Servizi di fresatura e lavorazione CNC: la soluzione economica per la produzione di assemblaggi complessi

I servizi di fresatura e lavorazione CNC sono soluzioni essenziali per la produzione di assemblaggi complessi. Nella progettazione di un modulo per polso robotico industriale, parte fondamentale di un dispositivo medico, e di componenti aerospaziali, gli assemblaggi complessi diventano spesso un vincolo per l'intero processo produttivo.

Nel modello tradizionale di approvvigionamento dei componenti, per assemblare i 12 pezzi sarebbero necessarie 4 ore e, a causa delle tolleranze accumulate, si verificherebbe un disallineamento negli alloggiamenti dei cuscinetti, con conseguenti costi nascosti superiori al 30 percento.

Come verrà illustrato in questo articolo, il modo in cui l'integrazione di soluzioni di fresatura e lavorazione CNC ad alta tecnologia, un approccio particolarmente completo alla produzione di assiemi complessi, può affrontare sistematicamente questi problemi e trasformare gli assiemi da "centri di costo" in "vantaggi competitivi".

Esamineremo come JS Precision, con sede in Cina, sfrutta le solide competenze dei suoi partner ingegneristici e la sua ampia capacità di produzione di precisione per offrire ai clienti internazionali soluzioni orientate al risparmio, che vanno ben oltre le capacità di lavorazione meccanica generica nella loro regione.

Riepilogo delle risposte chiave

Punti chiave:

1. Il vero costo risiede nell'assemblaggio: ridurre al minimo i componenti e le fasi di assemblaggio è più efficiente per tagliare i costi dei sistemi complessi.

2. La produzione integrata è migliore della subappalto perché la lavorazione di componenti critici di accoppiamento sulla stessa macchina utensile di alta qualità e nello stesso sistema di coordinate rappresenta l'unica soluzione praticabile per garantire la precisione dell'assemblaggio.

3. Il ROI è più elevato nella collaborazione iniziale: il potenziale risparmio sui costi, attraverso l'analisi DFM/A, nell'intervento in fase di progettazione, in genere supera il 20%.

4. Una soluzione a doppio costo-tecnologia per la produzione cinese: i principali produttori cinesi , ad esempio JS Precision, sono in grado di offrire servizi di fresatura CNC con il livello tecnologico delle migliori aziende globali europee e statunitensi, ma con prezzi e tempi di risposta più competitivi.

Soluzioni di fresatura CNC di precisione JS: riduzione del peso della produzione complessa

Per risolvere i problemi di produzione legati all'assemblaggio complesso, è fondamentale scegliere un partner con competenze EEAT.

JS Precision è attivamente associata al settore della fresatura CNC da 20 anni e ha collaborato con oltre 500 clienti in tutto il mondo in settori di fascia alta come quello automobilistico, aeronautico e biomedico, sperimentando così la sua importanza nella produzione combinata e nel relativo know-how con la sua competenza tecnologica e la sua esperienza.

JS Precision dispone di oltre 30 centri di lavorazione di fascia alta , tra cui centri di lavorazione a portale a 5 assi e torni per fresatura, con una capacità di lavorazione massima di 2000 mm × 800 mm × 700 mm e un requisito di posizionamento ad alta precisione entro ±0,005 mm, arricchendo le capacità di lavorazione per parti grandi e complesse.

Il nostro team di ingegneri è composto da oltre 15 ingegneri DFM senior, con una media di 8 anni di esperienza nel settore , che consente loro di identificare possibili problemi di produzione e assemblaggio nella fase di progettazione.

Ad oggi, JS Precision ha ridotto del 75% il numero medio di componenti per i clienti, ridotto i costi totali del 30%-57% e mantenuto un tasso di puntualità nelle consegne del 99,5%. La nostra azienda ha ottenuto le certificazioni aerospaziali ISO 9001:2015 e AS9100D e il nostro sistema di qualità copre l'intero processo, dall'approvvigionamento delle materie prime alla verifica dell'assemblaggio finale.

Vuoi verificare se il tuo assemblaggio complesso può farti risparmiare oltre il 50%? Contatta subito un tecnico JS Precision, fornisci informazioni sull'assemblaggio e ricevi una soluzione gratuita e personalizzata di servizi di fresatura e lavorazione CNC per comprendere appieno il potenziale di risparmio di spazio e di miglioramento della precisione.

In che modo i servizi integrati di fresatura e lavorazione CNC possono ridurre i costi di assemblaggio?

Dopo aver conosciuto le capacità di JS Precision, potreste chiedervi in che modo il servizio integrato di fresatura e lavorazione CNC possa ridurre i costi di assemblaggio. La soluzione prevede un'analisi completa della struttura dei costi complessiva. I servizi di fresatura e lavorazione CNC possono eliminare i costi invisibili o nascosti a livello di sistema.

L'iceberg dei costi: costi di assemblaggio e debug invisibili

In molte organizzazioni, il prezzo dei singoli componenti viene valutato ignorando gli effetti significativi dei costi nascosti associati a un modello di componenti.

In un modello di componenti tradizionale, i costi associati al tempo di assemblaggio, alla rielaborazione in fase di debug, agli impianti aggiuntivi e al coordinamento della gestione rappresentano oltre il 30% dei costi totali coinvolti in tale modello.

Ad esempio, componenti provenienti da fornitori diversi potrebbero richiedere altri 2-3 giorni di debug a causa dell'incompatibilità delle interfacce. Un tale impegno può essere spesso sottovalutato.

Sottrazione nella produzione integrata: da più parti a un unico pezzo

JS Precision utilizza la fresatura e la lavorazione CNC per eseguire l'integrazione delle parti e l'integrazione funzionale, eliminando così direttamente i costi associati al processo di assemblaggio e ai connettori.

Ad esempio, l'integrazione di 12 parti indipendenti in alluminio e acciaio in 3 componenti principali tramite fresatura a cinque assi non solo riduce i costi di lavorazione di 9 parti, ma elimina anche completamente le fasi di assemblaggio come il fissaggio delle viti e il posizionamento dei perni.

Vuoi calcolare con precisione il costo totale del tuo assemblaggio? Invia i disegni dei componenti e i requisiti di assemblaggio e JS Precision ti fornirà un confronto gratuito delle differenze di costo tra i metodi tradizionali e i servizi integrati di fresatura e lavorazione CNC, consentendoti di individuare le spese nascoste e trovare il percorso ottimale per ridurre i costi.

Perché la lavorazione meccanica generica non è adatta agli assemblaggi complessi: la triade delle sfide

Questi assemblaggi richiedono standard molto elevati di precisione produttiva, coordinamento e scalabilità . I metodi di lavorazione meccanica generali e decentralizzati non sono in grado di soddisfare adeguatamente questi requisiti; per far fronte a tali sfide, è necessario integrare i servizi di fresatura CNC .

Tolleranze accumulate e problemi di corrispondenza dell'interfaccia

Quando più componenti provengono da fornitori diversi, ogni fornitore ha parametri di lavorazione diversi . Anche se i singoli componenti soddisfano i requisiti del disegno, le tolleranze si accumulano e si amplificano.

Ad esempio, per un assieme composto da 5 parti, sebbene la tolleranza sia indicata come ±0,02 mm, la tolleranza accumulata finale può raggiungere ±0,1 mm o superiore , causando disallineamenti dei cuscinetti, interferenze nell'assieme o guasti funzionali.

Collaborazione multi-materiale e di processo

Gli assemblaggi spesso prevedono la partecipazione di più materiali, tra cui alluminio, acciaio e materiali plastici tecnici. Questo comporta una serie di processi, come fresatura, tornitura e produzione additiva. I fornitori dislocati non possono ottimizzare le sequenze di processo.

Ad esempio, la distorsione delle parti dopo il trattamento termico non può essere compensata con precisione nella successiva fresatura e i problemi di compatibilità con il trattamento superficiale potrebbero non essere risolti, determinando un tasso di fallimento della collaborazione superiore al 30% circa.

Scalabilità e fragilità della catena di fornitura

Gli svantaggi di una supply chain distribuita in un'area geografica dispersa si aggravano dallo sviluppo del prototipo alla produzione di massa. I diversi fornitori avranno cicli di produzione diversi e sarà difficile allineare le date di consegna. Il fallimento di qualsiasi componente rappresenterà un ostacolo al progetto. L'aggiunta, la modifica o l'ampliamento del numero di fornitori richiederà un periodo di ricertificazione di 1-2 mesi.

I pilastri tecnici del risparmio sui costi: un'analisi approfondita della lavorazione CNC avanzata

I pilastri del supporto tecnico per la convenienza sono quattro. Consentono di ottenere maggiore precisione ed efficienza nei servizi di fresatura CNC e nella fresatura CNC di componenti di grandi dimensioni .

DFA/DFM: il tuo modello per il risparmio

Gli ingegneri di JS Precision sono coinvolti nella fase di progettazione , analizzando e ottimizzando il layout dei componenti attraverso la progettazione orientata all'assemblaggio (DFA) per ridurre l'uso di elementi di fissaggio. Riducono le difficoltà di lavorazione attraverso il feedback di progettazione per la producibilità (DFM).

Ad esempio, quando i fori profondi vengono trasformati in fori a gradini, il risparmio sui costi di lavorazione può arrivare al 30% e si riducono anche le probabilità di rottura dell'utensile. Un angolo affilato può essere modificato in uno arrotondato per migliorare i tempi di fresatura del 25% . Tale analisi DFA/DFM genera normalmente un risparmio medio compreso tra il 20% e il 35%.

Programmazione di alto livello e intelligenza del percorso utensile

Abbiamo applicato le strategie di lavorazione più avanzate, come la programmazione simultanea a cinque assi, con il risultato di un aumento di oltre il 40% dell'efficienza di lavorazione e della durata degli utensili durante la lavorazione di cavità profonde e materiali duri.

Durante la fresatura CNC di pezzi di grandi dimensioni, il personale addetto alla programmazione controlla con precisione la deformazione e la sollecitazione durante la lavorazione, nonché la precisione di lavorazione dei componenti della macchina con telaio di grandi dimensioni.

Processi specializzati per compiti monumentali

JS Precision dispone anche di un'ampia officina per la lavorazione meccanica di particolari . Le fresatrici a portale di JS Precision hanno corse di lavorazione di 2000 mm x 800 mm x 700 mm.

Inoltre, grazie all'adozione di giunti chimici progettati su misura, è possibile garantire la stabilità dei pezzi di grandi dimensioni durante la lavorazione. Inoltre, nelle fresatrici a portale vengono utilizzati strumenti di misura su larga scala, come i laser tracker, per monitorare la precisione della lavorazione.

La qualità come sistema, non come punto di controllo

La nostra azienda ha sviluppato un sistema di qualità a ciclo chiuso, pienamente conforme alla norma ISO 9001:2015 . Tutte le procedure, a partire dal Rapporto Dimensionale del Primo Articolo (FAIR) e dal Controllo Statistico di Processo (SPC), fino alla verifica dell'assemblaggio finale, sono basate sui dati.

Grazie all'integrazione della catena di fornitura, garantire la coerenza dei lotti di materie prime, garantire la qualità fin dalla fonte e controllare l'errore di coerenza delle parti prodotte in serie entro ± 0,008 mm.

Desideri un progetto competitivo in termini di costi fin dall'inizio? Contatta il team di ingegneria di JS Precision, condividi i requisiti dei tuoi prodotti di fresatura CNC e riceverai un'analisi DFA/DFM gratuita. Questo renderà i nostri servizi di fresatura CNC adatti alle tue esigenze progettuali.

Figura 1 Gli obiettivi principali di DFA e DFM

Coerenza su larga scala: come garantire che ogni parte fresata CNC si adatti perfettamente?

Nella produzione di massa, migliaia di prodotti fresati CNC devono mantenere una precisione costante per ottenere un assemblaggio immediato senza la necessità di componenti opzionali. Ciò richiede una garanzia congiunta su tre aspetti: attrezzature, parametri di riferimento e processi.

La precisione delle macchine utensili è solo l'inizio: compensazione termica e monitoraggio del processo

JS Precision utilizza macchine utensili di fascia alta che incorporano feedback tramite encoder lineare e controlli software per la correzione degli errori di dilatazione termica.

Ciò consente di compensare completamente gli errori che possono derivare dalle variazioni di temperatura nell'ambiente, garantendo una precisione entro ±0,003 mm. Dispone inoltre di un sistema di sonde online che consente di rilevare e correggere automaticamente gli errori che possono derivare dall'usura degli utensili.

Sistema di riferimento unificato: sistema di coordinate assolute dalla lavorazione all'ispezione

Completare le caratteristiche di accoppiamento critiche su una sola macchina in un unico serraggio è di fondamentale importanza per garantire la precisione. JS Precision utilizza un sistema di coordinate assolute per la programmazione e la lavorazione.

Il sistema di coordinate di misura della macchina di misura a coordinate (CMM) di JS Precision è allineato in modo ideale al sistema di coordinate di lavorazione per garantire che vengano eseguite misurazioni dirette in produzione per ottenere una precisione di ripetibilità di ±0,002 mm .

Caso di studio: riduzione dei costi del 57% – trasformazione di un gruppo braccio robotico industriale

Un produttore di apparecchiature per l'automazione si è trovato ad affrontare la sfida di realizzare un modulo per polso robotico a sei assi. Il progetto originale consisteva in 12 componenti separati in alluminio e acciaio assemblati con viti e perni. Ciò non solo comportava elevati costi di fresatura CNC , ma presentava anche seri problemi di precisione ed efficienza.

Sfide

L'impossibilità di consentire un errore coassiale dell'alloggiamento del cuscinetto di 0,08 mm, che ha causato il malfunzionamento del robot, e il debug in loco ha avuto una percentuale media di successo di solo l'85% in una media di 4 ore per unità, c'erano 12 parti provenienti da soli 3 fornitori, il che ha reso difficile il coordinamento della consegna e ha causato ritardi fino a 15 giorni , e il costo totale della produzione di massa è stato di $ 120 per unità.

Soluzione di precisione JS

1. Riconfigurazione DFA/DFM: suddivisione dei 12 componenti in 3 , che comportano l'incorporazione di un telaio principale in alluminio e di due componenti di trasmissione in acciaio, in cui sono integrati tutti gli alloggiamenti dei cuscinetti.

2. Integrazione del processo: il telaio in alluminio integrato viene lavorato con un'unica configurazione tramite un centro di lavoro a portale a 5 assi, in modo che la coassialità dei fori nell'alloggiamento del cuscinetto abbia una tolleranza di φ0,03 mm . Le parti in acciaio vengono lavorate su una fresatrice e tornitrice nello stesso stabilimento, con lo stesso obiettivo di integrazione del processo.

3. Controllo qualità: l'intero telaio viene misurato con precisione utilizzando una CMM, fornendo così un cromatogramma di deviazione 3D accurato. L'intero processo di produzione è controllato tramite un sistema SPC, che aiuta a regolare i parametri.

Risultati

Il numero di parti è diminuito del 75%, il tempo di assemblaggio è ora di 30 minuti rispetto alle 4 ore precedenti, la velocità di messa in servizio è ora del 99,9% rispetto ai livelli precedenti e i costi di produzione per unità sono scesi a 51,6 dollari, con una riduzione del 57%.

I tempi di consegna sono scesi da 45 a 25 giorni, ma la puntualità delle consegne è ora del 99,5% rispetto ai valori precedenti. La progettazione dei moduli rigidi è ora migliorata del 30% e la durata utile è aumentata di 2 anni.

Feedback del cliente: "Il processo combinato di fresatura e lavorazione CNC di JS Precision ha eliminato completamente il nostro problema di assemblaggio, il che ci ha consentito di ottenere un enorme vantaggio in termini di costi e di ottenere un vantaggio competitivo sul mercato."

Hai sfide simili nella produzione di assemblaggi complessi? Contatta gli ingegneri di JS Precision per una spiegazione dettagliata dei punti critici del tuo prodotto e riceverai una consulenza personalizzata, consentendo a un team di professionisti di personalizzare una soluzione di produzione integrata per te.

Figura 2 I robot a braccio articolato a sei assi prendono il nome dalle sei rotazioni distinte che consentono loro di afferrare un oggetto da quasi ogni angolazione e in quasi ogni punto alla loro portata.

Quali fattori influenzano realmente il costo della fresatrice CNC e il preventivo del progetto?

Molti clienti chiedono informazioni sul costo di una fresatrice CNC . In realtà, la ripartizione dei prezzi dipende fondamentalmente da diversi fattori, come la capacità della macchina e la progettazione del pezzo stesso. Questo vi aiuterà a prendere la decisione migliore possibile.

Capacità Premium: Macchine utensili a cinque assi, multicanale e di grandi dimensioni

Le macchine utensili a cinque assi collegate, per fresatura e tornitura di materiali compositi e per movimenti di corsa elevati comportano maggiori spese di capitale e operative.

Ad esempio, il costo di investimento di un centro di lavoro a portale a cinque assi è da 3 a 5 volte superiore a quello di una tipica macchina utensile a tre assi. Tuttavia, il centro di lavoro a cinque assi può eseguire la lavorazione di componenti complessi in un'unica passata, riducendo così i costi unitari.

La tua geometria: tempo di programmazione e utilizzo dei materiali

La presenza di superfici complesse, dettagli e componenti con pareti sottili aumenterà esponenzialmente i tempi di programmazione e lavorazione . Ad esempio, i componenti con superfici complesse richiederanno un tempo di programmazione 2-3 volte superiore rispetto ad altri componenti, mentre i componenti con pareti sottili ridurranno l'efficienza di lavorazione del 50%.

L'ottimizzazione del layout ha garantito un aumento dell'utilizzo dei materiali dal 60% all'85% e, di conseguenza, il costo della fresatura CNC per pezzi di grandi dimensioni è diminuito del 15%-20% .

Hai bisogno di un preventivo dettagliato? Invia semplicemente a JS Precision il modello 3D del tuo componente e ti verrà fornito un preventivo gratuito per la fresatura CNC, indicando la percentuale di costo per ogni fase del processo.

Figura 3 Le forme semplici come rettangoli o cilindri possono essere lavorate più velocemente e a costi inferiori.

La tua tabella di marcia verso il risparmio: come iniziare con una soluzione di lavorazione CNC personalizzata?

Esiste un modo migliore di lavorare insieme. JS Precision presenta un metodo di collaborazione in tre fasi che consente di adattare facilmente il servizio di fresatura CNC alle vostre esigenze.

Fase 1: consegna la tua "sfida", non solo disegni

Vi invitiamo a contribuire con modelli di assemblaggio, requisiti prestazionali e descrizioni dei punti critici , non solo con diagrammi per parti in punti casuali. A loro volta, gli ingegneri di JS Precision possono acquisire una comprensione completa dei requisiti e avviare un'analisi DFA sistematica per individuare le aree chiave da ottimizzare.

Fase 2: Partecipazione alla riunione di revisione ingegneristica approfondita

JS Precision creerà un team interdipartimentale di ingegneri che comunicherà direttamente con il vostro team di progettazione tramite videoconferenza. Gli ingegneri offriranno soluzioni per l'integrazione dei componenti e l'ottimizzazione dei processi , nonché il percorso di processo più ottimale, e risponderanno a qualsiasi vostra richiesta tecnica.

Fase 3: Ottieni un preventivo trasparente e un piano prototipo

Un preventivo e un piano trasparenti indicheranno specificamente il risparmio complessivo sui costi della soluzione di produzione integrata rispetto al tradizionale lavoro a cottimo, inclusa la riduzione dei componenti e degli assiemi . Sarà inoltre previsto un piano per la prototipazione rapida, solitamente completata in 2-3 settimane, per verificare la fattibilità del progetto.

Domande frequenti

D1: Nella progettazione integrata, i singoli pezzi sono più grandi e più complessi. Questo non aumenterebbe i costi della fresatura CNC?

Sebbene il costo di lavorazione di un singolo pezzo possa essere più elevato, JS Precision elimina i costi di lavorazione, movimentazione, assemblaggio e controllo qualità di più pezzi, riducendo drasticamente il costo totale e garantendo al contempo una qualità più costante. Questo vantaggio è ulteriormente accentuato quando si parla di produzione in serie.

D2: Quali dimensioni di parti integrate potete elaborare?

Il grande centro di fresatura a portale di JS Precision è in grado di lavorare pezzi in lega di alluminio di dimensioni pari a 2000 mm × 800 mm × 700 mm , soddisfacendo così i requisiti di lavorazione di telai e strutture di grandi dimensioni nella maggior parte dei settori industriali.

D3: Siete in grado di gestire tutti gli assemblaggi multi-materiale?

Sì, JS Precision fornisce servizi di fresatura e tornitura di precisione su materiali come alluminio, acciaio, acciaio inossidabile, ottone e materiali plastici tecnici. È possibile coordinare la sequenza di processo e il trattamento superficiale di ogni componente per garantirne la compatibilità.

D4: Come garantire la precisione di lavorazione di componenti integrati di grandi dimensioni? Ad esempio, la planarità dell'intera lunghezza?

Nel caso di JS Precision, viene adottata una strategia di taglio leggero ad alta velocità per controllare la deformazione da stress. Per la lavorazione e l'ispezione viene utilizzato un laboratorio a temperatura controllata . Per un componente in alluminio lungo 1 m, la planarità è controllabile entro ±0,1 mm/m.

D5: È difficile comunicare e gestire progetti con fornitori esteri?

Assolutamente no. JS Precision si avvale di project manager e team di ingegneri che parlano inglese e l'azienda si avvale di una piattaforma di collaborazione online, dove aggiornamenti e dati vengono forniti in tempo reale online, e così via.

D6: Il trattamento superficiale e il trattamento termico sono inclusi nei servizi offerti?

Sì. Fornisce inoltre soluzioni complete di post-lavorazione come anodizzazione, sabbiatura, verniciatura e processi di trattamento termico come l'invecchiamento in soluzione, garantendo il controllo e riducendo al minimo i rischi nell'integrazione con altri fornitori.

D7: Quanto tempo impiega normalmente la consegna?

Per gli assemblaggi che comportano livelli standard di complessità, lo sviluppo del prototipo richiede 2-3 settimane . La produzione su larga scala, a seconda del volume, richiede 4-8 settimane . Per soddisfare i requisiti di consegna, JS Precision ha accelerato i processi per la gestione delle richieste urgenti.

D8: Che ne dici di JS Precision in Cina rispetto a una fonte cinese?

JS Precision, pur offrendo capacità tecnologiche uguali o addirittura superiori (in particolare nella lavorazione di pezzi complessi e di grandi dimensioni), può offrire costi totali più competitivi e tempi di risposta più rapidi grazie ai vantaggi della sua catena di fornitura e dell'ecosistema di produzione.

Riepilogo

Il problema legato all'assemblaggio e alla produzione complessi non riguarderebbe mai la lavorazione individuale , ma coinvolgerebbe piuttosto una questione di collaborazione all'interno del sistema complessivo. Le capacità complessive relative ai servizi di fresatura e lavorazione CNC aiuterebbero quindi a risolvere qualsiasi problema correlato di saldatura, precisione e fornitura.

JS Precision eliminerebbe tutte le limitazioni con l'aiuto di una corretta integrazione e dell'esperienza accumulata, trasformando l'assemblaggio complesso in un vantaggio competitivo.

È il momento di ripensare al tuo piano di produzione.

Inviateci il vostro modello di assemblaggio o il componente più complesso. I nostri ingegneri possono fornirvi un "Rapporto gratuito sull'analisi del potenziale di produzione integrata e di risparmio sui costi" per illustrare chiaramente i potenziali risparmi e l'aumento delle prestazioni di cui potete beneficiare grazie a una stretta collaborazione.

Lavoriamo insieme per trasformare il tuo assemblaggio da un onere economico a un vantaggio sul mercato.