Die CNC-Bearbeitung ist ein integraler Bestandteil vieler Branchen - mit ihrer Hilfe können benötigte Werkzeuge und Teile mit unvergleichlicher Präzision hergestellt werden. Unternehmen suchen oft nach Möglichkeiten, ihre Budgets zu begrenzen - und die Kostenreduzierung bei der CNC-Bearbeitung ist keine Ausnahme. Um den Preis von CNC-Prozessen und die Kosten für die Zerspanung zu senken, sollte man zunächst verstehen, wie sie ablaufen und die verschiedenen Faktoren kennen, die den Preis beeinflussen. Die CNC-Bearbeitung wird seit langem in vielen Industriezweigen weit verbreitet eingesetzt. Angesichts der breiten Palette von Möglichkeiten, die CNC-Maschinen bieten, ist es eine Tatsache, dass während der Zerspanung Komplikationen, Probleme und unnötige Kosten auftreten können und oft auftreten. Wie kann man die CNC-Bearbeitung verbessern und die Produktionskosten senken? Dauert die Bearbeitung von Teilen länger, wenn die Maschine wirtschaftlich genutzt wird? Darüber schreiben wir unten!
Welche Faktoren beeinflussen den Preis der CNC-Bearbeitung?
Um einen Teil der Kosten zu eliminieren, ist es notwendig, ein geeignetes Projekt des fertigen Produkts in Bezug auf Konstruktion, Technik und Wirtschaft zu erstellen und die Bearbeitungsprozess genau zu planen und zu definieren.
Die Bearbeitungszeit, die erheblich den Preis beeinflusst, hängt größtenteils von der Komplexität der Geometrie des zu bearbeitenden Objekts ab.
Anfangskosten, einschließlich der Entwicklung des CAD-Projekts und der Prozessplanung, machen einen großen Teil des Produktwerts in kleinen Mengen aus, aber bei großen oder Serienmengen sind diese Kosten fest, so dass die Losgrößen reduziert werden können, indem der Preis pro Produkteinheit erhöht wird.
Die Preise für Materialien und Verarbeitung sind auch Faktoren, die den Gesamtwert des Produkts beeinflussen. Darüber hinaus wird auch das Verhältnis der Anzahl der Verarbeitungen zur Oberfläche des Produkts einen Einfluss haben. In einigen Fällen reduzieren Unternehmen, die eine kostengünstigere Produktionsmethode verwenden, die endgültige Wirkung des finalen Produktmodells. Wie versteht man Produktionskosten?
Wie berechnet man die CNC-Bearbeitungskosten?
Die Kosten für die CNC-Bearbeitung hängen von mehreren Faktoren ab, einschließlich der für das Projekt benötigten Zeit und spezifischen Maschinen, wie Drei- und Fünf-Achsen-Maschinen. CNC-Unternehmen legen oft ihre eigenen Stundensätze für verschiedene Maschinentypen fest. Zum Beispiel kostet eine Fünf-Achsen-Maschine in der Regel etwa 400 - 500 Zloty pro Stunde, während eine Drei-Achsen-Maschine in der Regel weniger kostet. Es ist wichtig zu beachten, dass dies nur die Betriebskosten der CNC-Maschine sind (jede CNC-Fräsmaschine verursacht Kosten). Sie können als Referenzpunkte dienen, obwohl auch der Wert der Arbeit berücksichtigt werden muss. Darüber hinaus beeinflussen auch mehrere andere Faktoren den Preis, die in den folgenden Abschnitten des Artikels vorgestellt werden. Da die Kosten variieren können, ist es am besten, sich vor der Entscheidung für eine Bestellung mit dem potenziellen CNC-Shop/Unternehmen in Verbindung zu setzen, um zu sehen, wie dies das verfügbare Budget beeinflusst.
Was beeinflusst die Kosten von CNC-Teilen?
Bevor man die Kosten für die CNC-Bearbeitung senkt, sollte man zunächst die Faktoren verstehen, die die Kosten für CNC-Teile beeinflussen - Bearbeitungszeit, Anlaufkosten, Materialkosten und andere. Hier sind einige grundlegende Informationen zu jedem Faktor, die zur endgültigen Senkung der Produktionskosten genutzt werden können:
- Bearbeitungszeit: Dies ist oft der Hauptkostenfaktor bei der CNC-Bearbeitung. In der Regel gilt: Je länger der Prozess dauert, desto höher ist der Preis.
- Anfangskosten: Diese sind in der Regel fest. Sie dienen dazu, die Vorbereitung der CAD-Datei und die Produktplanung zu decken. Bei kleinen Chargen können die Startkosten erheblich sein.
- Materialwert: Der Preis des gewählten Schüttmaterials und die Bearbeitbarkeit des Rohmaterials sind ein weiterer wichtiger Faktor bei den CNC-Bearbeitungskosten.
Kosten für CNC-Maschinen
Wenn wir eine Firma für die Durchführung eines Projekts beauftragen, können wir aus vielen Arten von CNC-Maschinen wählen. Einige davon kosten mehr, was natürlich den Preis beeinflussen kann, den wir letztendlich für ihre Nutzung zahlen. Zum Beispiel können standardmäßigere 3-Achsen-Maschinen zwischen 150 und 200 Zloty pro Stunde kosten. Andere, wie Mehrachsen-Maschinen, sind komplizierter zu bedienen, daher werden sie höher bewertet - normalerweise zwischen 300 und 500 Zloty pro Stunde. Der Preis einer gebrauchten Maschine kann je nach vielen Faktoren variieren, einschließlich der Preise des Unternehmens und wie viel es dem Bediener zahlen muss. Es ist am besten, mit den Vertretern zu sprechen, um die Maschinenpreise vor Projektbeginn zu kennen.
Wie man die Kosten für die CNC-Bearbeitung senkt - praktische Tipps
Um die Kosten zu senken, können Änderungen in der CNC-Bearbeitungszeit, den Startkosten, den Materialkosten und mehr vorgenommen werden. Einige Produktanforderungen können nicht geändert werden, aber Maßnahmen zur Optimierung des Designs können das benötigte Budget erheblich senken. Hier sind einige unserer Tipps zur Reduzierung der Kosten für die CNC-Bearbeitung.
1. Abgerundete Innenecken
Ein scharfer 90-Grad-Winkel erfordert das Anhalten der Maschine, das Drehen des Teils und das Fortsetzen des Prozesses. Wie man sich vorstellen kann, nehmen diese zusätzlichen Schritte Bearbeitungszeit in Anspruch und sind oft mit zusätzlichen Kosten verbunden. Eine Änderung des Designs der inneren Ecken des Teils kann den Preis für die CNC-Bearbeitung senken. Wenn wir das Design so anpassen, dass es abgerundete Ecken enthält, kann die Maschine ohne Unterbrechung arbeiten, um das benötigte Teil zu erstellen und gleichzeitig den Rechnungsbetrag zu reduzieren. Ein Schritt weiter, es lohnt sich sicherzustellen, dass der Radius der inneren Ecke mindestens 1/3 der Tiefe der Nut beträgt. Ein größerer Radius in den Ecken bedeutet, dass ein größerer Fräser sie effektiv schneiden kann - es wird kein kleiner Fräser benötigt, der mehrmals Ecken mit kleineren Radien schneiden muss.
2. Vermeiden Sie tiefe Taschen
Tiefe Taschen können die Kosten für die CNC-Bearbeitung negativ beeinflussen, da ihre Herstellung die Entfernung einer großen Menge an Material erfordert. Das Entfernen von Material ist zeitaufwendig und kann spezielle Werkzeuge erfordern, um die gewünschte Tiefe zu erreichen. Es kann sinnvoll sein, die Taschentiefe in Ihrem Projekt auf das Vierfache der Länge zu begrenzen. CNC-Werkzeuge haben Einschränkungen, wenn es um das Nuten geht - es ist am besten, wenn die Tiefe zwei bis drei Mal größer als der Durchmesser ist. Es ist möglich, das Vierfache des Durchmessers auszuschneiden, aber das wird mehr kosten.
3. Beschränken Sie die Verwendung von engen Toleranzen
Wenn ein Teil mit engen Toleranzen entworfen wird, erhöht dies die Kosten, da es die Bearbeitungszeit verlängert und eine manuelle Kontrolle erfordert. Leider ist es besonders schwierig, enge Toleranzen auf der Innenseite zu erreichen, da Bearbeitungsöffnungen und andere Rillen das Entstehen von Graten an den Kanten verursachen können. Diese Fehler erfordern einen zusätzlichen Schritt neben der manuellen Kontrolle - das Entgraten. Entgraten ist ein sehr zeitaufwändiger Prozess, der auch die CNC-Bearbeitungskosten erhöht. Wenn das Design keine Toleranzen angibt, wird eine Standardtoleranz von ± 0,001 oder höher angewendet. Diese gilt für viele Elemente, daher sollten enge Toleranzen erneut überdacht und nur dann festgelegt werden, wenn dies notwendig ist. Wenn wir fortgeschrittene Designkenntnisse haben, können wir die CNC-Bearbeitungskosten noch weiter senken, da diese oft geringere Toleranzen haben. Eine letzte Anmerkung zu Toleranzen - die Zahlen, die die Abmessungen repräsentieren, sind kritisch, da sie das erforderliche Genauigkeitsniveau für das Teil anzeigen. In der CNC-Bearbeitung wird dieses Präzisionsniveau auf die Werkzeuge übertragen, die zur Bearbeitung verwendet werden. Je mehr Nachkommastellen, desto komplexer das Werkzeug und höher die Kosten. Denken Sie daran, alle unnötigen Dezimalstellen in Bezug auf Toleranz aus dem Design zu entfernen.
4. Dünne Wände erweitern
Der Umgang mit dünnen Wänden erfordert Zeit, da sie zerbrechlich sind. Sie werden mehrfach mit geringer Einbettungstiefe bearbeitet, um Fehler oder Risse zu vermeiden. Eine häufige Ursache für dünne Wände ist die Positionierung von Löchern und Gewinden in der Nähe der Kanten des Teils. Es ist am besten, sie strategisch zu platzieren. Eine dicke Wand ist stabiler und die Verarbeitungskosten sind niedriger. Es lohnt sich, Metallteile mit einer Wandstärke von mehr als 0,8 mm und Kunststoffteile mit einer Wandstärke von mehr als 1,5 mm zu entwerfen, sofern das Gewicht kein Problem darstellt.
5. Begrenzen Sie die Fadenlänge um Kosten zu senken
Gewinde, die 1,5-mal länger sind als der Durchmesser des Lochs, stärken die Verbindung nicht, und Gewinde, die länger als nötig sind, können mit zusätzlichen Kosten verbunden sein, da für ihre Herstellung spezielle Werkzeuge erforderlich sein können. Sparen Sie Kosten, indem Sie Komponenten mit einer maximalen Länge entwerfen, die das Dreifache des Lochdurchmessers beträgt. Denken Sie daran, dass Gewinde in Sacklöchern am Ende des Lochs eine zusätzliche halbe Durchmesser ohne Gewinde haben sollten.
6. Optimierung des Gewindebohrlochs
Zwei Kostenfaktoren für Gewindebohrungen sind Tiefe und Gewindegröße. Wie wir bereits erwähnt haben, führt eine Erhöhung der Gewindelänge über diesen Punkt hinaus nicht zu einer Stärkung des Teils. Ein "Überbohren" in eine Tiefe, die mehr als das Dreifache des Lochdurchmessers beträgt, erhöht das Risiko eines Gewindebruchs und zusätzliche Zeit - beide Faktoren erhöhen den Endpreis. Sehr kleine Gewinde erhöhen ebenfalls die Kosten, da sie manuelles Einfädeln erfordern, was Zeit und Risiko erhöht. Stattdessen kann die Begrenzung der Tiefe auf das Dreifache des Lochdurchmessers und das Einhalten von Standard-Gewindegrößen im Projekt dazu beitragen, die CNC-Bearbeitungskosten zu senken. Es lohnt sich auch, darauf zu achten, dass Gewindebohrungen größer als 2-56 Zoll sind.
7. Verwenden Sie die Standard-Bohrergröße
Wenn wir richtig planen und sicherstellen, dass die Löcher in den Teilen eine Standardgröße haben, können CNC-Maschinen Bohrer für eine schnelle und effiziente Locherstellung verwenden. Nicht standardisierte Abmessungen erfordern jedoch oft den Einsatz von Fräsern, was die Kosten negativ beeinflussen kann. Auch die Tiefe des Lochs spielt eine wichtige Rolle - obwohl es möglich ist, Löcher mit einem Durchmesser von bis zu 10 Mal zu bohren, sind sie schwierig zu bearbeiten und teurer. Um die Kosten für die CNC-Bearbeitung zu minimieren, sollten wir bei Löchern mit einem Durchmesser von bis zu 10 mm in Schritten von 0,1 mm planen. Bei Löchern mit einem Durchmesser von mehr als 10 mm sollten wir in Schritten von 0,5 mm planen. Wenn wir in Zoll planen, sollten wir uns auf die fraktale Größe des Bits beziehen und den Bruchteil eines Zolls verwenden. Unabhängig von der Größe des Lochs, stellen wir sicher, dass die Länge des Lochs nicht mehr als das Vierfache des Durchmessers beträgt.
8. Vermeiden Sie mehrere Nachbearbeitungen um Kosten zu senken
Die Nachbearbeitung von CNC-bearbeiteten Teilen hilft, sie vor schwierigen Bedingungen zu schützen und verbessert oft ihr Aussehen. Leider erhöht dies auch die Kosten. Wenn Sie einen Schritt weiter gehen und mehrere Nachbearbeitungen für ein Teil verlangen, wird dies mehr kosten. Wenn wir Geld sparen wollen, sollten wir die Nachbearbeitung des gesamten Teils in Betracht ziehen. Es lohnt sich, mehrere Nachbearbeitungen nur dann zu verlangen, wenn dies notwendig ist.
9. Teile komplexe Teile auf
Wenn wir komplexe Teile haben - wie komplexe Geometrien, Drehungen oder Positionsänderungen - kann die Bearbeitung der Teile eine spezielle Befestigung, manuelles Drehen, Positionsänderung oder ein mehrachsiges CNC-System erfordern. All diese Aktionen sind mit Kosten verbunden. Wenn wir die Komplexität der Teile nicht reduzieren können, können wir immer noch einen Weg finden, die CNC-Bearbeitungskosten zu senken, indem wir das Teil in zwei oder mehr individuell bearbeitete Teile teilen, die zu einem Ganzen zusammengefügt werden können. Indem wir das Teil in zwei oder mehr Geometrien teilen, die in einer einzigen Einstellung bearbeitet werden können, können wir eine Kostenreduktion erzielen.
10. Vermeiden Sie kleine Teile mit großen Proportionen um Kosten zu senken
Alle Teile mit extremen Proportionen sind oft schwer zu bearbeiten. Zum Beispiel sind kleine Teile mit großer Verlängerung aufgrund ihrer Neigung zu Vibrationen schwer zu zerspanen. Wie bei vielen anderen Aspekten des Prozesses, wenn es schwer zu bearbeiten ist, erhöht dies die Kosten.
Um die Kosten zu senken, sollten wir alle Komponenten so gestalten, dass sie ein Verhältnis kleiner als 4 haben und in Betracht ziehen, sie an der Wand zu befestigen oder eine Verstärkung hinzuzufügen, um die Steifigkeit zu erhöhen.
11. Bulk-Bestellung
Die Menge der bestellten Teile hat einen großen Einfluss auf den Stückpreis. So genannte Skaleneffekte können ein mächtiges Werkzeug sein, wenn wir darüber nachdenken, wie wir Kosten senken können. Eine Erhöhung der Menge von 1 auf 50 kann den Stückpreis um mehr als 50% senken. Wie kann man die Kosten für die CNC-Bearbeitung senken? Es gibt keine einzige effektive Methode dafür. Einige Methoden erfordern die Verwendung eines bestimmten Materialtyps, um die endgültige Produktion gemäß der Bestellung durchzuführen. Die Entwicklung industrieller Lösungen ist nützlich (insbesondere um das Modell für die Ausführung eines bestimmten Auftrags zu nutzen).