CNC-Maschinen können zur Herstellung von Produkten aus einer Vielzahl von Materialien wie Metallen, Legierungen und Kunststoffen eingesetzt werden. Die Kosten für die Herstellung eines Produkts mit CNC-Technik hängen von einer Reihe von Faktoren ab. In diesem Artikel werden die verschiedenen Faktoren erörtert, die den Preis bei der CNC-Metallbearbeitung beeinflussen. Sie hilft Ihnen, die Kosten für die CNC-Bearbeitung zu berechnen und gibt Ihnen Tipps, wie Sie die Kosten senken können. Die Kosten für die CNC-Bearbeitung können je nach den unten genannten Faktoren variieren.
Kosten für CNC-Werkzeugmaschinen – CNC-Bearbeitungsprozess
Die Werkzeugkosten variieren je nach Maschinentyp. Es gibt hauptsächlich zwei Arten von Maschinen, die zur Herstellung von Teilen durch CNC-Bearbeitung verwendet werden, nämlich Drei-Achsen- und Mehrachsen-Maschinen. Die Kosten der Maschine hängen auch von verschiedenen Faktoren wie Größe und Gewicht der Maschine, Geschwindigkeit, Leistung und Maschinenkonfiguration ab. Die Bearbeitungskosten werden auf der Grundlage eines Stundensatzes berechnet, wobei die Kosten für eine 3-Achsen-CNC-Bearbeitung bei etwa 180 pro Stunde und für eine CNC-Drehmaschine bei etwa 150 US-Dollar pro Stunde liegen. Der Stundensatz für die CNC-Bearbeitung auf einer Mehrspindelmaschine ist relativ hoch und liegt zwischen 330 und 550 Pence. Das CNC-Fräsen ist aufgrund der komplexeren Teile teurer als andere Bearbeitungsverfahren. Die Bearbeitungskosten steigen mit dem Hinzufügen von Fräsachsen. Zum Beispiel kostet eine 5-Achsen-Bearbeitung mehr als eine 3-Achsen-Maschine.
Bearbeitungszeit in CNC
Die Zeit, die für die vollständige Bearbeitung jedes CNC-bearbeiteten Teils benötigt wird, spielt ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Berechnung der CNC-Bearbeitungskosten. Als allgemeine Faustregel gilt: Je mehr Zeit Sie für die Bearbeitung aufwenden, desto höher sind die Bearbeitungskosten, die die Grundkosten für die Umstellung ausmachen. Eine Software wie CAM benötigt ein 3D-CAD-Modell des Projekts und kann abschätzen, wie lange es dauern wird, das Projekt fertigzustellen. Ein sehr komplexes Projekt erfordert mehr Zeit.
Arbeit
Einer der Vorteile der CNC-Bearbeitung gegenüber der manuellen Bearbeitung ist die Verringerung der Anzahl der an der Produktion beteiligten Mitarbeiter. Die Hauptarbeitskosten sind das von erfahrenen Konstrukteuren entworfene 3D-CAD-Modell für die Bearbeitung, die mit der Komplexität des Produkts steigen.
Des gewünschten Produkts
Diese Kosten bleiben auch dann gleich, wenn mehr Teile produziert werden müssen, um den Preis für die Bearbeitung des Teils zu senken. Hinzu kommen die Arbeitskosten für die Bedienung der CNC-Maschine, die mit der Zeit, die für die Herstellung des Teils benötigt wird, steigen. Die Arbeitskosten steigen, wenn für die Montage, die Fertigstellung und die Bearbeitung des Teils manuelle Arbeit geleistet werden muss. Zusätzliche Arbeitskosten fallen auch an, wenn das fertige Produkt von der Werkstatt zu einem Kunden an einem anderen Ort geliefert wird.
Komplexität und Formgröße – komplexe CNC-Teile
Mit zunehmender Komplexität der CNC-gefertigten Teile steigen auch die Bearbeitungskosten. Komplexere Teile können mehr Prozessschritte, andere Werkzeuge und längere Produktionszeiten erfordern. Teilemerkmale wie scharfe Innenecken, tiefe Hohlräume oder dünne Wände erhöhen die Kosten der CNC-Bearbeitung. Entwürfe mit einfachen Merkmalen sind einfach zu erstellen und sparen Produktionszeit. Größere Teile erfordern mehr Rohstoffe und Zeit für ihre Herstellung und sind daher teurer als kleinere Teile.
Materialkosten
Auch die Materialkosten spielen bei der Berechnung der Kosten für die CNC-Bearbeitung eine wichtige Rolle. Der Preis des mit der CNC-Maschine hergestellten Endprodukts hängt von der Art der Materialien ab, die Sie für die Herstellung des Produkts verwenden müssen. Es kann sein, dass Sie Teile aus Kunststoff oder Metall herstellen müssen. Da Kunststoffe billiger und weniger haltbar sind, sind die Kosten für die Bearbeitung eines Kunststoff- oder Aluminiummaterials im Vergleich zu Edelstahl geringer. Wie bei CNC-Maschinen wird das Material aus massiven Blöcken abgetragen. Zerspanungsmechaniker kaufen Materialien in festen Blöcken und berechnen die Produktkosten pro Block. Die am häufigsten verwendeten Metalle in der CNC-Bearbeitung sind Aluminium, Edelstahl und Messing. Aufgrund des günstigen Preises und der hervorragenden Bearbeitbarkeit von Aluminium verwenden die meisten Anwender Aluminium in CNC-Maschinen. Edelstahl und Messing verursachen aufgrund ihrer schlechten Bearbeitbarkeit im Vergleich zu Aluminium höhere Kosten. Die Titanlegierung ist das teuerste dieser Metalle, so dass die Kosten für die Bearbeitung dieses Metalls am höchsten sind, da für die Teile möglicherweise spezielle Werkzeuge benötigt werden. Bei Kunststoffen ist der Preis für das Schüttgut geringer, die benötigten Werkzeuge kosten ebenfalls weniger und benötigen weniger Zeit für die Bearbeitung von Kunststoffen wie Nylon, Delrin und ABS.
Oberflächenbehandlung – oxidierte Teile
Für einige Produkte ist eine Oberflächenbehandlung erforderlich, die ebenfalls den Preis des Endprodukts erhöht. Eine gute Oberflächenbehandlung, wie z. B. Polieren, kann erforderlich sein, um die Ästhetik zu verbessern und eventuelle Kratzer aus dem Bearbeitungsprozess zu entfernen. Andere Veredelungsverfahren können auch Galvanisieren, Eloxieren, Lackieren, Verchromen, Schwärzen, Galvanisieren, Bürsten und Drucken auf Wasserbasis sein. Für jede dieser Veredelungen wird ein Aufpreis auf den Endpreis des Produkts erhoben.
Kosten der Gussform
In einigen Produktionsfällen ist die Verwendung von Standardwerkzeugen nicht sinnvoll, so dass kundenspezifische Werkzeuge erforderlich sind, was die Kosten für die Fertigung mit CNC-Maschinen ebenfalls erhöht.
Toleranzen
Auch bei der Herstellung von Produkten mit engen Toleranzen steigen die Kosten, da zur Fertigung von Teilen mit engen Toleranzen komplexe Maschinen erforderlich sind. Manchmal kann es notwendig sein, Löcher oder Aussparungen mit engen Toleranzen zu fertigen, was zu Graten auf der Oberfläche führen kann, deren Reduzierung länger dauert.
Menge
Der Umfang des Auftrags hat einen großen Einfluss auf die Kosten des Endprodukts. Es stimmt zwar, dass die Gesamtkosten steigen, wenn mehr Fertigteile benötigt werden, aber die Kosten pro Teil sinken.
Wie Sie bei den Kosten für die CNC-Bearbeitung sparen können
Berechnen Sie die Kosten für Ihre CNC Drehen, bevor Sie ein Projekt beginnen. Minimieren Sie die Kosten bei der Herstellung von Teilen mit CNC-Bearbeitungsverfahren. Die Kunden haben bestimmte feste Anforderungen, die nicht geändert werden können, aber es gibt dennoch verschiedene Möglichkeiten, die Bearbeitungskosten zu senken.
Menge – kleine Chargen von CNC-Teilen
Wenn Sie Teile in großen Mengen herstellen müssen, können Sie eine Menge Bearbeitungskosten sparen. Die Kosten pro Teil werden gesenkt, da Sie das gleiche Teil nur einmal entwerfen müssen. In diesem Fall müssen Sie die Maschinenkonfiguration für jedes Teil wiederholen, was ebenfalls die Produktionskosten senkt.
Materialien mit Bedacht wählen
Um die Kosten des Produkts zu senken, sollte der Auswahl der Materialien besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Materialien mit guten mechanischen Eigenschaften haben geringere Verarbeitungskosten. Berücksichtigen Sie die Funktionalität des Produkts und wählen Sie die besten verfügbaren Materialien aus, um die Benutzerfreundlichkeit zu gewährleisten. Es gibt einen Preisunterschied zwischen Kunststoff und Metall. Natürlich können Sie sich an Ihren Gestaltungswünschen orientieren und den Hersteller um weitere Ratschläge zur Materialauswahl bitten.
Optimieren Sie das Design
Wenn bestimmte Produktmerkmale die Funktion nicht beeinträchtigen, sollte die Konstruktion so optimiert werden, dass die Bearbeitung dieser Merkmale vermieden und damit die Produktionskosten gesenkt werden.
Apertur und Profil berücksichtigen – CNC-Präzisionsteile
Bei der Herstellung von CNC Drehmaschinen muss sichergestellt werden, dass die Komponenten des Teils (z. B. Bohrungen, Konturen, Schlitze, Gewinde usw.) mit den üblichen Standardwerkzeugen hergestellt werden können. Für kundenspezifische Loch- und Gewindegrößen werden sehr teure Spezialwerkzeuge benötigt. Im Internet finden sich zahlreiche Hinweise auf Standardgrößen, die in der zerspanenden Industrie verwendet werden.
Die Teilekonstruktion vermeidet dünnwandige und tiefe Hohlräume
Dünnwandige Teile und tiefe Kavitäten sind schwierig zu bearbeiten und oft anfällig für Maßfehler. Diese Teilemerkmale verursachen oft Vibrationen und führen manchmal zu Ausschuss.
Vermeiden Sie nach Möglichkeit die Forderung nach sehr engen Toleranzen.
Teile mit engen Toleranzen sind schwieriger zu beschaffen und daher teurer. Kontrollieren Sie die Abmessungen nur, wenn die Gesamtfunktionalität des Teils dies erfordert. Ein Ratschlag, den wir Ihnen geben können, ist, die Teile so zu konstruieren, dass sie einen gemeinsamen Bezugspunkt oder Nullpunkt haben. Das hilft sowohl Ihnen als auch dem Mechaniker. Zum einen werden die Maßkontrollen, die an dem Teil durchgeführt werden müssen, auf ein Minimum reduziert, und zum anderen verringert der Mechaniker die Prüfzeit, was wiederum die Kosten senkt.
Wenn sich Komplexität nicht vermeiden lässt, ersetzen Sie einen Teil dieser Komplexität durch eine modulare Komponente.
Wenn ein Teil zu komplex wird, ist es sinnvoll, das ganze Teil für die Montage in Komponenten aufzuteilen. Dies erleichtert und vereinfacht die Handhabung. Dadurch werden die Rüstzeiten erheblich reduziert, die Bearbeitungsvorgänge verkürzt und die Bearbeitungszeit optimiert. Diese Strategie wird von Konstrukteuren häufig eingesetzt, um die Herstellbarkeit von Teilen zu verbessern und die Produktionskosten zu senken.