Wie berechnet man die Bearbeitungs- und Herstellungskosten?

Die CNC-Bearbeitung ist im Wesentlichen eine subtraktive Technologie zur Herstellung von Prototypen und Teilen. Dies bedeutet, dass sein Betrieb zu einem Materialabtrag führt. Wir können dieses Verfahren bei einer Reihe von Materialien wie Metallen und Kunststoffen anwenden. CNC-Drehen und -Fräsen unterscheiden sich von anderen Produktionstechnologien, die Computer Numerical Control verwenden. In beiden Fällen beginnen wir mit einem größeren Materialblock. Dann schneiden wir es auf, bis wir das gewünschte Produkt erhalten.

Die Berechnung der Kosten für die CNC-Bearbeitung umfasst verschiedene Kostenfaktoren, darunter Arbeitsaufwand, Maschinen, Komplexität, Materialien usw. Die CNC-Bearbeitung bietet eine der kostengünstigsten Optionen für die On-Demand-Produktion und hat eine gute Praktikabilität bei der Bearbeitung von Metallen und anderen Materialien. Aber Kunden brauchen immer noch genaue Preisschätzungen vor Beginn eines neuen Projekts. In diesem Artikel werden die Faktoren aufgeschlüsselt, die die Kosten der CNC-Bearbeitung berechnen, und einige Tipps zur Optimierung des Budgets gegeben.

CNC-Bearbeitung und damit verbundene Kostenfaktoren

In der CNC-Bearbeitungsindustrie kann ein Teil A viel teurer sein als ein anderes Teil B. Obwohl Teil B kleiner als Teil A sein kann, kann es teurer sein als das größere Teil A. Dies zeigt, dass die Preisgestaltung nicht nur von der abhängt Größe der CNC-Bearbeitung. Dies hängt hauptsächlich von einer Kombination verschiedener Faktoren ab, darunter Arbeitsaufwand, Maschinenkosten, Werkzeuge, Materialien, Einstellungen und Werkzeugverschleiß. Es ist schwierig, eine genaue Bewertung jeder Kategorie zu erhalten. Wenn Sie jedoch den endgültigen Preis vorschlagen, sollten Sie ein allgemeines Verständnis dafür haben, wie wir ihn zusammenstellen.

Materialkosten

Dies ist ein sehr wichtiger Faktor, den Maschinisten bei der Berechnung der Kosten für die CNC-Bearbeitung berücksichtigen. Da die CNC-Bearbeitung ein subtraktiver Prozess ist, werden häufig mehr Materialien als für das Endprodukt verwendet. Der Mechaniker kauft diese Materialien blockweise und berechnet den Preis für jeden Block. Die beiden Hauptmaterialien, die bei der CNC-Bearbeitung verwendet werden, sind Metall und Kunststoff. Sehen wir uns beide genauer an:

– Metall

Übliche Metallarten, die in der CNC-Bearbeitung verwendet werden, umfassen Aluminium 6061, Edelstahl 303 und Messing C360. Maschinisten verwenden 6061 Aluminium am häufigsten wegen seines günstigen Preises und seiner guten Bearbeitbarkeit. Edelstahl 303 und Messing C360 sind besser bearbeitbar, daher sind die Kosten höher.

– Kunststoff

Da der durchschnittliche Preis von Schüttgütern niedriger ist, und wegen der geringeren Härte und kürzeren Bearbeitungszeit, sind Kunststoffe für die CNC-Bearbeitung günstiger. Die Massenkosten von Kunststoffen wie ABS, Nylon 6 und POM (Delrin) sind etwa die gleichen wie bei Aluminium 6061, obwohl ihre Einzelstückkosten etwas höher sein können. Kunststoffe wie PEEK sind sehr teuer und sollten nur verwendet werden, wenn es unbedingt erforderlich ist.

Infolgedessen sind die Kosten für die Herstellung härterer Materialien aufgrund der schlechten Bearbeitbarkeit höher als bei anderen Materialien. Außerdem können teurere Materialtypen haltbarer sein und eine bessere Leistung erbringen. CNC-Bearbeitungsingenieure können sich aufgrund der guten Bearbeitbarkeit für ABS und Aluminium entscheiden, während Edelstahl und Titan schwieriger zu bearbeiten sind.

Bearbeitung Kosten

Ein weiterer Faktor, der sich auf die Kosten der CNC-Bearbeitung auswirkt, ist die Art der Ausrüstung, Werkzeuge oder Maschinen, die für die Produktion verwendet werden. Die Idee ist, dass je einfacher die verwendete Maschine ist, desto niedriger sind die Kosten pro Zeiteinheit. Dies liegt auf der Hand, da die Produktionskosten gewöhnlicher CNC-Drehmaschinen niedriger sind als die von vertikalen CNC-Drehmaschinen, während CNC-Bearbeitungszentren teurer sind als Fräsmaschinen.

• 3-Achsen- und 5-Achsen-Fräsen und -Drehmaschinen bieten Flexibilität beim Entwerfen von Teilen mit komplexen Geometrien und engen Toleranzen. Die Verarbeitungskosten hängen von der Art der Maschine und der Anzahl der Betriebsstunden ab, die normalerweise als Maschinenzeit bezeichnet werden. Das Geschäft hat Stundensätze für den Betrieb verschiedener Maschinentypen festgelegt. Diese Kosten haben nichts mit Arbeit zu tun. Die Vorteile, die jede Maschine bietet, hängen von der geometrischen Komplexität des Teils ab. Bevor das Design an die Maschinenwerkstatt gesendet wird, sollte das Design so weit wie möglich optimiert werden.

Teilemerkmale

Die Merkmale eines Teils beziehen sich auf die geometrische Form und Komplexität des Designs. Für Teile mit komplexen Merkmalen sind mehr Programmierzeit, Laufzeit und Rüstzeit erforderlich. Unter Berücksichtigung der Komplexität des Teils wird der Bearbeitungsprozess schwieriger, wenn das Design des Teils kompliziert ist. Komplexe Teile können auch Spezialwerkzeuge, mehrere Einstellungen und Maschinen zur Herstellung erfordern, wodurch die Kosten des Endprodukts steigen. Es ist vorteilhaft, das Design so weit wie möglich zu vereinfachen, um die Kosten für jedes Teil zu reduzieren. Vereinfachen Sie das Design, indem Sie unnötige Funktionen eliminieren. In einigen Fällen kann es kostengünstiger sein, das Design in mehrere Teile aufzuteilen und dann zusammenzubauen.

Arbeitskosten

Ist die CNC-Maschine einmal eingerichtet, sind nahezu keine manuellen Eingriffe mehr erforderlich. Der Maschinist, Ingenieur oder Programmierer muss bestimmte Schritte ausführen. Dazu gehören:

Programmierung:

Dieser Teil der Arbeitskosten ist der teuerste, da es um Design- und Digitalkosten geht. Sie müssen Ihr Produkt an einen Designer auslagern, um eine CAD-Datei zu erstellen. Sie können dies umgehen, indem Sie es selbst tun. Als nächstes kommt der Fertigungsingenieur, der die Wiederholbarkeit Ihres Designs überprüft und Verbesserungsvorschläge unterbreitet. Die letzte Person ist ein Programmierer, der CAD-Dateien in CAM-Dateien konvertiert, um CNC-Werkzeugmaschinen dabei zu helfen, das Design zu verstehen. All dieses Fachwissen hat seinen Preis. Einige AutoCAM-Technologien programmieren den Werkzeugweg automatisch, wodurch die Abhängigkeit von Arbeitskräften in diesem Fertigungsschritt erheblich reduziert wird.

Einrichtung :

Der Maschinenschlosser richtet die Maschine für die Produktion ein. Jemand muss immer den Rohling schneiden, in den Werkstückhalter legen und dann das Werkzeug in den Werkzeugwechsler laden. Die Kosten hängen von der Anzahl und Komplexität der produzierten Teile ab.

Qualitätskontrolle:

Wie das alte Sprichwort sagt … „Sie bekommen, wofür Sie bezahlen“. Der Preis, den ISO 9001-zertifizierte Unternehmen verlangen, erhöht sich leicht, da jedes verarbeitete Teil vor dem Versand zusätzlichen Qualitätskontrollen unterzogen werden muss.

In Zusammenarbeit mit einem Unternehmen, das sich wirklich um Qualität kümmert und über einen robusten Qualitätssicherungsprozess verfügt (wie SANS Machining), ist es möglich, den Unterschied zwischen nur 1 % der zu prüfenden Chargen und 100 % der Chargen zu unterscheiden. Ein hervorragendes Beispiel für „Sie bekommen, wofür Sie bezahlen“.

Dass Qualität ihren Preis wert ist, steht außer Frage. Wenn Sie bereit sind, eine Bestellung beim günstigsten Lieferanten aufzugeben, den Sie finden können, erwarten Sie bitte, dass das Endprodukt, das Sie erhalten, sein Geld wert ist.

Nachbearbeitung

Nach der Produktion erfordert Ihre Produktion einige Montage- und Transportarbeiten zu Ihrem gewünschten Standort. Diese Prozesse erfordern einige Handarbeit, die zusätzliche Kosten verursacht.

Oberfläche T Behandlung

Die Oberflächenbehandlung kann die endgültige Oberfläche des Teils verbessern, Werkzeugspuren oder Rauhigkeiten entfernen, ästhetische Zwecke erfüllen und für Verschleißfestigkeit sorgen. Die Bearbeitungswerkstatt bietet eine Vielzahl von Oberflächenbehandlungen für verschiedene Materialien. Die Oberflächenbehandlung verbessert das Erscheinungsbild von CNC-bearbeiteten Teilen und die Fähigkeit, rauen Umgebungen standzuhalten. Obwohl sie vorteilhaft sind, erhöhen sie die Verarbeitungskosten. Die Oberflächenbeschaffenheit hängt von der Anwendung des Teils ab. Eine qualifizierte Maschinenwerkstatt kann helfen, die umsichtigste Wahl zu treffen.

All diese Faktoren werden bei der Berechnung der Kosten einer CNC-Maschine berücksichtigt. Um zu erfahren, wie Sie diese Kosten weiter senken können, lesen Sie den nächsten Abschnitt.

So senken Sie die CNC-Bearbeitungskosten

In den meisten Fällen kann die CNC-Bearbeitung nach Schätzung der Kosten für die CNC-Bearbeitung die Kosten des Kunden erhöhen, insbesondere wenn er keine große Anzahl von Produkten herstellt. Sie können die CNC-Bearbeitungskosten wie folgt an Ihr Budget anpassen:

1. Das Material neu denken

Das Material, das Sie für das Produkt verwenden, ist ein wichtiger Faktor für die Kosten der CNC-Bearbeitung. Bevor Sie Materialien für den Produktionsprozess auswählen, sollten Sie den Preis der Materialien berücksichtigen. Außerdem ist die Verarbeitbarkeit des Materials sehr wichtig. Diese bestimmt die Bearbeitungszeit, die sich wiederum auf den Stundensatz des Produktionsprozesses in der CNC-Bearbeitungswerkstatt auswirkt.

2. Optimiertes Design

Auch die Gestaltung des Fertigungsprozesses ist ein sehr wichtiger Faktor bei der Kalkulation der CNC-Bearbeitungskosten. Die Komplexität des Designs bestimmt die Länge der Bearbeitungszeit, was sich wiederum auf die Kosten auswirkt. Um die Komplexität des Designs zu minimieren, können Sie die folgenden Fragen berücksichtigen, bevor Sie das Design für ein Angebot einsenden:

– Ist mein Teil anhand von Konstruktionsrichtlinien für die maschinelle Bearbeitbarkeit optimiert?

– Werden alle Features in meinem Modell benötigt? Kann ich sie löschen oder vereinfachen und trotzdem die volle Funktionalität meines Teils behalten?

– Kann ich mein Design in mehrere Teile aufteilen, die einfacher für die CNC-Bearbeitung sind, und es dann zusammenbauen?

– Gibt es eine Möglichkeit, mein Design zu ändern, um die Notwendigkeit mehrerer Maschineneinstellungen oder Spezialwerkzeuge zu beseitigen?

– Gibt es ein billigeres oder einfacher zu verarbeitendes Material, das meine Designanforderungen erfüllen kann?

3. Andere Faktoren

Als Kunde ist es hilfreich zu wissen, welche anderen Faktoren neben den bereits erwähnten Maßnahmen zur Qualitätskontrolle den von Ihnen zu zahlenden Preis beeinflussen. Wie unten aufgeführt, liegen viele dieser Faktoren in Ihrer Kontrolle:

ISO 9001-Zertifizierung – sind Ihre Lieferanten ihren Qualitätsverpflichtungen wirklich verpflichtet?

Chargengröße – möchten Sie 1 Stück oder 1.000 Stück?

Outsourcing von Vorgängen – möchten Sie die Eloxalbehandlung für die Teile durchführen oder selbst kaufen?

Materialauswahl - die Verarbeitungskosten von Aluminium sind viel niedriger als die von Stahl.

Lieferzeit - wie dringend benötigen Sie die Komponenten?

Toleranzen – engere Toleranzen erhöhen höhere Risiken und erfordern zusätzliche Inspektionszeit.

Vorrichtung – Hat Ihr Teil eine komplexe Kontur und erfordert eine kundenspezifische Spannlösung, um es während der Bearbeitungsvorgänge zu fixieren?

Schlussfolgerung

Für die Produktion von Teilen in großen oder kleinen Mengen ist es wichtig, die Maschine, die Arbeitsanforderungen, die Teilekomplexität, die Oberflächenbehandlung und die Produktionszeit zu verstehen. Der Prozess der Verarbeitung der Kostenschätzung ist jedoch fehleranfällig und erfordert eine sorgfältige Bewertung.

SANS Machining konzentriert sich auf CNC-Bearbeitung, Prototypenbearbeitung, Kleinserienfertigung von Bearbeitungsteilen, Metallfertigung und Teileveredelung, um Ihnen die beste Unterstützung und Dienstleistungen zu bieten.