6 errori da evitare nella progettazione di pezzi da lavorare meccanicamente

1. Evitate elementi che richiedono una lavorazione meccanica superflua

Un errore frequente consiste nel progettare un pezzo con aree che non richiedono il taglio meccanico. La lavorazione superflua allunga il tempo necessario per realizzare il vostro pezzo - tempo che rappresenta un driver chiave del costo di produzione finale che la vostra azienda dovrà sostenere. Prendete in considerazione questo esempio, in cui il design esige una geometria circolare indispensabile, necessaria per soddisfare i requisiti dell’applicazione cui è destinato il pezzo (si veda l’illustrazione di sinistra nell’immagine a destra). Tale geometria comporta la lavorazione meccanica dei fori/elementi squadrati presenti al centro e il successivo taglio del materiale circostante, per far emergere il pezzo finito. Questo approccio, tuttavia, non fa che prolungare il tempo di lavorazione necessario a eliminare meccanicamente il materiale restante. In un design più semplice (si veda l’illustrazione di destra nell’immagine a destra), la macchina non fa altro che tagliare il pezzo dal blocco, eliminando così l’esigenza di una ulteriore e dispendiosa lavorazione del materiale in eccesso. Il cambiamento di design in questo esempio riduce di quasi la metà il tempo di lavorazione meccanica. Mantenete il vostro design semplice per evitare tempo di lavorazione aggiuntivo e inutile - e ulteriori costi.

2. Evitate l’uso di testo di piccole dimensioni o in rilievo

I vostri componenti possono richiedere la fresatura di un numero di pezzo, di una descrizione o del logo aziendale. Oppure potreste ritenere che l’aggiunta di testo conferisca al pezzo un aspetto molto attraente. Ma l'aggiunta di testo comporta anche costi aggiuntivi. E tanto più piccole sono le sue dimensioni, tanto maggiore sarà il costo. Questo perché le piccolissime frese a codolo che tagliano il testo funzionano ad una velocità relativamente più bassa, facendo così aumentare il tempo di lavorazione e, quindi, il vostro costo finale. Avete però altre opzioni a vostra disposizione. Se il vostro pezzo può contenerlo, un testo di grandi dimensioni richiede meno tempo per essere tagliato, e riduce il costo che la vostra azienda dovrà sostenere. E laddove sia possibile, scegliete testo incassato anziché in rilievo, che comporta il taglio di materiale in eccesso per creare lettere o numeri sul pezzo.

3. Evitate l’uso di pareti alte e sottili

Elementi di parete sui design dei pezzi sono generalmente difficili da realizzare. Gli utensili da taglio utilizzati dalle macchine a controllo numerico sono realizzati in materiali duri e rigidi come il carburo di tungsteno e l’acciaio super rapido. Ma nonostante ciò, gli utensili si flettono o piegano leggermente quando vengono sottoposti alle forze di lavorazione, e lo stesso avviene per il materiale che viene da essi tagliato. Questo può causare problemi come una antiestetica superficie sgranata e difficoltà nel soddisfare le tolleranze richieste. La parete potrebbe anche scheggiarsi, piegarsi o rompersi. Tanto più alta sarà la vostra parete - l’altezza massima accettata dai nostri macchinari è di 51 mm - tanto più spessa dovrà essere per una maggiore rigidità del materiale. Pareti di 0,508 mm di spessore o valori inferiori sono soggette a rottura durante la lavorazione e in seguito possono flettersi o deformarsi. Cercate di non progettare pareti troppo spesse perché l’utensile da taglio girano solitamente ad una velocità compresa tra 10.000 e 15.000 gpm. Una buona regola generale da seguire per le pareti è osservare un rapporto larghezza/altezza di 3:1. L’aggiunta di un angolo di spoglia - un angolo di 1, 2 o 3 gradi, affinché la parete risulti rastremata anziché erigersi verticalmente - potrebbe agevolare la lavorazione e produrre un minor quantitativo di materiale residuo.

4. Evitate tasche di piccole dimensioni di cui potreste non avere bisogno

Alcuni pezzi incorporano angoli squadrati o piccole tasche angolari interne per ridurre il peso complessivo o ospitare altri componenti di un assemblaggio. Angoli interni di 90 gradi e tasche di piccole dimensioni sono tuttavia troppo piccoli per i nostri utensili da taglio più grandi. La creazione di questi elementi significa rimuovere il materiale presente agli angoli con utensili sempre più piccoli. Questa operazione potrebbe comportare l’utilizzo di sei-otto utensili da taglio diversi. Le sostituzioni dei vari utensili aumentano il tempo di lavorazione e, sì, avete indovinato, anche il costo del vostro progetto. Per evitare una tale situazione, dovete innanzitutto stabilire se la presenza di tasche sia davvero necessaria. Se servono soltanto a ridurre il peso, rivedete il vostro design onde evitare di pagare per la lavorazione di materiale che non deve essere tagliato. Tanto più ampio sarà il raggio dell’angolo da voi progettato, tanto più grande sarà l’utensile da taglio che dovremo usare e, di conseguenza, inferiore sarà il tempo necessario per la lavorazione.

5. Evitate di creare fori che non si possano filettare

Possiamo aggiungere facilmente fori filettati ai vostri pezzi lavorati meccanicamente. Ma la progettazione di filetti, affinché il nostro software di preventivazione li posa esaminare ed essi possano essere lavorati nel vostro pezzo - può risultare difficile. Il nostro processo rapido utilizza una serie statica di filettature. Quando il nostro software analizza il vostro pezzo, cerca un diametro di foro che corrisponda a una di quelle filettature. Per esempio, se volete ottenere un filetto UNC o UNF #5-40, il software cerca un foro il cui diametro rientri nell’intervallo per tale filetto. Se il diametro non corrisponde a tale parametro, non potrete assegnare il filetto in questione al vostro pezzo. Questo si verifica spesso quando i clienti ci contattano e consigliamo loro di fare riferimento alla pagine delle Linee guida per i fori filettati. Qui troverete le tipologie di filetti disponibili. Cliccate su un filetto specifico per accedere a un grafico della serie di diametri di foro tra i quali scegliere. Se selezionate un diametro corrispondente al 75 per cento del diametro della punta per il foro - ogni grafico include questa dimensione per ciascun filetto - potrete esser certi del risultato. Continuate a progettare il vostro pezzo e ad utilizzare la funzionalità di inserimento automatico dei filetti del vostro software CAD - la maggior parte dei nostri clienti lo fa. Ma verificate con i nostri grafici che il diametro suggerito sia accettato dal nostro software. Qui potrete conoscere altri aspetti da tenere in considerazione per il design delle filettature.

6. Ripensate alla lavorazione meccanica di pezzi che alla fine saranno stampati

Spesso, al nostro servizio di lavorazione meccanica vengono inviati elettronicamente design di pezzi da stampare a iniezione affinché si proceda alla loro prototipazione prima di acquistare uno stampo. Ma ogni processo presenta requisiti di design di versi e i risultati possono anch’essi differire. Un elemento spesso lavorato meccanicamente può essere soggetto a depressione, deformazione, porosità o altri problemi durante lo stampaggio. Un componente stampato ben progettato con nervature, tasche e altri elementi richiederà un tempo di lavorazione prolungato. Il punto che vogliamo fare è che i design sono solitamente ottimizzati per il processo di produzione che si intende impiegare. Rivolgetevi innanzitutto al nostro team per ottenere consigli su come modificare il vostro design di un pezzo stampato da lavorare meccanicamente o semplicemente per realizzare prototipi nel processo di produzione finale, lo stampaggio a iniezione. In Protolabs, il costo d’investimento iniziale nell’utensileria per la prototipazione è molto basso.

Per maggiore assistenza, non esitate a contattare uno dei nostri Applications Engineers al numero + 39 (0)321 381211 o all’indirizzo [email protected]. Per iniziare oggi stesso il vostro prossimo progetto di lavorazione meccanica, non dovete fare altro che caricare un file CAD 3D per ottenere in poche ore un preventivo interattivo.