Checkliste zur Preissenkung von CNC-bearbeiteten Teilen

Die CNC-Bearbeitung wird aufgrund ihrer hohen Genauigkeit, Präzision, Geschwindigkeit und Effizienz in verschiedenen Branchen eingesetzt. Allerdings können CNC-Bearbeitungsdienste im Vergleich zu anderen Fertigungsmethoden wie dem 3D-Druck auch etwas teurer sein. Die Kosten sind ein entscheidender Faktor bei der Anwendung der CNC-Bearbeitung sowohl für die Einzel- als auch für die Großserienfertigung. Dieser Artikel hebt 10 Tipps hervor, mit denen Sie die Kosten Ihrer CNC-bearbeiteten Teile erheblich senken können .

Was beeinflusst die Kosten der CNC-Bearbeitung

Bevor Sie sich bemühen, die Bearbeitungskosten zu senken, müssen Sie zunächst die Faktoren verstehen, die diese Kosten überhaupt beeinflussen. Die CNC-Fertigungskosten hängen von den vier folgenden Faktoren ab.

• Einrichtungskosten :Diese Kosten decken alles von der Vorbereitung der CAD- und CAM-Dateien bis zur Prozessplanung ab. Rüstkosten sind fix und fallen bei kleinen Produktionsmengen stärker ins Gewicht.
• Materialkosten :Die Materialkosten, aus denen ein Teil hergestellt werden soll, wirken sich erheblich auf die Gesamtkosten des Herstellungsprozesses und die Kosten des fertigen Teils aus. Seltene Materialien treiben die Kosten immens in die Höhe. Die Bearbeitbarkeit ist auch ein weiterer Materialkostenfaktor, da sie den Ressourcenverbrauch sowie die Bearbeitungszeit und den Arbeitsaufwand beeinflusst.
• Bearbeitungszeit :In der Welt der CNC-Bearbeitung ist Zeit buchstäblich Geld. Die Bearbeitungszeit ist ein wesentlicher Kostentreiber. Je länger die Bearbeitung eines Teils dauert, desto teurer wird es. Die Kosten für den Betrieb und die Wartung der CNC-Maschine, der Energieverbrauch und die Löhne der Bediener steigen mit zunehmender Bearbeitungszeit.
• Sonstige Kosten :Diese Kosten in der CNC-Bearbeitung decken alles ab, was als Sonderanforderungen oder Extras angesehen werden kann. Dazu gehören enge Toleranzen, Spezialwerkzeuge, strengere Qualitätskontrollen und niedrigere Bearbeitungsgeschwindigkeiten.

Nachdem wir die Faktoren verstanden haben, die die Kosten in der CNC-Bearbeitung antreiben, können wir nun untersuchen, wie sie gesenkt werden können.

10 Tipps zur Senkung der Kosten eines CNC-bearbeiteten Teils

Bei der Analyse der Hauptfaktoren, die die Kosten der CNC-Bearbeitung beeinflussen, gibt es drei Hauptmöglichkeiten, diese zu senken. Dies sind Designoptimierung, Materialauswahl und spezielle Überlegungen, wobei die Designoptimierung am wichtigsten ist. Im Folgenden finden Sie zehn Möglichkeiten, wie Sie die CNC-Bearbeitungskosten erheblich senken können.

1. Materialauswahl

Führen Sie vor der Auswahl eines bestimmten Materials umfangreiche Untersuchungen durch, um sicherzustellen, dass es die kostengünstigste Option ist, die alle erforderlichen Eigenschaften für Ihre Anwendung aufweist. Während die Materialqualität nicht beeinträchtigt werden sollte, werden nicht alle Eigenschaften eines Materials für eine bestimmte Anwendung benötigt. Zum Beispiel ist hitzebeständiger Stahl eine unnötige, kostspielige Wahl für die Bearbeitung einer Pfeife.

Eine weitere wichtige Materialüberlegung ist die maschinelle Bearbeitbarkeit. Bestimmte Materialien, wie z. B. Aluminium, lassen sich gut bearbeiten und sollten nach Möglichkeit verwendet werden. Unterschiedliche Aluminiumlegierungen unterscheiden sich auch im Preis. Beispielsweise würde ein Teil darunter aus dem selteneren Aluminium 3.1645 im Vergleich zu Aluminium 3.3206 25 % mehr kosten.

2. Vermeiden Sie Mehrfachveredelung

Die CNC-Bearbeitung erzeugt typischerweise eine zufriedenstellende Oberflächenbeschaffenheit im bearbeiteten Zustand. Dieses Finish sollte wann immer möglich ausgewählt werden, da mehrere Oberflächenfinishs, obwohl sie für einige Teile notwendig sind, mehr kosten. Oberflächenverbessernde Oberflächen wie Eloxieren und Chem-Folie sollten nur angefordert werden, wenn dies erforderlich ist. Ein weiterer schwerwiegender Kostentreiber ist die Anwendung unterschiedlicher Oberflächengüten für verschiedene Bereiche eines Teils. Ein Beispiel hierfür ist das Aufbringen von Perlstrahlen in einem Bereich und einer Chem-Folie in einem anderen. Versuchen Sie, alle Endbearbeitungsspezifikationen für das gesamte Teil einheitlich zu halten.

3. Bestellen Sie in großen Mengen

Skaleneffekte gelten in erheblichem Maße für die CNC-Bearbeitung. Der Preis für die maschinelle Bearbeitung sinkt exponentiell, wenn das Produktionsvolumen zunimmt. Um die Kosteneinsparungen ins rechte Licht zu rücken. Eine einzelne Einheit des Teils im Bild unten kostet 30,75 €. Die Stückkosten sinken auf 9,62 € bei einer Produktionsmenge von 10 Teilen und 6,76 € bei einer Produktionsmenge von 100 Teilen. Diese Senkungen sind darauf zurückzuführen, dass die Einrichtungskosten gleich bleiben, unabhängig davon, ob Sie eine Einheit oder 100 Einheiten desselben Teils produzieren. Großaufträge eliminieren auch die Kosten für unterschiedliche Maschineneinstellungen, da dieselben Einstellungen für die gesamte Produktion verwendet werden. Nutzen Sie immer die Größenvorteile, indem Sie Großbestellungen aufgeben.

4. Vermeiden Sie übermäßig dünne Wände

Dünne Wände nehmen mehr Zeit in der Herstellung in Anspruch. Dies liegt daran, dass sie zerbrechlich sind und mehrere Durchgänge bei geringer Schnitttiefe erfordern. Sie vibrieren auch sehr wahrscheinlich, und daher ist ihre Bearbeitung mit festgelegten Toleranzen eine Herausforderung und Zeitverschwendung. Dies erhöht die Bearbeitungszeit und folglich die Bearbeitungskosten. Um diese Kosten zu vermeiden, entwerfen Sie dickere Wände. Wir empfehlen eine Mindestwandstärke von 0,8 mm für Metalle und 1,5 mm für Kunststoffe.

5. Runde Innenkanten mit ausreichendem Radius

Da Schneidwerkzeuge zylindrisch sind, ist es unmöglich, perfekte 90°-Innenecken zu bearbeiten. Der einzige Weg, dies zu erreichen, ist das Erodieren, das ein viel teureres Herstellungsverfahren als die CNC-Bearbeitung ist. Wir empfehlen dringend, alle Innenkanten in Ihrem Design abzurunden, da dies die Zeit spart, die der Schneideraum benötigt, um zu versuchen, scharfe Kanten zu erzeugen. Wir empfehlen außerdem einen ausreichend großen Radius von mindestens 1/3 der Tiefe der Kavität. Ein kleiner Eckenradius würde ein Werkzeug mit kleinem Durchmesser erfordern, und da kleine Werkzeuge keine großen Materialmengen in einem Durchgang entfernen können, sind mehrere Durchgänge mit geringerer Geschwindigkeit erforderlich, wodurch die Bearbeitungszeit und -kosten steigen.

6. Entwerfen Sie keine tiefen Hohlräume

Bei tiefen Taschen/Hohlräumen muss viel Material entfernt werden, was sie zu zeitaufwändigen Features macht. Ihre Bearbeitung kann auch zu einem Aufhängen des Werkzeugs, einer Werkzeugablenkung und einem Werkzeugbruch führen. Die einzige Möglichkeit, diese Werkzeugprobleme zu vermeiden, besteht darin, den Schaftfräser schrittweise zurückzusetzen. Allerdings ist dies auch immens zeitaufwändig.

Eine einfache Möglichkeit, all dies zu vermeiden, besteht darin, Hohlräume mit einer maximalen Tiefe von viermal ihrer Breite zu entwerfen. Beispielsweise sollte eine 10 mm breite Kavität nicht tiefer als 40 mm sein. Beachten Sie, dass jede Vertiefung, die tiefer als das Sechsfache des Durchmessers des Schneidwerkzeugs ist, als tief gilt.

7. Begrenzen Sie die Gewindetiefe

Threads bieten sehr zuverlässige Verbindungen. Die starken Fadenverbindungen treten jedoch in den ersten Fäden auf, wodurch lange Fäden unnötig werden. Lange Gewindebohrungen erfordern möglicherweise Spezialwerkzeuge und erfordern mehr Zeit und Mühe bei der Bearbeitung. Begrenzen Sie die Gewindetiefe immer auf maximal das Dreifache des Lochdurchmessers. Beim Gewindeschneiden eines Sacklochs empfehlen wir, eine Länge ohne Gewinde von mindestens dem halben Lochdurchmesser am Lochgrund hinzuzufügen.

8. Geben Sie Toleranzen nur bei Bedarf an und vermeiden Sie enge Toleranzen

Toleranzen erhöhen normalerweise die Bearbeitungskosten und -zeit und sollten nur bei Bedarf angegeben werden. CNC-Maschinen sind hochpräzise und produzieren Standardtoleranzen, wenn im Design keine kundenspezifischen Toleranzen angegeben sind. Enge Toleranzen sollten nur bei Bedarf festgelegt werden, da ihre Anwendung schwierig ist. Sie erfordern auch mehr Bearbeitungszeit und manuelle Inspektionen. Wir empfehlen Ihnen auch, GD &T in Ihren Zeichnungen zu verwenden und sie definieren lockerere Toleranzen.

9. Verwenden Sie Standardlochgrößen

Verwenden Sie beim Entwerfen von Löchern Standardbohrergrößen. Nicht standardmäßige Lochgrößen würden Schaftfräser erfordern, um den Hang auf die angegebene nicht standardmäßige Abmessung zu bearbeiten, was die Bearbeitungszeit erheblich verlängert.

10. Fügen Sie keinen Schriftzug in das zu bearbeitende Design ein

Bearbeitungstexte auf Teilen sind ein unnötiger Kostentreiber, der zusätzlichen Zeit- und Arbeitsaufwand für die Erstellung erfordert. Gewünschte Texte können nach der Fertigung auf das fertige Teil lackiert werden. Wenn es notwendig ist, Texte einzufügen, dann verwenden Sie gravierte Texte, da diese einen geringeren Materialabtrag erfordern.

Fazit

Wenn Sie diese Tipps befolgen, können Sie die Kosten für CNC-bearbeitete Teile erheblich senken. Bei Xometry Europe bieten wir schnelle, erschwingliche und zuverlässige CNC-Bearbeitungsdienste, ob für Einzelanfertigungen oder große Produktionsmengen. Wechseln Sie zur Plattform für Sofortangebote, um Ihre optimierten Modelle hochzuladen und die besten Materialien für Ihre Anwendung auszuwählen.