Kosten für Fertigungswerkzeuge – ein vollständiger Leitfaden

Da die Arbeits-, Transport- und Materialkosten in allen Fertigungsbereichen steigen, sind Unternehmen bestrebt, Wege zu finden, um Geld zu sparen. Bei der CNC-Bearbeitung sind Werkzeuge zusätzliche, oft unvorhergesehene Kosten, die im Rahmen des Geschäfts anfallen müssen.

Ein besseres Verständnis der Faktoren zu entwickeln, die bei den Werkzeugkosten eine Rolle spielen, sowie zu lernen, wie Sie den Zustand von Werkzeugen verfolgen können, wird dazu beitragen, ein gesünderes Endergebnis zu erzielen. In diesem Leitfaden werden die Faktoren untersucht, die sich auf die Werkzeugkosten auswirken, und die Vorteile, die mit der Messung dieses Ausgabenpostens verbunden sind.

Was sind Werkzeugkosten?

Die Werkzeugkosten stellen den abgeschriebenen Werkzeugpreis über die Lebensdauer des Werkzeugs dividiert durch die Anzahl der Teile dar, die während der Lebensdauer des Werkzeugs hergestellt wurden. Es ist eine schwer zu überwachende Messung, aber mit einer Lösung zum Verständnis der Werkzeuglebensdauer können Hersteller einen tieferen Einblick in die Leistung und die Kosten ihrer Werkzeuge erhalten.

Warum ist Werkzeugausstattung wichtig? Sind das nicht geringe Kosten?

Die Betrachtung der Werkzeugkosten ist wichtig, da die Qualität und der Zustand der Werkzeuge die Qualität des fertigen Teils bestimmen.

Die Präzisions- und Leistungsmerkmale eines Werkzeugs bestimmen die Geschwindigkeit und Präzision der fertigen Teile. Es wird auch die Wiederholbarkeit in der Fertigung und die Genauigkeit jedes Stücks, das von der Linie kommt, sicherstellen. Beim Werkzeugbau geht es nicht um „lowest cost“ Sourcing. Das Design des Werkzeugs muss zusammen mit anderen Variablen berücksichtigt werden, einschließlich der Art und Menge der produzierten Teile und der Härte des Materials.

Die Wahl eines Werkzeugs, das für die Art des produzierten Teils zu hart ist, kann zu Qualitätsmängeln und höheren Kosten führen. Die Wahl eines Werkzeugs, das für die bearbeiteten Werkstücke nicht hart genug ist, führt dazu, dass Werkzeuge schneller verschleißen oder brechen.

Was sollten Werkzeuge kosten?

Die Werkzeugkosten hängen von der Art des hergestellten Produkts ab. Die Werkzeugkosten des Unternehmens können so niedrig wie 3 % oder so hoch wie 6 % der Umsatzkosten sein. Da alle Werkzeuge irgendwann ersetzt werden müssen, werden Werkzeuge im Allgemeinen als Verbrauchsmaterialien betrachtet.

Angenommen, ein Unternehmen stellt Volumenpräzisionseinheiten für jeden Kunden her und hat Kleinteile in seinem Produktsortiment. In diesem Fall können die Werkzeugkosten durch eine Nutzungsanalyse im Laufe der Zeit genau vorhergesagt werden.

Angenommen, das Unternehmen produziert viele Teile oder stellt zahlreiche kundenspezifische Teile in großen Mengen oder als Einzelstücke für jeden Kunden her. In diesem Fall müssen sie einen umfangreicheren Bestand an Werkzeugen mit sich führen, um verschiedene Variablen wie Rohmaterial zu berücksichtigen.

Welche Faktoren beeinflussen die Werkzeugkosten?

Während sich viele Faktoren auf die Werkzeugkosten auswirken, hängen sie alle mit der Art des zu bearbeitenden Materials, der Anzahl der gemäß den Teilespezifikationen erforderlichen Maßnahmen und der Qualität des Werkzeugs zusammen.

Material

Branchen wie Medizin, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung haben extrem strenge Anforderungen an hochfeste Teile. Materialien wie gehärteter Stahl, Titan und andere erfordern Werkzeuge mit einer höheren Härte, um Schnitte durchzuführen. Diese Werkzeuge sind verständlicherweise teurer als diejenigen, die zum Schneiden, Bohren oder Endbearbeiten von Materialien mit geringerer Härte verwendet werden.

Teilespezifikation

Die Anzahl der Aktionen, die die CNC-Maschine ausführen muss, wirkt sich auch auf die Werkzeugkosten aus. Einfache Schnitte oder Bohrungen erfordern weniger Werkzeuge. Komplizierte Schnitte, Bohrungen und Drehen erfordern mehr Werkzeuge. Die Teile können auch spezifische Oberflächenveredelungen wie Polieren oder Hinzufügen von Merkmalen erfordern, die von anderen Werkzeugen oder Abdeckungen wie Dichtungen gegriffen werden können. Jeder zusätzliche Schritt in den Designspezifikationen erhöht die Werkzeugkosten.

Qualität der Werkzeuge

Werkzeuge sollten von Lieferanten mit fundierten Kenntnissen der Leistungsmerkmale der zu schneidenden Oberflächen bezogen werden. Sie müssen mit genauen Herstellungsprozessspezifikationen hergestellt werden, die die richtige Vergütung und Wärmebehandlung gewährleisten, um ein schnelles Abstumpfen oder Verspröden zu verhindern. Die Werkzeuge sollten auch gut auf die verwendete Maschine abgestimmt sein, um eine nicht übereinstimmende Kraft, Geschwindigkeit oder Leistungsfähigkeit zu vermeiden.

Die Vorteile der Werkzeugkostenmessung

Die Messung der Werkzeuglebensdauer ermöglicht eine genauere Messung der Werkzeugkosten. Die Verwendung einer Bearbeitbarkeitsberechnung für die Werkzeuglebensdauer, die Materialeigenschaften im Verhältnis zu Werkzeugeigenschaften vergleicht, bedeutet, dass ein Unternehmen Diagramme oder Algorithmen für Kaufmengen, Typen und Lebensdauern entwickeln kann.

Weitere Methoden sind die Kraft- und Leistungsmessung der Ausrüstung und die Berücksichtigung der Bearbeitbarkeitsbewertung für das Material.

Die Werkzeugkostenmessung hat mehrere Vorteile, darunter:

1. Reduzierung der Materialkosten:Die Messung der Kosten verschiedener Arten von Werkzeugen kann zu niedrigeren Materialkosten führen. Qualitativ hochwertige Werkzeuge mögen unter dem Strich mehr kosten, aber wenn ihre Lebensdauer länger ist und sie weniger brechen, können Unternehmen weniger Ausschuss und weniger Abfall realisieren.
2. Bewertung von Produktionsprozessen:Die Werkzeugqualität wirkt sich direkt auf die Ausrüstung aus, in der es verwendet wird, und fordert die Fähigkeiten des Bedieners heraus. Nicht selten werden die Fähigkeiten einer Maschine oder eines Bedieners in Frage gestellt. Die Messung der Werkzeugkosten kann zu einem besseren Verständnis des Stromverbrauchs, der verwendeten Kraft und anderer Variablen führen, die Prozessänderungen ermöglichen.
3. Konstruktionsänderungen:Durch die Messung der Werkzeugkosten können Konstruktionsfehler aufgedeckt werden, um die Qualitätssicherung zu verbessern. Änderungen können so einfach sein wie eine Neuausrichtung des Teils oder so komplex wie das Ändern der Anzahl der Schnitte. Mit einem Verständnis der Werkzeugkosten können Entscheidungsträger erkennen, welche Änderungen vorzuschlagen sind, um Teile von höchster Qualität zu liefern.
4. Reduzierung der Energiekosten:Hohe Geschwindigkeit und starke Kraft sind hochenergetische Variablen. Mit einem Verständnis der Werkzeugkosten können Manager die Energie bis zum Bruch analysieren, um Werkzeuge zu finden, die diese Elemente besser handhaben können.

Wie können Sie Ihre Werkzeuginvestition maximieren? [Fallstudie]

Als BC Machining um Hilfe bat, um den anhaltenden Werkzeugbruch und die hohen Ausschussraten zu bewältigen, wandten sie sich an MachineMetrics, um eine Lösung zu finden. BC Machining beliefert die Medizin-, Verteidigungs-, Transport- und Elektrowerkzeugindustrie, wo Präzision entscheidend ist.

BC Machining hatte in seinen Schweizer CNC-Maschinen übermäßigen Werkzeugbruch festgestellt, wodurch Ausschuss sowohl am Bruchpunkt als auch am Ende der Werkzeuglebensdauer entstand, wenn Teile von den Spezifikationen abweichen können.

Mithilfe der MachineMetrics-Lösung zur Erfassung hochfrequenter Daten und deren Analyse durch fortschrittliche Algorithmen war BC in der Lage, Werkzeugbrüche zu identifizieren, um Ausschussteile zu vermeiden.

Der Rückgang bei verlorenen Teilen, Sortierung und Unsicherheit führte zu einer nahezu 100 %igen Fehlererkennung und jährlichen Einsparungen von 72.000 $ pro Maschine.

Lesen Sie die vollständige Fallstudie mit BC Machining.

MachineMetrics bietet ein Überwachungssystem für die Werkzeugbewertung, das Daten direkt von der Quelle – der CNC-Maschine selbst – sammelt. Durch benutzerdefinierte Algorithmen zur Überwachung des Drehmomentverbrauchs können Eingaben als Zeitreihenereignisse oder maschinelle Lernmodelle in das System eingegeben werden, um Werkzeugausfälle genau vorherzusagen.

Der Hochfrequenz-Datenadapter von MachineMetrics kann die Probleme erkennen und die Daten am Edge analysieren, um Lösungen zu automatisieren und das Personal auf Probleme aufmerksam zu machen, bevor der Ausfall auftritt, wodurch kostspieliger Ausschuss und Ausfallzeiten vermieden werden. Mit fortschrittlicher Maschinendiagnose wird die Werkzeugausstattung optimiert und in ein aggressives und vollautomatisches vorausschauendes Wartungssystem integriert. Buchen Sie noch heute eine Demo bei unserem Team, um zu sehen, wie MachineMetrics eingesetzt werden kann, um Ihnen dabei zu helfen, die Gesundheitsanforderungen Ihres Werkzeugs in den Griff zu bekommen.