Un presupuesto para un prototipo CNC no es un cálculo único, sino la suma de cuatro componentes de coste que varían de forma independiente, cada uno de los cuales responde de manera diferente a los cambios en el diseño, el material, la cantidad y las especificaciones de acabado. Un ingeniero que cambie el material de aluminio a acero inoxidable, añada dos orificios de tolerancia estrecha y reduzca la cantidad de 10 a 3 puede ver cómo se triplica el precio por unidad sin comprender exactamente por qué.
Esta guía desglosa cada componente de coste en sus partes constitutivas, muestra cómo interactúan entre sí y ofrece las decisiones específicas de diseño y selección de proveedores que permiten controlarlos. El objetivo es pasar de recibir pasivamente presupuestos a gestionar activamente el coste de su prototipo antes de enviar la solicitud de presupuesto.
La fórmula para calcular el coste de la creación de prototipos con CNC
Cada Mecanizado CNC La cotización, independientemente del proveedor o la plataforma, es una estimación basada en la misma fórmula subyacente:
Coste total de la pieza = Coste del material + (Tiempo de mecanizado × Tarifa horaria de la máquina) + Coste de preparación + Coste de posprocesamiento
Comprender cada término —no solo qué es, sino también cómo varía en función de la escala— constituye la base práctica del control de costes en el CNC.
Componente 1: Coste de los materiales
El coste de los materiales abarca la materia prima adquirida para fabricar la pieza. Depende de dos factores que los ingenieros suelen subestimar: el precio de mercado de la materia prima y la relación «buy-to-fly» —la proporción del lingote adquirido que acaba convirtiéndose en pieza acabada frente a las virutas que se recogen del suelo—.
Un sencillo soporte mecanizado a partir de un bloque de aluminio de 100 mm × 100 mm × 50 mm, en el que la pieza acabada pesa 200 g y el bloque original pesa 1 200 g, presenta una relación «buy-to-fly» de aproximadamente 6:1. Por cada gramo de pieza que sale al mercado, se compran seis gramos de aluminio. Si multiplicamos esa relación por un material como el titanio, cuyo precio es de $80–120/kg, frente al aluminio, que cuesta $4–8/kg, el coste del material se convierte en la partida más importante incluso antes de que el husillo empiece a girar.
Índice de costes de los materiales más habituales en CNC
| Material | Índice de maquinabilidad | Precio bruto relativo | Repercusiones típicas de la estrategia «Buy-to-Fly» |
|---|---|---|---|
| Aluminio 6061 | 100% | 1.0× | Bajo: máquinas rápidas, bajo coste de los residuos |
| Aluminio 7075 | 80% | 1.8× | Bajo-medio: más potente, ligeramente más lento |
| Latón C360 | 130% | 2.5× | Bajo: corte más rápido, coste de materia prima elevado |
| Acero dulce 1018 | 78% | 0.8× | Se requiere un papel de gramaje medio-alto y tupido |
| Acero inoxidable 304 | 45% | 2.2× | Alto: un corte lento aumenta la mano de obra por kg |
| Acero inoxidable 316 | 38% | 2.8× | Muy alto — prima por aleación especial |
| Titanio de grado 5 | 22% | 8.0× | Muy alto: el corte más lento, el material más caro |
| POM (Delrin) | 150% | 1.4× | Bajo: el plástico más rápido, cortes limpios |
| PEEK | 60% | 12.0× | Alto — coste del material muy elevado, corte lento |
Regla práctica: Aluminio 6061 Es el valor de referencia. Cada sustitución que se sitúe por encima de este valor en la tabla aumenta el coste. En muchos prototipos estructurales se especifica el 7075 o el acero inoxidable “por seguridad”, cuando el 6061 ofrecería un rendimiento idéntico: un sobrecoste innecesario que se acumula con cada iteración.
Reducción del coste de los materiales mediante la optimización del tamaño de las existencias
El material en bruto para CNC se presenta en tamaños estándar de barra, placa y tubo. Una pieza diseñada para encajar en una placa de aluminio en bruto estándar de 100 mm × 50 mm × 25 mm cuesta menos que una pieza que requiera una placa en bruto de 105 mm × 55 mm × 30 mm —aunque la diferencia dimensional sea pequeña—, ya que la pieza más grande obliga al proveedor a adquirir un lingote de mayores dimensiones y a generar más desperdicio.
Comparar las dimensiones de la envolvente de la pieza acabada con los tamaños habituales de las piezas en stock durante la revisión del diseño es una optimización sin coste alguno que permite ahorrar habitualmente entre 5 y 15% en el coste de los materiales.
Componente 2: Tiempo de mecanizado × Tarifa horaria de la máquina
El tiempo de mecanizado suele ser el componente de coste más importante en el caso de las piezas complejas. Viene determinado por la longitud total de las trayectorias de la herramienta que debe ejecutar el programa CNC, dividida por las velocidades de avance que la máquina puede mantener en función del material, el diámetro de la herramienta y la profundidad de corte. La tarifa por hora de la máquina varía según el tipo de máquina.
Tarifas por hora de las máquinas según su tipo (tarifas de mercado de 2026)
| Tipo de máquina | Tarifa por hora (USD) | Cuándo es obligatorio |
|---|---|---|
| Fresado en 3 ejes | $35 – $60 | Piezas prismáticas estándar, geometría de dos configuraciones |
| Fresado de 4 ejes | $60 – $90 | Elementos en ángulo, patrones radiales sin mecanizado de 5 ejes |
| Fresado de 5 ejes | $100 – $150 | Superficies orgánicas complejas, multifacéticas en una sola configuración |
| Torneado CNC (torno) | $30 – $55 | Piezas cilíndricas: ejes, pasadores, accesorios |
| Electroerosión por hilo | $80 – $130 | Acero templado, perfiles 2D complejos, tolerancias estrictas |
| Giro suizo (piezas pequeñas) | $70 – $110 | Componentes torneados de alto grado de precisión y diámetro reducido |
La idea clave es que la elección de la máquina viene determinada por la geometría de la pieza, no por las preferencias en cuanto al coste. Una pieza con un socavado al que solo se puede acceder mediante un quinto eje no puede presupuestarse en una máquina de tres ejes, independientemente del presupuesto. La forma de reducir costes consiste en rediseñar la geometría para eliminar la necesidad del quinto eje, no en pedir al proveedor que utilice una máquina más barata.
Qué factores aumentan el tiempo de mecanizado
Complejidad geométrica es el factor principal. Una placa plana con seis orificios taladrados se mecaniza en cuestión de minutos. La misma placa, pero con un hueco profundo, paredes delgadas y un radio de redondeo que requiera el uso de una fresa esférica a una profundidad de corte reducida, puede tardar 10 veces más. Entre las características específicas que aumentan de forma fiable el tiempo de mecanizado se incluyen:
Las cavidades profundas, con una relación profundidad-anchura superior a 3:1, requieren herramientas de gran alcance que funcionen a una velocidad reducida del husillo y un control riguroso de las vibraciones. El tiempo de ciclo por unidad de volumen eliminado aumenta considerablemente en comparación con las cavidades poco profundas.
Las paredes delgadas de menos de 1,0 mm en metal (y de menos de 1,5 mm en la mayoría de los plásticos técnicos) requieren varias pasadas de acabado ligeras para evitar vibraciones y deformaciones. El metal no se retira en una sola pasada agresiva, sino que se va recortando en múltiples pasos superficiales, lo que multiplica la duración del ciclo.
Las tolerancias estrictas (del orden de ±0,01 mm) requieren pasadas de acabado lentas, paradas frecuentes para realizar mediciones y un tiempo de estabilización térmica entre operaciones. Un agujero mecanizado con una tolerancia general de ±0,1 mm puede tardar 2 minutos; el mismo agujero con una tolerancia de ±0,01 mm puede tardar entre 8 y 12 minutos debido a los ciclos de medición y ajuste.
Los radios internos no estándar obligan al programador a utilizar una fresa esférica más pequeña que funcione a velocidades de avance reducidas. Un radio interno de 3 mm, adaptado a una fresa estándar de 6 mm de diámetro, funciona de manera eficiente. Un radio de 2,7 mm obliga a utilizar una herramienta a medida o de menor tamaño, con una profundidad de corte reducida.
Dureza y maquinabilidad del material Establecer las velocidades de avance máximas que se pueden alcanzar. El aluminio 6061, con una maquinabilidad de 100%, permite utilizar parámetros de corte agresivos. El acero inoxidable 304, con una maquinabilidad de 45%, requiere velocidades de avance más lentas, profundidades de corte menores y una inspección más frecuente de la herramienta. Para una misma complejidad geométrica, el mecanizado de un prototipo de acero inoxidable lleva aproximadamente el doble de tiempo que el de la misma pieza de aluminio, y el coste por desgaste de la herramienta es considerablemente mayor.
Componente 3: Coste de puesta en marcha — El coste fijo que penaliza los volúmenes reducidos
El coste de puesta a punto abarca todo lo que ocurre antes de que se corte la primera pieza válida: la programación CAM para generar la trayectoria de la herramienta a partir del archivo CAD, el diseño y la fabricación del dispositivo de sujeción de la pieza, la carga de la herramienta y la medición de las compensaciones, y la verificación de la primera pieza. Estas actividades suponen unos costes basados en el tiempo que son, en gran medida, independientes del número de piezas que se fabriquen posteriormente.
Cómo varía el coste de puesta en marcha en función de las diferentes cantidades
| Cantidad del pedido | Coste típico de instalación | Coste de preparación por pieza | Comentario |
|---|---|---|---|
| 1 (prototipo único) | $200 – $500 | $200 – $500 | Determina el coste unitario |
| 5 unidades | $200 – $500 | $40 – $100 | Sigue siendo importante |
| 10 unidades | $200 – $500 | $20 – $50 | Hacerse manejable |
| 50 unidades | $200 – $500 | $4 – $10 | Componente de coste menor |
| 100 unidades | $200 – $500 | $2 – $5 | Insignificante |
Esta tabla muestra por qué un único prototipo puede costar $300, mientras que la misma pieza cuesta $35 en un lote de 50 unidades. La pieza en sí —material y mecanizado— puede costar $30. Los $270 restantes corresponden a los costes de preparación amortizados sobre una sola pieza.
Estrategias para reducir el impacto de los costes de puesta a punto en la producción de bajos volúmenes
Consolidar las iteraciones de diseño. Un equipo de ingeniería que encarga tres revisiones consecutivas de prototipos (V1, luego V2 y luego V3 como pedidos independientes) paga tres veces el coste total de puesta a punto. Al encargar la V1, la V2 y la V3 simultáneamente —aunque solo se necesite la V1 de forma inmediata—, se comparte la configuración entre todo el lote y se reduce el gasto total. Si la confianza en el diseño es lo suficientemente alta como para que sea probable que se fabriquen la V2 y la V3, el pedido combinado casi siempre resulta más económico que los pedidos individuales sucesivos.
Diseño pensado para un número mínimo de configuraciones. Cada vez que un operario retira una pieza de su posición y la vuelve a colocar, comienza una nueva configuración. Una pieza que requiera cuatro configuraciones (cara superior, cara inferior, lado izquierdo, lado derecho) supone un coste cuatro veces superior al de cada configuración, en comparación con una pieza en la que se pueda acceder a todas las características críticas desde dos caras. Durante la revisión del diseño, pregunte explícitamente: “¿Se puede mover u orientar de otra forma esta característica para que sea accesible en la misma configuración que las características adyacentes?”. La respuesta suele ser afirmativa.
Estandarizar en todas las familias de piezas. Si un equipo de desarrollo de productos mecaniza habitualmente carcasas de aluminio similares, la estandarización del material, las dimensiones de las piezas en stock y los patrones de orificios comunes en todas las variantes permite reutilizar los dispositivos de sujeción entre pedidos, lo que elimina la fabricación de dichos dispositivos como un coste de preparación recurrente.
Componente 4: Costes de posprocesado y acabado
El posprocesado incluye cualquier operación que se realice una vez que la pieza sale de la máquina CNC: desbarbado, granallado, anodizado, recubrimiento en polvo, pintado, pulido, galvanizado, tratamiento térmico e inspección dimensional más allá de la CMM estándar.
Los costes de acabado varían en función de la superficie de la pieza, su complejidad y el rigor de las especificaciones de acabado. Un simple granallado en un pequeño soporte de aluminio puede suponer un coste adicional de $5–15 por pieza. Un anodizado duro completo de tipo III, con zonas enmascaradas y especificaciones de color, en una carcasa compleja puede suponer un coste adicional de entre $40 y $80 por pieza. El pulido a espejo con mano de obra manual en una superficie grande añade horas de trabajo que pueden superar el coste del mecanizado en geometrías sencillas.
Coste de acabado por tipo de operación
| Finalizar operación | Añadir coste relativo | Cuando sea necesario |
|---|---|---|
| Tal y como ha salido de la máquina (solo desbarbado) | Valor de referencia (0) | Piezas internas/no visibles, prototipos funcionales |
| Granallado con perlas | Bajo (+$5–20) | Aspecto mate uniforme, que disimula las marcas de las herramientas |
| Anodizado tipo II (transparente/en color) | Medio (+$15–40) | Protección contra la corrosión del aluminio, aspecto |
| Anodizado tipo III (recubrimiento duro) | Medio-alto (+$25–60) | Resistencia al desgaste, necesidad de una superficie más dura |
| Recubrimiento en polvo | Medio (+$20–50) | Color, resistencia a la corrosión, recubrimiento grueso |
| Níquel químico | Alto (+$30–70) | Dureza uniforme y resistencia a la corrosión en el acero |
| Pulido (manual) | Alto (+$30–100+) | Superficies cosméticas de clase A, acabado de calidad de molde |
| Informe completo de inspección con máquina de coordenadas (CMM) | Medio (+$20–60) | Documentación de control de calidad, sectores regulados |
| Documentación PPAP / FAI | Alto (+$100–300) | Cadenas de suministro de los sectores de la automoción, aeroespacial y médico |
La estrategia más eficaz para reducir los costes de acabado es la disciplina en las especificaciones. Cada especificación de acabado que figure en un plano debe estar justificada por un requisito funcional. Especificar un anodizado duro en un soporte interno que nunca se ve y que no soporta ninguna carga de desgaste supone un coste adicional sin ningún beneficio funcional. Especificar un granallado en todas las superficies cuando solo la superficie estética externa es visible para el cliente oculta innecesariamente las características internas. Someter a una inspección rigurosa con máquina de medición por coordenadas (CMM) cada característica cuando solo dos orificios de cojinete requieren precisión supone una inspección excesiva.
Una revisión de planos en la que se plantee la pregunta “¿Existe una justificación funcional para esta especificación de acabado?” en cada nota permitirá identificar de forma sistemática los costes de acabado que pueden reducirse.
Precios reales: cómo varía el coste unitario en función del volumen
La siguiente tabla muestra la evolución del coste unitario de un soporte representativo de aluminio mecanizado con CNC (complejidad moderada, acabado con granallado, tolerancia general de ±0,05 mm):
| Cantidad | Coste unitario aproximado (USD) | Composición de los costes |
|---|---|---|
| 1 | $180 – $250 | ~60% de configuración, ~25% de mecanizado, ~15% de material |
| 5 | $80 – $110 | ~40%: amortización de la configuración, ~40%: mecanizado, ~20%: material |
| 10 | $50 – $70 | ~251 TP3T de amortización de la configuración, ~501 TP3T de mecanizado, ~251 TP3T de material |
| 25 | $38 – $50 | ~151 TP3T de amortiguación de la configuración, ~551 TP3T de mecanizado, ~301 TP3T de material |
| 50 | $30 – $42 | ~8%: amortización de la configuración, ~60%: mecanizado, ~32%: material |
| 100 | $25 – $35 | ~41 TP3T de amortización de la configuración, ~621 TP3T de mecanizado, ~341 TP3T de material |
De estos datos se desprenden dos tendencias importantes. En primer lugar, la reducción de costes más acusada se produce en la transición de 1 a 25 unidades: pasar del prototipo a un lote pequeño reduce el coste unitario entre un 70 % y un 80% en la mayoría de las piezas estándar. En segundo lugar, a partir de las 100 unidades, la reducción marginal del coste por unidad adicional se reduce, ya que la amortización de la configuración ya es insignificante y el tiempo de mecanizado por unidad viene determinado por la geometría.
8 estrategias de DFM que reducen el coste de los prototipos CNC
El diseño orientado a la fabricabilidad (DFM) consiste en tomar decisiones de diseño que reduzcan los costes de fabricación sin comprometer el rendimiento funcional. En el caso de los prototipos CNC, las ocho estrategias siguientes ofrecen sistemáticamente la mayor reducción de costes por unidad de esfuerzo de diseño.
Estrategia 1: Diseñar radios internos que se ajusten a los tamaños estándar de las fresas de extremo
El coste evitable más habitual en el diseño de prototipos CNC son los radios internos no estándar. Cuando se especifica un radio interno de un cavidad de 2,7 mm, el programador debe utilizar una fresa de 5,4 mm o menor, un tamaño que puede requerir un pedido especial (plazo de entrega de 5 a 7 días, sobrecoste) y que funciona a velocidades de avance reducidas debido al menor diámetro de la herramienta. Diseñar radios internos que se ajusten a los tamaños estándar de las fresas (radios de 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, 8 mm y 10 mm = fresas estándar de 6 mm, 8 mm, 10 mm, 12 mm, 16 mm y 20 mm de diámetro) elimina por completo este gasto adicional.
Estrategia 2: Aumentar los radios de las cavidades internas para reducir el tiempo de ciclo
Además de adaptarse a los tamaños estándar de las herramientas, aumentar el radio interno mínimo de un hueco reduce directamente el tiempo de mecanizado. Un radio mayor permite utilizar una fresa de diámetro mayor, lo que elimina el material más rápidamente a velocidades de avance más altas. Un cajón con un radio interno mínimo de 6 mm se mecaniza más rápido que el mismo cajón con un radio mínimo de 3 mm, no porque la geometría sea más sencilla, sino porque la herramienta más grande retira el material de forma más eficiente.
Estrategia 3: Evitar elementos con un espesor de pared inferior a 1 mm en el metal
Las paredes delgadas de menos de 1,0 mm en metal (se puede alcanzar un mínimo de 0,8 mm, pero resulta costoso) requieren múltiples pasadas de acabado ligeras para evitar la deflexión por vibración. La pared se flexiona alejándose de la herramienta durante el corte, a menos que se reduzcan las velocidades de avance hasta el punto en que las fuerzas de corte estén por debajo del umbral de rigidez de la pared. Las paredes de entre 1,5 mm y 3 mm se mecanizan de forma eficiente en equipos estándar de 3 ejes. Las paredes de menos de 1 mm requieren herramientas y programación especializadas, lo que aumenta tanto el tiempo de mecanizado como el riesgo de desperdicio.
Estrategia 4: Aplicar las tolerancias de forma selectiva, solo cuando la función lo requiera
La tolerancia más costosa en un plano es una tolerancia estrecha especificada en una superficie no funcional. Un orificio especificado con una tolerancia de ±0,01 mm que se incluye únicamente para pasar un cable —y no para soportar una carga ni acoplarse a un eje— supone un coste de mecanizado de precisión sin ningún beneficio técnico.
Antes de indicar cada tolerancia, pregúntese: ¿esta superficie entra en contacto físico con un componente de acoplamiento, soporta una carga mecánica o requiere precisión para el montaje? Si la respuesta es no, la tolerancia debe ajustarse por defecto a la norma del taller (normalmente la norma ISO 2768-m para el mecanizado general, equivalente a ±0,1 mm en la mayoría de los elementos). Reserva ±0,02 mm y tolerancias más ajustadas únicamente para asientos de cojinetes, interfaces de ajuste a presión, puntos de pivote de precisión y superficies de acoplamiento en las que la alineación sea fundamental.
Estrategia 5: Especificar el acabado de la superficie en función de las necesidades funcionales, no de las preferencias estéticas
Un Ra de 1,6 µm (una superficie fresada con acabado estándar) es adecuado para la gran mayoría de las funciones de prototipado CNC. Un Ra de 0,8 µm requiere una pasada de acabado adicional. Un Ra de 0,4 µm requiere varias pasadas con una profundidad de corte reducida. Un Ra de 0,2 µm o inferior requiere pulido a mano, una operación manual que, para la mayoría de los tamaños de piezas, resulta más costosa que el mecanizado.
Especificar una rugosidad Ra de 0,8 µm o inferior en todas las superficies de un prototipo funcional que no presente requisitos de estanqueidad, contacto deslizante ni estéticos supone un gasto innecesario en operaciones de acabado que no aportan ningún beneficio técnico.
Estrategia 6: Convertir, siempre que sea posible, las características de configuración múltiple en geometría de configuración única
Revisa cada pieza en busca de elementos que requieran una configuración independiente (cambio de posición de la pieza de trabajo). Entre los elementos que suelen ser candidatos a un rediseño se incluyen: los orificios roscados en la cara inferior de una pieza que podrían convertirse en orificios pasantes accesibles desde la parte superior; las características laterales que podrían reubicarse en caras adyacentes ya incluidas en el programa de mecanizado; y las características en ángulo que requieren una configuración inclinada y que podrían rediseñarse como características verticales con un chaflán.
Cada configuración que se elimina reduce tanto el coste de configuración como la acumulación de errores geométricos derivada del reposicionamiento, lo que supone un doble beneficio.
Estrategia 7: Utilizar orificios pasantes en lugar de orificios ciegos cuando la función lo permita
Los agujeros ciegos obligan al programador a prever espacio libre para la evacuación de virutas, añadir ciclos de taladrado por pulsos y, a menudo, requieren una pasada de acabado para conseguir superficies inferiores limpias. Los agujeros pasantes se taladran más rápido, permiten la libre evacuación de virutas y no requieren acabado en el fondo. Cuando la función lo permita —agujeros para el paso de cables, agujeros para la reducción de peso, aberturas no estructurales—, especificar agujeros pasantes en lugar de agujeros ciegos reduce notablemente el tiempo de ciclo.
Estrategia 8: Agrupar las iteraciones de prototipos siempre que sea posible
Si, según el criterio técnico, es probable que se necesiten dos o tres variantes de diseño antes de que se apruebe un prototipo, plantéate encargar todas las variantes a la vez, en lugar de hacerlo de forma secuencial. El proveedor amortiza un único conjunto de costes de puesta a punto en el pedido combinado, que suelen ser entre 1,2 y 1,5 veces el coste de una sola variante, en lugar de entre 2 y 3 veces en el caso de los pedidos secuenciales. El plazo de entrega también se consolida: una sola entrega en lugar de tres.
Lista de comprobación previa a la cotización: antes de enviar tu solicitud de presupuesto
Revisar esta lista de comprobación antes de enviar una solicitud de presupuesto para un prototipo CNC evitará las causas más habituales de los sobrecostes:
Material:
- ¿Es el material especificado el nivel mínimo de rendimiento requerido para esta fase de prototipo?
- ¿Cabe la envolvente de la pieza en un tamaño estándar de material en stock?
- ¿Se ha tenido en cuenta la relación «compra-vuelo» en el caso de los materiales caros?
Geometría:
- ¿Se especifican todos los radios internos de forma que se ajusten a los tamaños estándar de las fresas de extremo?
- ¿El espesor de las paredes metálicas es superior a 1,0 mm (se prefiere 1,5 mm)?
- ¿Es posible mecanizar todas las características críticas en dos operaciones o menos?
- ¿Son necesarios los huecos profundos (relación profundidad-anchura > 3:1), o se puede reducir la profundidad?
Tolerancias:
- ¿Las tolerancias estrictas (±0,02 mm o mejores) se limitan únicamente a las superficies de interfaz funcionales?
- ¿Se aplican por defecto a las superficies no funcionales las tolerancias generales de la norma ISO 2768-m o una norma equivalente?
Acabado:
- ¿Existe una justificación funcional documentada para cada especificación de acabado?
- ¿Los requisitos de acabado se limitan a las superficies visibles, sometidas a desgaste o de estanqueidad?
- ¿Se ajusta el nivel de inspección (estándar, CMM completo o PPAP) a los requisitos de calidad reales?
Cantidad:
- ¿Se ha calculado la cantidad de equilibrio entre la fijación de precios por lotes y la fijación de precios por unidad?
- ¿Se están encargando varias variantes de diseño de forma secuencial cuando la agrupación simultánea en lotes permitiría ahorrar costes?
Preguntas frecuentes
¿Cómo puedo calcular el coste del mecanizado CNC antes de solicitar un presupuesto? Utiliza la fórmula de cuatro componentes: coste del material + (tiempo de mecanizado × tarifa por hora) + coste de preparación + coste de acabado. Para obtener una estimación aproximada, comience con el peso del material × el coste del material por kg, añada $35–60/h × las horas de mecanizado estimadas para trabajos de 3 ejes, añada $200–400 para la puesta a punto en un pedido de prototipo y añada los costes de acabado en función de las operaciones específicas necesarias. Esta estimación se situará entre un 20 y un 40% de un presupuesto formal para geometrías estándar, lo cual es suficiente para la planificación presupuestaria en las primeras fases.
¿Por qué mi prototipo fabricado con CNC cuesta tanto más por pieza que un lote de 50? El factor determinante es el coste de preparación. La programación CAM, la fijación en el soporte de sujeción y la verificación del primer artículo son costes fijos que no varían en función de la cantidad. En el caso de un prototipo único, el coste total de preparación recae sobre una sola pieza. En un lote de 50 unidades, ese mismo coste de puesta a punto se reparte entre 50 piezas, lo que reduce su contribución por unidad en un factor de 50. El coste de mecanizado y de material por pieza suele ser similar entre una pieza única y un lote pequeño; es la amortización de la puesta a punto lo que genera la diferencia de precio.
¿El cambio del aluminio al acero inoxidable duplica el coste del CNC? Por lo general, el coste se multiplica por 2 o 3 para geometrías similares. El acero inoxidable presenta una capacidad de mecanizado de aproximadamente 45% respecto al aluminio, lo que significa que el tiempo de ciclo se duplica aproximadamente para una misma pieza. Además, el desgaste de las herramientas con el acero inoxidable es mayor, lo que aumenta el coste de las herramientas por pieza. La materia prima también es entre 2 y 3 veces más cara por kg. En conjunto, estos factores provocan un aumento del coste total de entre 2 y 3 veces en comparación con el aluminio para geometrías típicas de prototipos.
¿A partir de qué cantidad deja de bajar de forma significativa el precio por unidad? La reducción de precio más acusada se produce en el rango de 1 a 25 unidades, donde predomina la amortización de los costes de puesta a punto. De 25 a 100 unidades, la reducción continúa, pero a un ritmo más lento. Por encima de las 100-200 unidades, el coste de puesta en marcha por pieza es insignificante y una mayor reducción del precio requiere cambios en la eficiencia del mecanizado, el coste del material o la estrategia de utillaje. A grandes volúmenes (más de 1.000), la rentabilidad se decanta por el moldeo por inyección o la fundición para las piezas de plástico y de metal fundido a presión.
¿El mecanizado de 5 ejes siempre cuesta más que el de 3 ejes? La tarifa por hora de las máquinas de 5 ejes es más elevada ($100–150/h frente a $35–60/h para las de 3 ejes). Sin embargo, el coste total depende de la geometría de la pieza. Una pieza que requiera cuatro configuraciones de 3 ejes puede resultar más cara en total que la misma pieza fabricada en una única configuración de 5 ejes, ya que cada configuración adicional supone tanto un coste de configuración como un error de reposicionamiento. En el caso de las piezas que realmente requieren la capacidad de 5 ejes, suele resultar más económico que la producción con múltiples configuraciones de 3 ejes.
¿Cuál es el metal más barato que se puede mecanizar con CNC para la creación de prototipos? El acero dulce 1018 tiene el menor coste de materia prima (aproximadamente 0,8 veces el del aluminio según el índice de precios relativo), pero su maquinabilidad es inferior a la del aluminio y su densidad es tres veces mayor, lo que significa que, para un volumen determinado de pieza, se necesita el triple de peso de material en bruto. Para la mayoría de las aplicaciones de prototipos en las que el peso no supone una limitación, el acero 1018 resulta competitivo en cuanto a costes frente al aluminio en geometrías sencillas. En el caso de piezas con elevados índices de arranque de material (formas complejas mecanizadas a partir de lingotes de gran tamaño), el aluminio 6061 suele presentar un coste total menor, ya que el tiempo de mecanizado es más corto.
¿En qué medida influye el acabado superficial en el coste de un prototipo CNC? En el caso de los acabados sencillos, el impacto es moderado: el granallado añade $5–20, y el anodizado estándar, $15–40. En el caso de los acabados avanzados, el impacto puede ser considerable: el anodizado duro añade $25–60, y el pulido manual hasta Ra 0,2 µm puede añadir $50–150+, dependiendo del tamaño de la pieza. Las piezas tal y como salen del mecanizado (solo desbarbadas) son la opción más económica y resultan adecuadas para la mayoría de las aplicaciones de prototipos funcionales que no tienen requisitos estéticos, de desgaste o de corrosión.
