Was beeinflusst die Kosten der CNC-Bearbeitung und wie man sie spart

Computer Numerical Control (CNC)-Bearbeitung ist die Art der Fertigung, bei der Teile mit Hilfe von numerischen Codes hergestellt werden. Es gibt viele Vorteile der CNC-Bearbeitung, wie z. B. die Beschleunigung der Teileproduktion und die Reduzierung der Fertigungszeit bei der Produktion identischer Teile.

Es reduziert auch menschliche Fehler während der Herstellung, da es vom Computer gesteuert wird. Die CNC-Bearbeitung wird auch für die Herstellung komplexer Teile mit Präzision bevorzugt.

Der 3D-Druck unterscheidet sich von CNC-Operationen dadurch, dass es sich um eine additive Fertigungsart handelt. Für die Herstellung von Kunststoff und minderwertigen Materialien wird der 3D-Druck bevorzugt. Wenn Sie jedoch die Produkte präzise schneiden müssen und eine große Anzahl identischer Produkte erforderlich ist, wird die CNC-Bearbeitung dem 3D-Druck vorgezogen.

Die Produkte aus verschiedenen Materialien können mit Hilfe von CNC-Maschinen hergestellt werden, d. H. Metalle, Legierungen und Kunststoffe. Die Kosten für 3D-Druckdienste werden für die Massenproduktion nicht bevorzugt. Die Kosten für die Herstellung von Produkten mit CNC-Technologie hängen von verschiedenen Faktoren ab.

In diesem Artikel werden verschiedene Faktoren diskutiert, die sich auf die CNC-Bearbeitungskosten auswirken. Es hilft Ihnen bei der Berechnung der CNC-Bearbeitungskosten und gibt Tipps zu deren Reduzierung.

9 Faktoren, die die Berechnung der CNC-Bearbeitungskosten beeinflussen

CNC-Bearbeitungskosten können abhängig von verschiedenen Faktoren variieren, wie unten beschrieben:

1. CNC-Maschinenkosten

Bearbeitungskosten ändern sich mit dem Wechsel des Maschinentyps. Hauptsächlich gibt es zwei Arten von Maschinen, die für die Herstellung von Teilen mit CNC-Bearbeitung verwendet werden, nämlich 3-Achsen- und Mehrachsenmaschinen.

Die Maschinenkosten hängen auch von verschiedenen Faktoren wie Größe und Gewicht der Maschine, Geschwindigkeit, Leistung und Maschinenkonfiguration ab.

Die Bearbeitungskosten werden pro Stunde berechnet und die ungefähren Kosten für die 3-Achsen-CNC-Bearbeitung betragen etwa 40 $ pro Stunde, während sie für CNC-Drehmaschinen etwa 35 $ pro Stunde betragen. Der Stundensatz der CNC-Bearbeitung mit Mehrachsenmaschinen liegt vergleichsweise höher und liegt zwischen 75 $ und 125 $.

Aufgrund der Einbeziehung komplexerer Teile ist das CNC-Fräsen teurer als andere Arten von Bearbeitungsvorgängen. Der Bearbeitungsaufwand steigt mit der Achsenzunahme der Fräsmaschinen. Beispielsweise kostet die 5-Achsen-Bearbeitung mehr als 3-Achsen-Maschinen.

2. Bearbeitungszeit

Die Zeit, die für die vollständige Bearbeitung eines beliebigen CNC-bearbeiteten Teils benötigt wird, spielt ebenfalls eine entscheidende Rolle bei der Berechnung der CNC-Bearbeitungskosten. Als Faustregel gilt, dass je mehr Zeit für die Bearbeitung benötigt wird, desto mehr Kosten für die Bearbeitung entstehen, die sich zu den grundlegenden Einrichtungskosten summieren.

Software wie CAM, die ein 3D-CAD-Konstruktionsmodell erfordert, kann die Schätzung der Zeit liefern, die für die Fertigstellung des Projekts erforderlich ist. Ein Projekt mit einem hohen Grad an Komplexität erfordert mehr Stunden zur Fertigstellung.

3. Arbeit

Einer der Vorteile der CNC-Bearbeitung im Vergleich zur manuellen Bearbeitung besteht darin, dass die Anzahl der an der Herstellung beteiligten Arbeiter reduziert wird. Die Hauptarbeitskosten entstehen durch den erfahrenen Konstrukteur, der das 3D-CAD-Konstruktionsmodell für die maschinelle Bearbeitung entwirft, die mit der Komplexität des gewünschten Produkts ansteigt.

Diese Kosten bleiben gleich, selbst wenn Sie mehr Teile herstellen müssen, was den Bearbeitungspreis pro Teil reduziert. Dann entstehen die zusätzlichen Kosten durch die Arbeit, die die CNC-Maschine bedient, und steigen auch mit den erhöhten Stunden, die für die vollständige Bearbeitung des Teils erforderlich sind.

Die zusätzlichen Kosten werden zu den Arbeitskosten hinzugefügt, wenn manuelle Arbeit zum Zusammenbau, zur Endbearbeitung und zur Nachbearbeitung der Teile geleistet wird. Die zusätzlichen Arbeitskosten werden auch hinzugefügt, wenn das fertige Produkt von der Maschinenwerkstatt zum Kunden an einem anderen Ort geliefert wird.

4. Gestalten Sie Komplexität und Dimensionen

Mit zunehmender Komplexität der CNC-bearbeiteten Teile steigen auch die Bearbeitungskosten. Die Teile mit höherer Komplexität erfordern möglicherweise mehr Prozessoperationen, andere Werkzeuge und mehr Produktionszeit.

Die Teilemerkmale wie scharfe Innenecken, tiefe Hohlräume oder dünne Wände erhöhen die CNC-Bearbeitungskosten. Die Designs mit einfachen Merkmalen sind einfach herzustellen und sparen außerdem Herstellungszeit.

Die Teile mit größeren Abmessungen erfordern mehr Rohmaterial und Zeit für die Herstellung, sodass ihre Kosten im Vergleich zu den kleineren Teilen höher sind.

5. Materialkosten

Die Materialkosten sind auch für die Kalkulation der Kosten der CNC-Bearbeitung zwingend erforderlich. Der Preis des Endprodukts, das von einer CNC-Maschine hergestellt wird, hängt von der Art der Materialien ab, aus denen Sie das Produkt herstellen müssen. Möglicherweise müssen Sie Teile aus Kunststoff- oder Metallmaterialien herstellen.

Da die Kunststoffmaterialien billiger und von geringerer Haltbarkeit sind, sind die Bearbeitungskosten von Kunststoff- oder Aluminiummaterial im Vergleich zu Edelstahl geringer. Wie bei CNC-Maschinen wird das Material von den massiven Blöcken entfernt, um das 3D-Objekt herzustellen. Das benötigte Rohmaterial ist also mehr als das Material des Endprodukts.

Die Maschinisten kaufen die Materialien in Form von festen Blöcken und berechnen die Kosten des Produkts pro Block. Die am häufigsten verwendeten Metalle in der CNC-Bearbeitung sind Aluminium, Edelstahl und Messing.

Aufgrund der günstigen Preise und der hervorragenden Bearbeitbarkeit von Aluminium verwenden die meisten Maschinenbediener Aluminium in CNC-Maschinen.

Rostfreier Stahl und Messing führen aufgrund der schlechten Bearbeitbarkeit im Vergleich zu Aluminium zu höheren Kosten. Die Titanlegierung ist das teuerste aller dieser Metalle, daher sind die Bearbeitungskosten dieses Metalls am höchsten, da einige Spezialwerkzeuge zur Herstellung der Teile erforderlich sein können.

Im Falle von Kunststoffen ist der Preis des Massenmaterials geringer, die erforderlichen Werkzeuge kosten auch weniger und es wird weniger Zeit benötigt, um die Kunststoffe wie Nylon, Delrin und ABS zu bearbeiten.

6. Oberflächenveredelung

Bei manchen Produkten ist eine Oberflächenveredelung erforderlich, was auch zu einer Verteuerung der Endprodukte führt. Um die Ästhetik des Endprodukts zu verbessern und alle Kratzer zu entfernen, die während des Bearbeitungsprozesses entstanden sind, müssen Sie möglicherweise ein gutes Finish wie Polieren bereitstellen.

Andere Veredelungsverfahren können auch Beschichten, Eloxieren, Lackieren, Verchromen, Schwärzen, Galvanisieren, Bürsten und Wassertransfer umfassen. Die Einbeziehung einer dieser Ausführungen erhöht den Preis des Endprodukts um zusätzliche Kosten.

7. Werkzeugkosten

In einigen Fällen der Fertigung sind Standardwerkzeuge nicht sinnvoll, sodass kundenspezifische Werkzeuge erforderlich sind, was auch die Herstellungskosten bei Verwendung von CNC-Maschinen erhöht.

8. Toleranzen

Bei der Herstellung der Produkte mit engen Toleranzen steigen auch die Kosten, da die Herstellung von Teilen mit engen Toleranzen eine komplexe Maschinerie erfordert. Manchmal müssen Sie möglicherweise Löcher oder Hohlräume mit engen Toleranzen herstellen, wodurch Grate auf der Oberfläche entstehen können und mehr Zeit benötigt wird, um diese zu reduzieren.

9. Menge

Das Auftragsvolumen wirkt sich enorm auf die Kosten des Endprodukts aus. Es stimmt, dass die Gesamtkosten mit der Zunahme der benötigten Fertigteile steigen, aber die Kosten pro Teil sinken.

3 Tipps zur Einsparung von CNC-Bearbeitungskosten

Vor Projektstart wird kalkuliert, wie viel die CNC-Maschine kosten wird. Bei der Herstellung der Teile mit dem CNC-Bearbeitungsprozess sollte man versuchen, die Bearbeitungskosten zu minimieren.

Es gibt einige feste Anforderungen des Kunden, die nicht geändert werden können, aber dennoch gibt es verschiedene Methoden, um die Bearbeitungskosten wie folgt zu reduzieren:

1. Menge

Wenn Sie Teile in größeren Stückzahlen herstellen müssen, können viele Bearbeitungskosten eingespart werden. Die Stückkosten werden gesenkt, da Sie das identische Teil einmal konstruieren müssen. In diesem Fall müssen Sie die Maschineneinrichtung für jedes Teil wiederholen, was auch zu einer Senkung der Produktionskosten führt.

2. Seien Sie weise bei der Materialauswahl

Um die Kosten des Produkts zu senken, sollte der Materialauswahl besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Materialien mit guten mechanischen Eigenschaften haben niedrigere Verarbeitungskosten. Unter Berücksichtigung der Funktion des Produkts müssen Sie das beste verfügbare Material auswählen, das sich leicht verarbeiten lässt. Es gibt einen Preisunterschied zwischen Kunststoff- und Metallmaterialien. Natürlich können Sie den Anforderungen Ihres Projekts folgen und sich von Ihrem Hersteller bei der Materialauswahl beraten lassen.

3. Designoptimierung

Wenn einige Merkmale des Produkts die Funktionalität nicht beeinträchtigen, sollte das Design optimiert werden, um eine maschinelle Bearbeitung dieser Merkmale zu vermeiden, was die Produktionskosten senkt.

(1) Lochgrößen und -profile berücksichtigen

Bei der Herstellung Ihrer CNC-Teile sollten Sie sicherstellen, dass Ihre Teilemerkmale (z. B. Löcher, Konturen, Schlitze, Gewinde usw.) mit allgemein verfügbaren Standardwerkzeugen hergestellt werden können. Kundenspezifische Loch- und Gewindegrößen erfordern spezielle Werkzeuge, die ziemlich teuer sein können. Im Internet finden Sie viele Referenzen zu Standardgrößen, die in der Zerspanungsindustrie verwendet werden.

(2) Vermeiden Sie dünne Wände und tiefe Hohlräume für Ihr Teiledesign

Dünnwandige Teile und tiefe Kavitäten sind durch spanende Bearbeitung sehr schwierig zu erreichen, und sie sind normalerweise anfällig für Maßungenauigkeiten. Diese Teilemerkmale neigen dazu, Vibrationen am Teil zu verursachen und führen manchmal zum Ausschuss von Teilen.

(3) Vermeiden Sie es so weit wie möglich, sehr enge Toleranzen zu verlangen

Teile mit engeren Toleranzen sind deutlich schwieriger zu realisieren und daher teuer. Kontrollieren Sie eine Dimension nur, wenn dies für die Gesamtfunktionalität des Teils wesentlich ist. Ein guter Rat, den wir Ihnen geben können, ist, Ihr Teil so zu konstruieren, dass es einen gemeinsamen Referenzpunkt oder Bezugspunkt hat. Dies wird sowohl Ihnen als auch dem Maschinisten helfen. Erstens, um die Maßkontrollen zu minimieren, die Sie zum Anbringen eines Teils benötigen, und zweitens, der Maschinist, um die Inspektionszeit zu verkürzen, was auch die Kosten senkt.

(4) Wenn Komplexität unvermeidlich ist, wandeln Sie stattdessen ein Stück dieses komplizierten Teils in modulare Komponenten um

Wenn ein Teil zu komplex wird, ist es ratsam, ein ganzes Teil in mehrere zu montierende Komponenten aufzuteilen. Dies wird die Bearbeitung viel einfacher und einfacher machen. Es reduziert die Rüstzeit erheblich, reduziert Bearbeitungsvorgänge und optimiert die Bearbeitungszeit. Dies ist eine Strategie, die häufig von Designern verwendet wird, um die Herstellbarkeit eines Teils zu fördern und seine Herstellungskosten zu senken.

Suchen Sie nach weiteren Tipps, um die Kosten für die CNC-Bearbeitung zu sparen. Sehen wir uns dieses Video an.

Häufig gestellte Fragen

F: Ist die CNC-Bearbeitung teuer?

A: Das durch CNC-Bearbeitung hergestellte Produkt wird weniger teuer, wenn es in einer größeren Anzahl hergestellt wird. Beispielsweise werden Sie gebeten, ein Produkt herzustellen, für das die Einrichtungskosten der Maschine 500 US-Dollar betragen. Der Rohstoff für ein Produkt kostet 10$.

Die Gesamtbearbeitungskosten des einen betragen 510 $. Wenn Sie jedoch 50 identische Teile herstellen müssen, betragen die Kosten pro Teil 20 $. Mit der Erhöhung der Anzahl der erforderlichen Teile werden die Kosten gesenkt, da sich die Kosten für die Maschineneinrichtung nicht ändern.

F: Wie können Sie die CNC-Bearbeitungskosten effektiv senken?

A: Die Kosten für CNC-Operationen können durch Optimierung des Designs minimiert werden, ohne die vollständige Funktionalität des Produkts zu beeinträchtigen. Dies kann durch Hinzufügen von Radien in den vertikalen Innenkanten des Teils, Begrenzen der Tiefe der Hohlräume, Erhöhen der Dicke der Wände, richtiges Begrenzen der Gewindelänge, Optimieren der Gewindebohrungen, durch Aufteilen der komplizierten Teile in einfachere Einzelteile erfolgen Teile, indem nur wesentliche Oberflächengüten ausgewählt werden und die Anzahl der Maschineneinstellungen für den Betrieb minimiert wird.

Schlussfolgerung

Es gibt verschiedene Ansätze zur Herstellung unserer gewünschten Produkte wie 3D-Druck und CNC-Bearbeitung. Jeder Kunde hat den Wunsch, ein erschwingliches Produkt vom Herstellerunternehmen zu erhalten. Die verschiedenen Faktoren, um die Bearbeitungskosten zu berechnen und die Ausgaben für das Produkt zu reduzieren, werden in diesem Artikel diskutiert.

Durch die Übernahme der oben genannten Tipps folgt WayKen der DFM und verpflichtet sich, kosteneffiziente CNC-Bearbeitungslösungen bereitzustellen, die durchschnittlich 30 % niedrigere Angebote als die Konkurrenz bieten. Bitte zögern Sie nicht, ein sofortiges Angebot zu erhalten!