكاليف النموذجية لاستخدام آلات CNC المختلفة في الصين.
- عادة، تبلغ تكلفة الطحن باستخدام الحاسب الآلي ثلاثي المحاور ما بين 3 إلى 10 دولارًا في الساعة.
- غالبًا ما تكون تكلفة الخراطة باستخدام الحاسب الآلي أقل بحوالي 15 دولارًا في الساعة. والسبب هو أن تكلفة تحول CNC الآلات أقل, وتشغيل الآلة أسهل.
- ومع ذلك، تكاليف 4 محاور أو 5 محاور التصنيع باستخدام الحاسب الآلي تتراوح من 25 دولارًا أمريكيًا إلى 30 دولارًا أمريكيًا. في بعض الأحيان، يكون أعلى بسبب زيادة تكلفة الأدوات والعمليات المعقدة لهذه الآلات متعددة المحاور.
أسعار التصنيع باستخدام الحاسب الآلي الأوروبية أعلى بشكل عام. تتراوح أسعارها بشكل عام من 35 دولارًا إلى 40 دولارًا في الساعة للمعالجة ثلاثية المحاور بينما تكلف المعالجة متعددة المحاور 3 دولارًا إلى 75 دولارًا للساعة.
يعد الاستعانة بمصادر خارجية لمشروعك في ورشة ماكينات صينية طريقة رائعة لتقليل تكاليف التصنيع باستخدام الحاسب الآلي.
إمكانية تصنيع المواد
اكثر شئ
ماكس هو خبير مبيعات فني يتمتع بخبرة 10 سنوات في الهندسة وقد قام بحل مئات الصعوبات والتحديات الفنية المعقدة للعملاء.
🔗 أفضل الممارسات
تصميم الأجزاء لتناسب أبعاد القضبان/الألواح المشتركة واستخدام أقطار/أقطار الأدوات المشتركة لتقليل هدر المواد والإعدادات وتغييرات الأدوات وتعقيد المشتريات.
تشير قابلية التصنيع إلى السهولة التي يمكن بها قطع المادة. كلما زادت قابلية التصنيع، زادت سرعة تصنيع المادة باستخدام الحاسب الآلي، وبالتالي خفض التكلفة. تعتمد قابلية التصنيع على الخصائص الفيزيائية لكل مادة. عادةً، كلما كانت السبائك المعدنية أكثر ليونة وأكثر ليونة، كان من الأسهل تصنيعها.
الألومنيوم 6061 هي إلى حد بعيد المادة الأكثر فعالية من حيث التكلفة لإنشاء نماذج أولية معدنية بسبب تكلفتها المنخفضة وإمكانية تصنيعها الجيدة جدًا.
المعادن التي توفر إمكانية تصنيع أكبر، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ 303 و النحاس C360، يكلف اكثر. وبالتالي، فهي أكثر ملاءمة لإنتاج كميات كبيرة. في هذه الحالة، تلعب وفورات الحجم دورها لأن أوقات المعالجة الأقصر تفوق تكلفة المواد الأعلى.
عندما يتعلق الأمر بالبلاستيك، فإن تكلفة ABS والنايلون وPOM (Derlin) تقريبًا نفس تكلفة الألومنيوم 6061. ومع ذلك، فهي أكثر صعوبة في الماكينة، لذا توقع تكلفة أعلى. PEEK هي مادة باهظة الثمن ويجب استخدامها فقط عندما الضرورة القصوى.
تحسين التصميم الخاص بك مع دراسة المواد الخاصة بك بعناية يمكن أن يقلل من تكاليف التصنيع.
التصميم والهندسة
كقاعدة عامة، كلما كان التصميم أكثر تعقيدًا، كلما كانت عملية تصنيع الأجزاء أكثر تكلفة. التصنيع باستخدام الحاسب الآلي المعقدة قد تحتاج إلى آلات أكثر تقدما.
كما أنها تتطلب وقتًا طويلاً للتصنيع، وإعدادات متعددة، وموارد متزايدة، وعمليات فحص دقيقة. مزيج من هذه يؤدي إلى زيادة في الأسعار.
بعض ميزات التصميم يمكن أن تزيد حتماً من تكاليف التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. يشملوا:
- زوايا داخلية حادة
- تجاويف عميقة
- جدران رقيقة
- هندسة الثقوب غير القياسية
- كتابة
يجب عليك تجنب ميزات الأجزاء هذه إلا إذا كانت حيوية للتصميم.
حجم الإنتاج
تنخفض تكلفة الوحدة من الأجزاء المتطابقة مع زيادة عدد الأجزاء. عند طلب أجزاء كبيرة الحجم، لن تكون هناك حاجة لتكاليف الإعداد المتكررة.
يتم التعامل مع تصميمات CAD وبرمجة CAM وإعدادات ماكينة CNC مرة واحدة لجميع الأجزاء. لذلك، لن تضطر إلى الدفع بشكل مختلف مقابل هذه العمليات عن طريق طلب المكونات الفردية.
عمليات التشطيب
تتطلب بعض التطبيقات عمليات ما بعد المعالجة، مثل والنمش، تصفيح، أو المعالجة الحرارية، وإلخ.
تهدف هذه العمليات إلى تحسين الخواص الفيزيائية والميكانيكية للأجزاء الآلية. على الرغم من أن عمليات التشطيب هذه مفيدة، إلا أنها تميل إلى زيادة تكاليف التصنيع باستخدام الحاسب الآلي.
لذلك، إذا كان تطبيقك يمكنه التعامل مع الأجزاء المصنعة آليًا، فيجب عليك الالتزام بذلك. إذا لم يكن الأمر كذلك، يمكنك اختيار أكثر فعالية من حيث التكلفة تشطيبات السطح إجراءات مثل التفجير بالخرز، والطلاء، والأكسدة، وما إلى ذلك.
10 نصائح لتقليل تكلفة الأجزاء المصنعة باستخدام الحاسب الآلي
عندما تنظر إلى العوامل الرئيسية التي تؤثر على تكلفة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، ستلاحظ أنه يمكنك خفضها بثلاث طرق رئيسية. وتشمل هذه اختيار المواد، وتحسين التصميم، واعتبارات خاصة أخرى.
وأهمها هو تحسين التصميم، والذي يمكن رؤيته من زوايا مختلفة.
فيما يلي عشر نصائح فعالة لتقليل تكلفة الأجزاء المصنعة باستخدام الحاسب الآلي.
1. اختيار المواد
سام
يتمتع مؤسس شركة AT-Machining بخبرة 30 عامًا في مجال CNC، وهو مكرس لحل تحديات التصميم والتصنيع المعقدة للعملاء.
🔗 أفضل الممارسات
رتّب الرسم حسب التفاوت. شدّ الميزات الوظيفية فقط، ورخّ الميزات الأخرى. يُتيح تغذية أسرع، ومرورًا أقل للأدوات، وخردة أقل، وفحصًا أقصر.
أنت تعلم بالفعل أن اختيار المواد يؤثر بشكل كبير على تكاليف التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. لذلك، تحتاج إلى البحث في العديد من المواد قبل اتخاذ القرار على نطاق واسع.
يجب عليك التأكد من أن المادة التي تختارها هي الخيار الأقل تكلفة مع الخصائص التي تحتاجها لتطبيقك.
لاحظ أنه لا ينبغي عليك أبدًا التنازل عن جودة المواد. ومع ذلك، ليست كل خصائص مادة معينة مطلوبة لتطبيقك. على سبيل المثال، لنفترض أنك تريد تشغيل صافرة. لن يكون من الضروري اختيار مادة فولاذية مقاومة للحرارة.
عند اختيار مادة لمشاريع التصنيع باستخدام الحاسب الآلي الخاصة بك، يجب عليك أيضًا مراعاة إمكانية تصنيع المادة. تذكر أن قابلية التشغيل الآلي تحدد مدى تعقيد العملية ووقت المعالجة. وهذا بدوره يؤثر على معدل الساعة لعملية التصنيع.
لذلك، يرجى اختيار المواد الأكثر قابلية للتشكيل لمشروعك.
التصنيع باستخدام الحاسب الآلي مقارنة المعادن
مقارنة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي البلاستيك
2. تجنب التشطيبات المتعددة
بعض المواد قابلة للتشكيل بشكل كبير. مثال على هذه المواد هو الألومنيوم. يجب عليك اختيار هذه الأنواع من المواد عندما يكون ذلك ممكنًا ومتوفرًا.
كما ذكرنا سابقًا، تؤدي عمليات التشطيب إلى رفع تكاليف التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. عادةً ما تنتج عمليات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي تشطيبات سطحية مُرضية.
هذا النوع من التشطيب جيد بما يكفي لتلبية بعض التطبيقات. لذلك، يجب عليك تحديده كلما أمكن ذلك لأنه غالبًا ما يكون تطبيق التشطيبات المتعددة أكثر تكلفة.
بعض التشطيبات السطحية ضرورية لتحسين خصائص المكون. يشملوا والنمشفيلم كيميائي, تفجير حبة، والتلميع الكهربائي، وما إلى ذلك. ومع ذلك، يجب عليك اختيار هذه التشطيبات فقط عند الضرورة.
محرك آخر لتكلفة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي هو تطبيق التشطيبات المختلفة على الأسطح المختلفة للمكون. على سبيل المثال، يقوم بعض مديري المشاريع بتطبيق السفع بالخرز على منطقة واحدة وطلاء الكروم على منطقة أخرى.
لذلك، إذا لزم الأمر، حاول الحفاظ على مواصفات التشطيب موحدة في جميع أنحاء المكون.
3. طلب بكميات كبيرة
يوكي
مهندس مبيعات فني في شركة AT-Machining مع 12 عامًا من الخبرة في CNC، متخصص في اختيار المواد وحلول معالجة الأسطح.
🔗 أفضل الممارسات
مُصمم لتثبيت العمل بإعداد واحد. دمج البيانات المرجعية، وإضافة ألسنة تثبيت/نتوءات، والمحاذاة مع ملزمة قياسية أو خماسية المحاور لتقليل الحاجة إلى المشابك والتثبيتات.
تعمل الآلات CNC أيضًا مع اقتصاديات الحجم. ستنخفض تكلفة عملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بشكل كبير إذا زاد حجم الإنتاج.
دعونا نحاول وضع فكرة توفير التكاليف هذه في منظور أفضل.
لنفترض أن لدينا جزءًا واحدًا من الوحدة يكلف 40 دولارًا. وستنخفض تكلفة الوحدة من هذا الجزء إلى حوالي 12.5 دولارًا إذا كان حجم الإنتاج 10 أجزاء.
وبالمثل، ستنخفض تكلفة الوحدة إلى حوالي 8.79 دولارًا أمريكيًا لكل 100 قطعة. باختصار، يمكن أن تؤدي زيادة أوامر الإنتاج من وحدة واحدة إلى 100 وحدة إلى تقليل تكلفة كل جزء من الوحدة بنسبة تزيد عن 60%.
تحدث الانخفاضات لأن كل التباينات المتضمنة في العملية تظل كما هي. أي أن تصميم CAD هو نفسه، سواء كنت تنتج عشر وحدات، أو 50 وحدة، أو 100 وحدة من المكون.
وفي الوقت نفسه، لن تحتاج إلى اختيار إعداد جهاز مختلف لمجموعة أخرى من الأجزاء. يتم تحديد نفس الإعدادات لعملية الإنتاج بأكملها.
لذلك، يجب أن تفكر في طلب كميات أكبر للاستفادة من وفورات الحجم هذه.
4. تجنب الجدران الرقيقة بشكل مفرط
كجزء من تحسين تصميم المكون، نقترح تجنب الجدران الرقيقة قدر الإمكان. الجدران الرقيقة هشة وغالبًا ما تتطلب تمريرات متعددة بعمق قطع أقل.
تساعد هذه الأعماق المنخفضة على تجنب حدوث كسور أو أخطاء في الجدران الرقيقة. ولذلك، يستغرق تصنيعها المزيد من الوقت.
غالبًا ما تكون الجدران الرقيقة للغاية عرضة للاهتزاز. لذلك، يصبح الأمر أكثر صعوبة وإضاعة للوقت في تصنيع هذه الأجزاء وفقًا لتفاوتات محددة. ونتيجة لذلك، يزيد وقت المعالجة؛ وبالتالي، فإن تكاليف التصنيع الإجمالية تزيد أيضًا.
أحد الأسباب الشائعة للجدران الرقيقة هو الحاجة إلى وضع خيوط وثقوب بالقرب من حواف المكونات. لذلك، نوصي بوضع هذه الهياكل بشكل استراتيجي.
إن تصميم جدران أكثر سمكًا سيضمن تصنيعًا أكثر استقرارًا وفعالية من حيث التكلفة. يجب ألا يقل سمك الجدار عن 1.5 ملم للبلاستيك و 0.8 ملم للأجزاء المعدنية.
5. حواف داخلية مستديرة بنصف قطر كافي
معظم أدوات القطع CNC أسطوانية، مما يجعل من المستحيل تقريبًا تشكيل زاوية داخلية مثالية بزاوية 90 درجة.
لإنتاج زوايا بزاوية 90 درجة، يجب على الميكانيكي إيقاف الآلة وتدويرها قبل مواصلة العملية. في بعض الأحيان، قد تحتاج إلى استخدام بالقطع التفريغ الكهربائي (EDM) لتحقيق ذلك.
كما تتخيل، فإن الخطوات الإضافية تزيد من وقت المعالجة، مما يؤدي إلى زيادة في التكلفة الإجمالية. إن إجراء بعض التغييرات في التصميم على الزوايا الداخلية للجزء الخاص بك سيساعدك على تقليل تكاليف التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بشكل كبير.
نوصي باستخدام الحواف الداخلية المستديرة لتوفير الوقت الذي سيستغرقه قطع الحواف الحادة أو إنتاجها. وذلك لأن الجهاز يمكنه الاستمرار في العمل دون التوقف عند أي نقطة.
علاوة على ذلك، يجب أن يكون نصف القطر الذي تستخدمه لهذه الحواف المستديرة على الأقل ⅓ ضعف عمق التجويف. غالبًا ما يتطلب نصف قطر الزاوية الأصغر أدوات ذات أقطار أصغر.
نظرًا لأن الأدوات الصغيرة تزيل فقط كميات صغيرة من المواد في تمريرة واحدة، فستحتاج إلى تمريرات متعددة بطيئة السرعة، مما يزيد من وقت وتكلفة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي.
ولذلك، فمن الأفضل استخدام أنصاف أقطار كافية في الزوايا لضمان القطع الفعال بواسطة أدوات أكبر.
6. لا تصمم تجاويف عميقة
يتضمن إنشاء تجاويف عميقة إزالة الكثير من المواد. ولذلك، هذه الميزات تستغرق وقتا طويلا. كما أنها تتطلب أدوات خاصة لأنها يمكن أن تسبب انحراف الأداة وتعليقها وكسرها.
سوف تتطلب معالجة التجاويف العميقة بشكل صحيح خطوة تدريجية إلى أسفل الطاحونة النهائية مما قد يستغرق وقتًا طويلاً للغاية.
لذلك يجب أن يكون عمق التجاويف أربعة أضعاف عرضها للحصول على أفضل النتائج. على سبيل المثال، إذا كان عرض التجويف 10 ملم، فيجب ألا يتجاوز العمق 40 ملم.
7. الحد من عمق المواضيع
تعتبر الخيوط ضرورية للاتصالات الموثوقة للأجزاء. تحدث اتصالات الخيوط الأكثر أهمية مع الخيوط القليلة الأولى. ولذلك، فإن استخدام الخيوط الطويلة للمواد ليس ضروريًا لأنها تتطلب أدوات خاصة ويمكن أن تستغرق وقتًا أطول وجهدًا أكبر.
يجب عليك دائمًا تحديد عمق الخيوط بحد أقصى 3 أضعاف قطر الثقب. عندما تقوم بتصميم موضوع لـ ثقب أعمى، فمن الأفضل إضافة طول غير ملولب يبلغ حوالي 0.5 مرة قطر الثقب إلى نهاية تلك الفتحة.
8. حدد التفاوتات المسموح بها فقط عند الضرورة، وتجنب التفاوتات الصارمة
تتميز تقنية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بالدقة العالية ويمكنها إنشاء تفاوتات قياسية دون زيادة التكاليف. غالبًا ما تؤدي التفاوتات الصارمة إلى زيادة وقت المعالجة وتكلفة التشغيل. يصعب تحقيقها بشكل خاص على الأسطح الداخلية لأن الثقوب والتجاويف ذات التفاوتات الضيقة قد تؤدي إلى ظهور نتوءات.
غالبًا ما تتطلب إزالة النتوءات خطوات إضافية تتجاوز الفحص اليدوي. نظرًا لأن عملية إزالة الأزيز تتم يدويًا، فقد تستغرق وقتًا طويلاً وستتطلب زيادة في تكاليف العمالة.
لذلك، يجب عليك تحديدها فقط عند الضرورة. إذا لم تحدد تسامحًا مشددًا محددًا،
يمكن لآلات CNC إنشاء تفاوتات قياسية تبلغ ± 0.1 مم. يعد هذا التسامح القياسي مثاليًا للعديد من الميزات، ولن تكون هناك حاجة لتفاوتات مشددة.
إذا كانت لديك معرفة متقدمة بالتصميم، فنوصي باستخدام GD & T في تصميماتك لتحديد التفاوتات الأكثر مرونة.
تذكر أن الأرقام التي تمثل أبعادك حيوية لأنها تحدد مستوى الدقة المطلوب للمكون الخاص بك. وبالتالي، كلما زاد عدد المنازل العشرية، كلما كان الجزء أكثر تعقيدًا، مما يؤدي إلى زيادة التكلفة.
لذا، يجب أن تحاول إزالة النقاط العشرية غير الضرورية من التصميم.
9. استخدم أحجام الفتحات القياسية
يمكن لآلات CNC إنشاء ثقوب بسرعة وكفاءة باستخدام لقم الثقب، خاصة عندما تتأكد من أن الثقوب الموجودة في المكون الخاص بك ذات أحجام قياسية. سيتطلب استخدام الثقوب ذات الحجم غير القياسي أداة مطحنة نهائية، مما يؤدي إلى زيادة التكلفة.
يلعب عمق الحفرة أيضًا دورًا حاسمًا. في حين أنه من الممكن صنع ثقوب بعمق يصل إلى 10 أضعاف القطر، إلا أن صنعها أمر صعب ومكلف.
وبالتالي، فإن الزيادة بمقدار 0.1 ملليمتر تعتبر مثالية لثقب قطره 10 ملليمتر. بالنسبة لقطر الثقب الذي يزيد عن 10 ملم، يجب عليك إضافة زيادة قدرها 0.5 ملم.
10. لا تقم بتضمين الحروف في التصاميم
يعد تضمين النصوص والحروف أثناء معالجة الأجزاء أمرًا غير ضروري لأنه يتطلب وقتًا وجهدًا إضافيين مع زيادة التكلفة. يمكنك رسم النصوص التي تريدها على الأجزاء النهائية بمجرد تصنيعها.
إذا كنت بحاجة إلى تضمين النصوص لأي سبب من الأسباب، فيجب عليك استخدام وحدات النقش بالليزر التي تتضمن إزالة مواد أقل.
خاتمة
يعد ضمان تكاليف التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بأسعار معقولة أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق النتيجة النهائية لشركتك. تؤثر عوامل مثل المواد وهندسة التصميم وعمليات التشطيب وما إلى ذلك على تكاليف التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. ومع ذلك، يمكنك تقليل هذه التكلفة من خلال الاختيار المناسب للمواد، وتحسين التصميم، واعتبارات خاصة أخرى.
قد يكون من الصعب تحليل هذه العوامل واستخدامها لصالحك. لذلك، اعمل مع شركة متخصصة في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي مثل AT Machining. اتصل بنا اليوم، ودعنا نناقش مشروع التصنيع باستخدام الحاسب الآلي الخاص بك!
