Präzise CNC-Bearbeitungskostenanalyse: ROI steigern & fundierte Entscheidungen treffen

Möchten Sie den Return on Investment (ROI) für Ihre Bearbeitungsoperationen verbessern? Sie müssen Ihre gesamten CNC-Bearbeitungskosten errechnen.

Eine der irreführenden Berechnungen, die viele Hersteller anstellen, ist diese: Investieren Sie in ein günstiges CNC-Werkzeugmaschine, um Produktionskosten zu senzen. Schließlich kann der Preis eines CNC-Bearbeitungszentrums oder Drehzentrums Zehntausende, Hunderttausende oder sogar Millionen Dollar betragen.

Leider ist diese Denkweise unter Herstellern weit verbreitet. Sie berücksichtigt nicht die Gesamtkosten des Betriebs einer CNC-Bearbeitung in einer Werkstatt. Oft ist der Preis der Werkzeugmaschine nur ein kleiner Bestandteil der tatsächlichen Kosten der CNC-Bearbeitung.

In diesem Artikel lernen Sie, was die Hauptkomponenten der CNC-Bearbeitungskosten sind, welche versteckten Kosten Sie möglicherweise übersehen und wie Sie Geld bei Ihren CNC-Bearbeitungsoperationen sparen können.

10 Hauptkomponenten der CNC-Bearbeitungskosten

Bevor wir in die verschiedenen Komponenten der CNC-Bearbeitungskosten eintauchen, müssen wir uns einen typischen Bearbeitungsprozess bei einem Hersteller ansehen, der Teilefertigung für seine Kunden durchführt.

Oft erhält der Hersteller (unser Kunde) eine Anfrage zur Angebotserstellung für einen Fertigungsauftrag. Um den Job zu erfüllen, muss der Hersteller mehrere Faktoren berücksichtigen, um seine Gesamtbearbeitungskosten genau zu ermitteln.

Ohne genaue Kenntnis dieser Kostenkomponenten kann er unterbieten (was zu Verlusten führt) oder überbieten (was dazu führen kann, dass der Interessent nach alternativen Lieferanten sucht).

#1 Teiledesign und Komplexität

Zunächst müssen Sie berücksichtigen, wie kompliziert das herzustellende Teil wäre. Tatsächlich können Teiledesign und Geometrie eine signifikante Rolle bei den Bearbeitungskosten spielen.

Je komplexer ein Teil ist, desto teurer kann seine Fertigung sein. Dies liegt an verschiedenen Faktoren wie der Notwendigkeit einer fortschrittlicheren Maschine, der Fertigungszeit pro Teil, der möglichen Notwendigkeit mehrerer Spannungen und Prozesse sowie der Notwendigkeit strengerer Qualitätskontrolle aufgrund enger Toleranzen.

Nicht-standardisierte Teile mit dünnen Wänden, tiefen Kavitäten, unregelmäßigen Bohrungsgrößen oder hohen Oberflächenqualitäten können ebenfalls zu höheren Kosten pro Teil führen.

#2 Produktionsvolumen

Dies ist einer der universellsten Faktoren in der Bearbeitungskostenrechnung. Je größer das Volumen des produzierten Teils, desto niedriger wären die Kosten pro Teil.

Eine große Herausforderung hier ist der Trend zu High-Mix–Low-Volume-Produktion, der es Werkstätten notwendig macht, eine große Vielfalt an Produkten in kleinen Chargen herzustellen. Solche Praktiken werden die Bearbeitungskosten sicherlich erhöhen.

#3 Materialtypen

Verschiedene Materialien haben unterschiedliche Kosten. Ein Standardblock aus Edelstahl wird sicherlich weniger kosten als eine fortgeschrittenere Legierung wie Inconel auf Preis-pro-Block-Basis.

Einige der Standardmaterialien in der Bearbeitung sind Aluminium, Edelstahl, Messing oder sogar Titanlegierung. Je nach gewähltem Material werden Sie unterschiedliche Grade der Zerspanbarkeit und Kosten erleben.

#4 CNC-Maschinenbezogene Kosten

Die Effizienz, Flexibilität, Präzision und Langlebigkeit Ihrer CNC-Werkzeugmaschine spielt eine entscheidende Rolle bei den Bearbeitungskosten. Hier sollten Sie folgende Komponenten der maschinenbezogenen Kosten berücksichtigen:

• Kosten der Werkzeugmaschine selbst
• Geschätzte Kosten pro Jahr für Ersatzteile (reflektierend die Qualität der in der Maschine verbauten/verwendeten Teile)
• Geschätzte Anzahl der Stunden, die die Maschine pro Jahr betrieben werden kann
• Arbeitskosten für den Betrieb der Maschine
• Arten von Schneidwerkzeugen, die Sie mit Ihrer Maschine verwenden können
• Erreichbare Oberflächenqualitäten
• Verfügbarkeit von Automatisierungssystemen (erfahren Sie, wie Hwacheon es macht)
• Fähigkeit, über mehrere Achsen zu bearbeiten
• Zeitbedarf für Rüsten, Verwalten und Nachbearbeitung von Teilen
• Wartungs- und Reparaturkosten (erfahren Sie, wie Sie vorbeugende Wartung anwenden)

Wie Sie sehen, gibt es viele maschinenbezogene Kosten, weit über den Anschaffungspreis der Maschine hinaus.

#5 Programmierkosten

Programmierung ist oft teuer, aufgrund der Notwendigkeit von Expertenpersonal, um das erforderliche Teil zu entwerfen und zu digitalisieren sowie dem Level an CAD/CAM, der erforderlich ist.

Zunächst muss das Produkt einem Designer übergeben werden, der es in eine CAD-Datei (Computer Aided Design) umwandelt. Anschließend muss der Fertigungsingenieur prüfen, ob das Design effizient produziert werden kann und Vorschläge zur Verbesserung der Zerspanbarkeit machen. Schließlich ist ein Programmierer erforderlich, um die CAD-Dateien in eine CAM-Datei umzuwandeln, die dann in die CNC-Maschine eingespeist wird.

(Dies bezieht sich auch auf Teilekomplexität – je komplexer das Design, desto mehr Arbeitsstunden werden für Design und Programmierung benötigt.)

#6 Rüst-, Wechsel- und Bearbeitungskosten

In der Fertigungswelt ist Zeit Geld. Je mehr Zeit Sie für die Produktion eines Teils benötigen, desto kostspieliger wird Ihr Bearbeitungsprozess.

Rüstkosten beinhalten oft einen Fertigungsingenieur, der sicherstellen muss, dass alles bereit ist, bevor der erste Teilbatch produziert werden kann. Er muss den Produktionsworkflow planen, die benötigten Materialien, das Einrichten der Maschine sowie das Spannen des Materials/Teils und die Berücksichtigung notwendiger Wechsel und die Nachbearbeitung der CAD-Datei mit CAM.

#7 Qualitätskosten

Auch als Cost of Quality (COQ) bekannt, was genauer als Kosten schlechter Qualität verstanden wird. Qualitätskosten sind mit der Verhinderung, Erkennung und Behebung produktbezogener Qualitätsprobleme verbunden.

In einer Bearbeitungsumgebung können solche Kosten Folgendes umfassen:

• Inspektionskosten zur Beurteilung eines gefertigten Teils auf Qualitätsprobleme
• Prüfausrüstung zur Überprüfung von Qualität und Konsistenz von Teilen
• Interne Fehlerkosten bei Produktion fehlerhafter Produkte – diese müssen verschrottet oder nachgearbeitet werden
• Externe Fehlerkosten, die entstehen, wenn ein fehlerhaftes Produkt an den Kunden geliefert wird. Diese können besonders kostspielig sein, sollte es Produktrückrufe, Garantieansprüche, Vor-Ort-Service und sogar Kundengesellschaften geben!

#8 Opportunitätskosten

Diese sind für den Hersteller oft unsichtbar, können aber einen signifikanten Unterschied für die Rentabilität Ihrer Bearbeitungsoperationen machen.

Opportunitätskosten können Folgendes umfassen:

• Stillstandszeiten: Je mehr Stillstand durch Störungen Ihrer Fertigung, desto mehr Geld verlieren Sie
• Störungen: Diese sind weitgehend auf menschliche Fehler oder Geräteausfälle zurückzuführen und können so schwerwiegend sein wie Maschinenkollisionen.
• Kapazität: Abhängig von Ihrem Fertigungsaufbau können Sie möglicherweise keine zusätzlichen Aufträge annehmen aufgrund der Kapazität Ihrer Bearbeitungsoperationen
• Kompetenz: Dies könnte ein weiterer Faktor für verpasste Chancen sein und den Mangel an richtiger Ausrüstung oder qualifiziertem Personal umfassen

#9 Versorgungs-, Flächen-, Arbeits-, Schulungs- und sonstige Kosten

Schließlich müssen Sie die Kosten für Strom, Wasser, Abfallentsorgung, Reinigung, Fläche und andere laufende Betriebskosten berücksichtigen. Diese können erheblich sein, wenn Sie einen 24/7-Betrieb für Ihre Werkstatt fahren.

Vergessen wir auch nicht die Notwendigkeit, Schichtwechsel im Personal zu berücksichtigen, sowie die Anzahl der Bediener pro Prozess. Je nach Kompetenz und Qualifikationsniveau Ihrer Belegschaft müssen Sie auch deren Schulungs- und Weiterbildungsbedarf berücksichtigen.

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