Auch wenn die heutige 3D-Drucktechnologie immer ausgefeilter wird, ist die CNC-Bearbeitung immer noch unersetzlich. Die CNC-Bearbeitung von Metall- oder Kunststoffteilen ist eine effiziente und wirtschaftliche Methode. Wenn Ihr nächstes Projekt CNC-Bearbeitungsteile verwendet, werden die Kosten für die CNC-Bearbeitung für Sie ein Thema von größerer Bedeutung sein. Die Berechnung der Kosten für die CNC-Bearbeitung ist schwierig, da der Preis von verschiedenen Faktoren abhängt. Beispielsweise liegen die durchschnittlichen Kosten für die CNC-Bearbeitung in Europa oder den Vereinigten Staaten bei 35 bis 150 US-Dollar pro Stunde. Bei AN-Prototype, einem führenden CNC-Bearbeitungsbetrieb in China, sind jedoch niedrigere Preise erhältlich. Die Kosten betragen nur 10 bis 30 US-Dollar pro Stunde für die 3-Achsen-CNC-Bearbeitung, 4-Achsen-CNC-Bearbeitung und 5-Achsen-Bearbeitung. In diesem Artikel untersuchen wir die Faktoren, die die Kosten der CNC-Bearbeitung beeinflussen, vermitteln Ihnen wertvolles Wissen über Kostenüberlegungen, Materialauswahl und Optimierungskosten und unterstützen Sie bei der Schätzung der Kosten eines kundenspezifischen CNC-Teils oder -Prototyps.
CNC-Bearbeitung ist ein vielseitiger subtraktiver Herstellungsprozess, der computergestützte numerische Steuerung nutzt (CNC) Maschinen zum Entfernen von Material von einem Werkstück. Bei diesem Verfahren werden rotierende Schneidwerkzeuge verwendet, um Materialien aus Metall oder Kunststoff zu schneiden und so präzise, komplexe Teile herzustellen. CNC-Fräsen kann in zahlreichen Branchen eingesetzt werden, darunter Luft- und Raumfahrt, Automobil, Elektronik, Medizin und mehr. Von komplexen Prototypen bis hin zur Großserienfertigung bietet die CNC-Bearbeitung Genauigkeit, Wiederholbarkeit und Konsistenz. Derzeit ist die CNC-Bearbeitung von Prototypenteilen nach wie vor das beliebteste Verfahren.
Faktoren, die die CNC-Bearbeitungskosten beeinflussen
Die CNC-Bearbeitung ist ein komplexer Prozess mit verschiedenen Aspekten, die sich direkt auf die Gesamtkosten auswirken. Bevor Sie die Kosten für die CNC-Bearbeitung berechnen können, müssen Sie zunächst verstehen, von welchen Hauptfaktoren die Kosten abhängen. Lassen Sie uns die Hauptfaktoren untersuchen, die die Verarbeitungskosten beeinflussen:
CNC-Werkzeugmaschinen und Kosten für CNC-Werkzeugmaschinen
Der Typ der verwendeten CNC-Maschine spielt eine wichtige Rolle bei den Kosten des Bearbeitungsprozesses. Teile, die auf einer 3-Achsen-CNC-Fräse oder Drehmaschine bearbeitet werden, sind wirtschaftlicher als Teile, die auf einer 4- oder 5-Achsen-CNC-Fräse bearbeitet werden. Zwei Faktoren beeinflussen die Kosten der CNC-Bearbeitung: die Vorabinvestition für den Kauf einer CNC-Maschine und deren voraussichtliche jährliche Nutzung (normalerweise etwa 5,000 Stunden). CNC-Bearbeitungsdienstleister ermitteln die Stundenkosten jeder CNC-Werkzeugmaschine, indem sie den Preis der CNC-Werkzeugmaschine durch die gesamten jährlichen Nutzungsstunden dividieren. Die folgende Tabelle vergleicht die Preise verschiedener Arten von CNC-Werkzeugmaschinen.
CNC Maschine | Beschreibung | Ungefähre Preisspanne (USD) |
CNC-Fräsmaschine | Wird für Fräs- und Bohrarbeiten an Metall- oder Kunststoffprototypen verwendet | $8,000 - $ 80,000 |
CNC-Drehmaschine | Wird hauptsächlich zum CNC-Drehen runder Strukturteile verwendet | $12,000 - $ 50,000 |
CNC-Fräser | Ideal zum Schneiden weicherer Materialien wie Schaumstoff oder Holz | $2,500 - $ 30,000 |
CNC-Plasmaschneider | Wird zum Schneiden von Metall und anderen Materialien verwendet | $10,000 - $ 40,000 |
CNC-Laserschneider | Präzisionsschneidwerkzeug für verschiedene Materialien | $15,000 - $ 80,000 |
3-Achsen-CNC-Maschine | Die beliebtesten CNC-Maschinen dienen der Herstellung von Metall- oder Kunststoffteilen | $20,000 - $ 100,000 |
4-Achsen-CNC-Maschine | Spart viel Zeit bei der Bearbeitung von Prototypenteilen mit komplexen Strukturen | $50,000 - $ 200,000 |
5-Achsen-CNC-Maschine | Fortschrittliche CNC-Maschine zur Herstellung von Teilen mit komplexen Geometrien | $75,000 - $ 500,000 |
CNC-Schweizer Maschine | Spezialisiert auf Präzision und komplexe Kleinteile | $25,000 - $ 120,000 |
CNC-Schleifmaschine | Wird für die Oberflächenbearbeitung verwendet | $10,000 - $ 100,000 |
Wenn Ihr CNC-Projekt ein knappes Budget hat, ist AN-Prototype eine CNC-Bearbeitungswerkstatt, die eine Überlegung wert ist. AN-Prototype investiert jedes Jahr in Präzisionswerkzeugmaschinen, verbessert kontinuierlich fortschrittliche Technologie und exquisite Handwerkskunst und kombiniert perfekt Kosteneffizienz und hochwertige Fertigung. Interne, optimierte Prozesse gewährleisten wettbewerbsfähige Preise bei gleichzeitiger Beibehaltung hervorragender Qualitätsstandards und machen sie ideal für eine Vielzahl von CNC-Bearbeitungsdienstleistungen.
3-Achsen-, 4-Achsen- oder 5-Achsen-CNC-Bearbeitungsdienstleistungen?
Wenn ein Maschinist über die Herstellung eines CNC-Teils nachdenkt, denkt er als Erstes darüber nach, welche CNC-Maschine er für die Bearbeitung des Teils wählen soll. Typische Kosten für den Einsatz einzelner CNC-Maschinen mit AN-Prototype.
Typischerweise betragen die Gesamtkosten pro Stunde für 3-Achsen-CNC-Fräsdienstleistungen reicht von 5 bis 15 Dollar.
Allerdings sind die Gesamtkosten pro Stunde für 4-bzw 5-Achsen-CNC-Bearbeitung liegt zwischen 15 und 25 US-Dollar.
Da diese Mehrachsenmaschinen höhere Werkzeugkosten und komplexere Vorgänge verursachen, ist die CNC-Bearbeitung teurer. Die CNC-Bearbeitungspreise in Europa oder den Vereinigten Staaten sind im Allgemeinen zwei- bis dreimal höher als in China. Beispielsweise kostet die 2-Achsen-CNC-Bearbeitung normalerweise 3 bis 3 US-Dollar pro Stunde, während die 15- oder 50-Achsen-CNC-Bearbeitung 4 bis 5 US-Dollar pro Stunde kostet. Egal wohin Sie gehen, die Kosten für das CNC-Drehen sind relativ niedrig. Die Kosten von CNC-Drehmaschinen sind nicht nur niedriger, sondern auch die Bedienung von CNC-Drehmaschinen ist einfacher.
AN-Prototyp – Berechnung der 3-Achsen-CNC-Bearbeitungskosten
Als Beispiel nimmt AN-Prototype das CNC-Projekt Ende Dezember 2023. Ein kleines Aluminiumteil und ein Edelstahlteil derselben Größe (152*142*80), Vergleich der Kosten und Bearbeitungszeit der CNC-Bearbeitung.
Nein. | Werkstoff | Farbe | quantity | Einzelpreis | VorlaufzeitTage | KostenersparnisAb 1x |
1 | Aluminium | Wie bearbeitet | 1 | $198.00 | 5 | - |
2 | Aluminium | Wie bearbeitet | 10 | $86.37 | 7 | -56.37% |
3 | Aluminium | Wie bearbeitet | 100 | $75.90 | 12 | -61.67% |
4 | Aluminium | Wie bearbeitet | 1000 | $72.18 | 32 | -63.54% |
5 | Edelstahl | Wie bearbeitet | 1 | $256.00 | 5 | - |
6 | Edelstahl | Wie bearbeitet | 10 | $108.32 | 7 | -57.68% |
7 | Edelstahl | Wie bearbeitet | 100 | $88.20 | 15 | -65.62% |
8 | Edelstahl | Wie bearbeitet | 1000 | $85.98 | 30 | -66.79% |
für CNC gefräste Aluminiumteilekönnen wir sehen, dass wir von 1 Teil bis 100 Teilen -56.37 % des Stückpreises einsparen können. 100 Teile und 1,000 Aluminiumteile können nur 1.8 % der Stückpreiskosten einsparen. Dies zeigt, dass eine Erhöhung der Teileanzahl die Kosten eines einzelnen Teils erheblich senken kann, der wirtschaftliche Nutzen jedoch bei größeren Teilemengen abnimmt. Am kostengünstigsten sind Teile, die in Kleinserien gefertigt werden. Dies erklärt, warum Ingenieure bei der Herstellung von Teilen in großen Stückzahlen alternative Fertigungsmethoden wie Druckguss wählen. Von 1 Teil auf 10 Teile erhöhte sich die CNC-Bearbeitungszeit nur um 2 Tage, der Preis jedes Teils wurde jedoch deutlich um 56.37 % gesenkt. Dies liegt daran, dass der Arbeitsaufwand zum Einrichten von Artikeln vor der CNC-Bearbeitung (Vorbereitung von Materialien, CNC-Programmierung, Kauf von Werkzeugen usw.) ähnlich ist, unabhängig davon, ob Sie 1 Teil oder 10 Teile bearbeiten.
CNC-bearbeitete Edelstahlteile folgen mengenmäßig dem gleichen Trend. Von 1 Teil auf 100 Teile beträgt die Kostenersparnis jedoch 57.68 % und bei der Verarbeitung von 1000 Teilen beträgt die Ersparnis noch einmal 1 %. Es ist zu beachten, dass Edelstahl bei der CNC-Bearbeitung je nach Komplexität des Teils etwa zwei- bis dreimal teurer ist als Aluminium. Dies liegt daran, dass die Kosten für Edelstahlmaterialien höher sind und Edelstahl härter ist und den Verschleiß der Werkzeuge erhöht.
AN-Prototyp – Kosten der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung
Nein. | Werkstoff | Farbe | quantity | Einzelpreis | VorlaufzeitTage | KostenersparnisAb 1x |
1 | Aluminium | Wie bearbeitet | 1 | $489.36 | 7 | - |
2 | Aluminium | Wie bearbeitet | 10 | $215.98 | 7 | -55.86% |
3 | Aluminium | Wie bearbeitet | 100 | $139.65 | 15 | -71.46% |
4 | Aluminium | Wie bearbeitet | 1000 | $116.75 | 30 | -76.14% |
Aus der Tabelle können wir ersehen, dass die Teilemenge für die 5-Achsen-Bearbeitungskosten sehr wichtig ist. Die Stückpreiskosten von 1 Teil auf 10 Teile wurden um 55.86 % gesenkt. Die Zeit für die CNC-Bearbeitung bleibt jedoch gleich. Durch die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung von 1,000 Teilen können 71.46 % der Kosten eingespart werden. Für Teile mit sehr komplexen Strukturen ist häufig ein 5-Achsen-CNC-Bearbeitungszentrum erforderlich, und fortgeschrittene CNC-Programmierer benötigen viel Zeit für die erste Einrichtung/Programmierung. Sobald die erste Einrichtung für die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung abgeschlossen ist, dauert die Herstellung weiterer Teile nur noch wenig Zeit.
AN-Prototyp – CNC-Drehkosten
Nein. | Werkstoff | Farbe | quantity | Einzelpreis | Vorlaufzeit Tage | KostenersparnisAb 1x |
1 | Aluminium | Wie bearbeitet | 1 | $22.90 | 3 | - |
2 | Aluminium | Wie bearbeitet | 100 | $3.60 | 4 | -84.27% |
3 | Aluminium | Wie bearbeitet | 1000 | $0.96 | 7 | -95.80% |
4 | Aluminium | Wie bearbeitet | 10000 | $0.95 | 12 | -95.85% |
5 | Edelstahl | Wie bearbeitet | 1 | $28.00 | 3 | - |
6 | Edelstahl | Wie bearbeitet | 100 | $5.68 | 3 | -81.62% |
7 | Edelstahl | Wie bearbeitet | 1000 | $1.98 | 7 | -93.94% |
8 | Edelstahl | Wie bearbeitet | 10000 | $1.89 | 15 | -94.05% |
Für die Massenfertigung ist das CNC-Drehen eine ideale Bearbeitungsmethode. Die Daten zeigen, dass durch die Erhöhung der Aluminiumteile von 1 auf 100 84.27 % der Kosten eingespart werden können, ohne die CNC-Drehzeit zu beeinträchtigen. Das liegt daran, dass das CNC-Drehen ein schneller Prozess ist, sodass der Übergang von 1 auf 100 nicht viel zusätzlichen Arbeitsaufwand erfordert, sobald die Ingenieure das Programm eingerichtet haben. Eine Erhöhung der Anzahl der Drehteile auf 1,000 reduziert den Preis erheblich um 95.8 %, eine Erhöhung auf 10,000 macht die Kosteneinsparungen jedoch vernachlässigbar, da die Effizienz der CNC-Fertigung vollständig optimiert ist. Die Kostenreduzierung beim CNC-Drehen von Edelstahl ist ähnlich wie bei Aluminium. Allerdings kosten Edelstahl-Rohstoffe mehr, sodass der Einstiegspreis höher ist. Das CNC-Drehen ist eine schnellere Bearbeitungsmethode als die 3-Achsen-CNC-Bearbeitung.
Materialkosten und ihre Verarbeitbarkeit
Das Material eines CNC-Bearbeitungsprojekts spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Kosten. Das Material selbst ist mit Kosten verbunden, und auch die Schwierigkeit der Verarbeitung des Materials ist ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung der Kosten. AN-Prototype fasst häufig verwendete CNC-Materialien und ihre ungefähren Kosten zusammen:
Aluminium: Aluminium ist das beliebteste Metallmaterial, da es leicht, bearbeitbar und günstig ist. Es wird häufig in der Automobil-, Medizin-, Luft- und Raumfahrt-, Fahrrad- und anderen Industrien eingesetzt. Aluminium kostet je nach Qualität und benötigter Menge zwischen 1 und 6 US-Dollar pro Pfund. Aufgrund seiner geringen Kosten und seiner sehr guten Bearbeitbarkeit ist Aluminium 6061 mit Abstand das kostengünstigste Metallmaterial für die Herstellung von Metallprototypen.
Stahl: Stahl bietet Haltbarkeit, hohe Festigkeit und eine Vielzahl von Sorten und Oberflächenoptionen. Die Stahlkosten schwanken stark und hängen von Faktoren wie Legierungszusammensetzung, Größe und Teilekomplexität ab. Im Durchschnitt kostet Stahl zwischen 0.30 und 6 US-Dollar pro Pfund.
Edelstahl: Edelstahl ist für seine Korrosionsbeständigkeit und Ästhetik bekannt und wird häufig in Branchen wie Medizin, Lebensmittelverarbeitung, Sport, Luft- und Raumfahrt und mehr verwendet. Die Preise für Edelstahl liegen je nach Qualität und benötigter Menge zwischen 2 und 20 US-Dollar pro Pfund.
Messing: Messing wird wegen seines schönen Aussehens und seiner hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit geschätzt. Es kann für Musikinstrumente, Sanitärarmaturen und dekorative Hardware verwendet werden. Messing kostet normalerweise etwa 3 bis 10 US-Dollar pro Pfund.
Kunststoff: Kunststoffmaterialien wie ABS, Acryl und Nylon sind vielseitig und erschwinglich. Sie werden häufig in Branchen wie der Elektronik-, Automobil- und Konsumgüterbranche eingesetzt. Die Kosten für Kunststoffmaterialien variieren je nach Art und benötigter Menge, liegen jedoch normalerweise zwischen 1 und 7 US-Dollar pro Pfund.
Werkstoff | Oberflächenfinish | quantity | Stückpreis (geschätzt) | Vorlaufzeit (geschätzt) |
Aluminium | Wie bearbeitet | 1 | $30 - $ 80 | 1 - 5 Tage |
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| 10 | $15 - $ 35 | 3 - 10 Tage |
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| 100 | $10 - $ 30 | 7 - 15 Tage |
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| 1000 | $5 - $ 20 | 15 - 30 Tage |
Edelstahl | Wie bearbeitet | 1 | $30 - $ 80 | 3 - 7 Tage |
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| 10 | $25 - $ 50 | 7 - 10 Tage |
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| 100 | $20 - $ 40 | 10 - 20 Tage |
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| 1000 | $15 - $ 30 | 20 - 30 Tage |
Stahl | Wie bearbeitet | 1 | $25 - $ 45 | 1 - 5 Tage |
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| 10 | $20 - $ 40 | 5 - 10 Tage |
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| 100 | $15 - $ 30 | 10 - 20 Tage |
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| 1000 | $10 - $ 30 | 20 - 30 Tage |
Messing | Wie bearbeitet | 1 | $20 - $ 40 | 2 - 5 Tage |
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| 10 | $15 - $ 40 | 5 - 7 Tage |
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| 100 | $10 - $ 30 | 7 - 1 Tage |
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| 1000 | $10 - $ 25 | 15 - 20 Tage |
Kupfer | Wie bearbeitet | 1 | $25 - $ 50 | 3 - 7 Tage |
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| 10 | $20 - $ 40 | 7 - 10 Tage |
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| 100 | $15 - $ 35 | 10 - 20 Tage |
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| 1000 | $10 - $ 30 | 20 - 30 Tage |
ABS | Wie bearbeitet | 1 | $10 - $ 30 | 2-5 Tage |
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| 10 | $5 - $ 30 | 5-7 Tage |
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| 100 | $5 - $ 20 | 7-10 Tage |
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| 1000 | $5 - $ 10 | 10-20 Tage |
Nylon | Wie bearbeitet | 1 | $10 - $ 30 | 2-5 Tage |
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| 10 | $10 - $ 20 | 5-10 Tage |
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| 100 | $5 - $ 20 | 10-15 Tage |
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| 1000 | $5 - $ 15 | 15-20 Tage |
POM (Delrin) | Wie bearbeitet | 1 | $20 - $ 60 | 2-5 Tage |
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| 10 | $20 - $ 50 | 5-10 Tage |
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| 100 | $10 - $ 40 | 10-15 Tag |
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| 1000 | $10 - $ 20 | 15-20 Tage |
Die mechanischen Eigenschaften bestimmen, wie leicht sich ein Material schneiden lässt. Je höher die Bearbeitbarkeit, desto schneller kann die CNC-Bearbeitung durchgeführt werden, was die Fertigungszeit verkürzt und somit die Kosten senkt. Die Verarbeitbarkeit hängt von den physikalischen Eigenschaften des jeweiligen Materials ab. Generell gilt: Je weicher und duktiler eine Metalllegierung ist, desto einfacher lässt sie sich verarbeiten. Im Vergleich zu C360-Messing sind die Kosten für Edelstahl 316 beispielsweise höher. Daher eignen sich teurere Metallteile besser für die Massenproduktion. In diesem Fall kommen Skaleneffekte zum Tragen, da kürzere CNC-Bearbeitungszeiten höhere Materialkosten ausgleichen. Was Kunststoffe angeht, kosten ABS, Nylon und PTFE ungefähr das Gleiche wie Aluminium 6061. PEEK, das häufig in medizinischen Prototypenteilen verwendet wird, ist ein sehr teures Kunststoffmaterial, und die entsprechenden Prototypenteile sind auch teurer.Es ist wichtig sich das zu merken Bei diesen Kostenschätzungen handelt es sich um Näherungswerte, die je nach Marktbedingungen und spezifischen Projektanforderungen variieren können.
CNC-Bearbeitungszeit
Zeit ist teurer als jeder andere Faktor. Je länger die CNC-Bearbeitungszeit ist, desto höher sind die entsprechenden Kosten. Die CNC-Bearbeitung kann in CNC-Drehen und CNC-Fräsen unterteilt werden, und die Berechnung der Bearbeitungszeit der beiden Prozesse ist unterschiedlich. Um Ihnen zu helfen, die CNC-Bearbeitungszeit besser zu verstehen, hat AN-Prototype die auf jahrelanger Erfahrung basierende Formel für die Bearbeitungszeit zusammengefasst.
CNC-Drehzeit berechnen:
Und die durchschnittliche Drehzahl kann mit der folgenden einfachen Formel berechnet werden:
CNC-Fräszeit berechnen:
Arbeitskosten für die CNC-Bearbeitung
Auch wenn durch die CNC-Bearbeitung manuelle Arbeit entfällt, werden immer noch Bediener benötigt, und Sie müssen auch deren Einkommen berücksichtigen. Wenn das Prototypteil schwierig zu bearbeiten ist und das Fachwissen eines fortgeschritteneren, ausgebildeten Maschinenschlossers erfordert, steigen die entsprechenden Kosten. Diese zusätzlichen Fähigkeiten und Erfahrungen sind mit Kosten verbunden, da sie in erster Linie aus praktischen Erfahrungen und nicht aus formaler Bildung und Ausbildung stammen. Die Arbeitskosten der CNC-Bearbeitung setzen sich aus drei Teilen zusammen:
Programmierung:
Da die CNC-Programmierung mit der Digitalisierung einhergeht und professionelle Programmierer erfordert, sind ihre Arbeitskosten sehr hoch und höher als die Kosten jeder anderen Arbeitskraft. Typischerweise stellen Prototypenhersteller einen oder mehrere CNC-Programmierer ein. Bevor sie die Teile bearbeiten, prüfen sie sorgfältig Ihre 3D-Zeichnungen und entscheiden, welche CNC-Maschine zum Einsatz kommt. Darüber hinaus müssen Programmierer CAD-Dateien in Dateien konvertieren, die von CNC-Werkzeugmaschinen gelesen werden können, beispielsweise CAM-Dateien.
Einstellungen:
Nach der Umstellung von CAD auf CAM benötigen Sie außerdem einen Bediener, der die CNC-Maschine bedienen kann, um das beste Endergebnis für das Prototypteil zu erzielen und sicherzustellen, dass jedes Teil so funktioniert, wie es soll. Gleichzeitig misst der Bediener nach jedem Prozess die Teile mit einem Messschieber oder Mikrometer, um die Genauigkeit der Teile sicherzustellen, bis die Teile verarbeitet werden. Dieser Erkennungsprozess kann Dutzende Male dauern.
Qualitätskontrolle:
Die Qualität der verschiedenen CNC-Bearbeitungsdienstleister variiert, aber jede CNC-Bearbeitungswerkstatt verfügt über ein Qualitätsprüfteam, um sicherzustellen, dass CNC-gefertigte Teile die Erwartungen der Kunden erfüllen können.
Komplexität des Prototypenteildesigns
Die Komplexität des Prototypendesigns ist ein weiterer wichtiger Faktor, der die Kosten der CNC-Bearbeitung beeinflusst. Teile unterschiedlicher Komplexität erfordern unterschiedliche Fertigungsmethoden. Beispielsweise erfordern Prototypen mit komplexen Geometrien eine komplexe CNC-Programmierung und präzise Steuerung, erfordern längere Bearbeitungszeiten und erfordern sogar den Einsatz teurerer 5-Achsen-CNC-Bearbeitungszentren. Enge Toleranzen und komplexe Strukturmerkmale erfordern spezielle Werkzeuge und Methoden. Der Aufwand dieser speziellen Bearbeitungsmethode ist sehr hoch. Prototypenmerkmale wie scharfe Innenecken, tiefe Hohlräume oder dünne Wände können die Kosten für die CNC-Bearbeitung erhöhen. Größere Prototypenteile erfordern mehr Rohstoffe und Zeit und sind daher teurer als kleinere Teile. Je komplexer daher das Prototypendesign ist, desto größer sind die Auswirkungen auf die CNC-Bearbeitungskosten, die durch eine Kombination von Faktoren wie dem Einsatz fortschrittlicher mehrachsiger CNC-Bearbeitungszentren, qualifizierter Arbeitskräfte und langer CNC-Bearbeitungszeiten verursacht werden.
Anzahl der CNC-bearbeiteten Teile
Die Menge hat einen großen Einfluss auf die CNC-Bearbeitungskosten. Mit zunehmendem Produktionsvolumen kommen Skaleneffekte ins Spiel, die zu geringeren Kosten pro Prototypenteil führen, da Fixkosten wie Einrichtung, Bearbeitungszeit, Personallöhne usw. auf mehr Einheiten verteilt werden. Bei der Großserienproduktion sind die Rüstkosten pro Teil deutlich geringer, was eine effizientere Nutzung der Rüstzeit und eine Senkung der Gesamtkosten ermöglicht. Umgekehrt bedeutet ein Prototypenteil, dass die Einrichtungskosten und die Zeit einen größeren Prozentsatz der Gesamtkosten ausmachen und somit die Kosten steigen. Bei der CNC-Bearbeitung ist das richtige Gleichgewicht zwischen Durchsatz und Rüsteffizienz entscheidend. Hersteller waren auf der Suche nach einem Produktionsvolumen, das von Skaleneffekten profitiert, ohne zu Überbeständen zu führen. Daher ist die Optimierung des Durchsatzes eine Strategie, die einen erheblichen Einfluss auf die Kosten von CNC-bearbeiteten Teilen hat.
Oberflächenbehandlung
Die Oberflächenfinish eines Teils bezieht sich auf die Textur und das Aussehen seiner Oberfläche und ist entscheidend für Funktionalität und Ästhetik. Die Kosten für die Oberflächenbehandlung hängen vom Zeit- und Arbeitsaufwand ab, der erforderlich ist, um den Bearbeitungsvorgang abzuschließen und den gewünschten Effekt zu erzielen. Komplexere Endbearbeitungen erfordern zusätzliche Bearbeitungsvorgänge, Spezialwerkzeuge und mehr Zeit, was zu höheren Kosten führt. Stattdessen ist eine einfachere Ausführung kostengünstiger. Bestimmte Oberflächenbehandlungen wie Polieren und Plattieren können zeitaufwändig sein und spezielle Geräte erfordern, was die Kosten erhöht. Andere Oberflächenbehandlungen wie Sandstrahlen und Eloxieren sind hingegen schneller und daher kostengünstiger. Das Abwägen der erwarteten Ergebnisse mit den Kostenauswirkungen ist bei der Design- und Fertigungsplanung von entscheidender Bedeutung, insbesondere bei Materialien, die spezielle Endbearbeitungstechniken erfordern. Die folgende Tabelle zeigt die Kosten und Lieferzeiten für verschiedene Oberflächenbehandlungen für bearbeitete Aluminiumteile.
Werkstoff | Oberflächenfinish | quantity | Unite-Preis (geschätzt) | Vorlaufzeit (geschätzt) |
Aluminium | Wie bearbeitet | 1 | $10 - $ 25 | 1 - 5 Tage |
Aluminium | Eloxieren | 1 | $10 - $ 30 | 2 - 5 Tage |
Aluminium | Perlenstrahlen | 1 | $10 - $ 30 | 2 - 6 Tage |
Aluminium | Polieren | 1 | 15 USD - 30 USD | 3 - 7 Tage |
Aluminium | Perlengestrahlt + eloxiert | 1 | $15 - $ 40 | 3 - 7 Tage |
Aluminium | Bürsten | 1 | $15 - $ 45 | 3 - 7 Tage |
Aluminium | Pulverbeschichtung | 1 | $25 - $ 50 | 4 - 7 Tage |
Aluminium | Galvanotechnik | 1 | $30 - $ 60 | 5 - 10 Tage |
Aluminium | Spiegel poliert | 1 | $40 - $ 80 | 7 - 10 Tage |
Wie Sie der Tabelle entnehmen können, ist Spiegelpolieren die teuerste Oberflächenbehandlung. Es handelt sich um einen sehr zeitaufwändigen manuellen Prozess und erfordert außerdem die Verwendung höherwertiger Aluminiumsorten wie AL7075, was die Kosten des Prototypteils weiter erhöht. Eloxieren ist ein relativ kostengünstiger Oberflächenbehandlungsprozess, weshalb Eloxieren die beliebteste Oberflächenbehandlungsdienstleistung für Aluminiumteile ist. Die Wirkung des Sandstrahlens ist besser und die entsprechenden Teilekosten steigen um etwa 10 %.
CNC-Bearbeitung vs. 3D-Druckkosten
Die Kosten des 3D-Drucks sind in der Regel direkt proportional zur Anzahl der hergestellten Prototypen. Im Gegensatz dazu sinken bei der CNC-Bearbeitung die Kosten pro Prototypeneinheit typischerweise mit zunehmender Produktionsmenge, da mehrere Teile effizienter aus demselben Block (oder einem etwas größeren Block) hergestellt werden können. Bei hochkomplexen Designs ist die CNC-Bearbeitung möglicherweise nicht so kosteneffektiv wie der 3D-Druck. Dies liegt daran, dass die Komplexität des Prozesses mehr Fachwissen sowie fortschrittliche CNC-Maschinen und Werkzeuge erfordert. Und egal wie komplex das Teil ist, der 3D-Druck kann die Kosten relativ stabil halten. Da es sich beim 3D-Druck um einen Schicht-für-Schicht-Prozess handelt, hat die Komplexität des Designs keinen wesentlichen Einfluss auf die Kosten. Wenn Sie den Kostenunterschied zwischen beiden verstehen, können Sie fundierte Entscheidungen darüber treffen, welcher Herstellungsprozess für Ihr spezifisches Projekt möglicherweise kostengünstiger ist. Um besser zu verstehen, wie Sie die Kosten für den 3D-Druck berechnen können, wenden Sie sich noch heute an das Ingenieurteam von AN-Prototype.
Tipps zur Reduzierung der CNC-Bearbeitungskosten
Die Reduzierung der CNC-Bearbeitungskosten erfordert eine Kombination aus optimiertem Design, Materialauswahl und Herstellungsprozessen. Hier sind einige Tipps, die Ihnen helfen, Ihre CNC-Bearbeitungskosten zu minimieren:
Optimieren Sie Ihre Designs: Komplexe Konstruktionen und enge Toleranzen erfordern häufig fortschrittlichere CNC-Maschinen und Werkzeuge sowie längere Programmierzeiten und anspruchsvollere Arbeitskräfte. Durch die Reduzierung unnötiger Merkmale oder komplexer Geometrien und die Einhaltung der ISO2768-M-Toleranzstandards können die Kosten erheblich gesenkt werden.
Verwenden Sie kompatible Materialalternativen: CNC-Bearbeitungsverfahren sind mit einer Vielzahl von Materialien kompatibel. Erkunden Sie insbesondere in der Prototyping-Phase kompatible, kostengünstige Materialien, die den Zweck erfüllen, ohne Kompromisse bei der Qualität einzugehen.
Vermeiden Sie mehrere Nachbearbeitungsvorgänge: Proof-of-Concept-Prototypen erfordern in der Regel keine sorgfältige Oberflächenveredelung und umfangreiche Oberflächenbehandlung. Eliminieren Sie unnötige Schritte und versuchen Sie, fehlende Elemente direkt in das endgültige Design zu integrieren.
Bestellung in Chargen: Erwägen Sie die Produktion von Teilen in großen Mengen. Die CNC-Bearbeitung profitiert von Skaleneffekten. Die Herstellung von mehr Teilen in kleineren Chargen reduziert die Einrichtungskosten pro Teil und senkt dadurch die Gesamtkosten.
Inhouse vs. ausgelagert: Es lohnt sich, darüber nachzudenken, Ihr CNC-Projekt an eine CNC-Bearbeitungswerkstatt in China auszulagern. CNC-Bearbeitungsdienstleistungen in China sind so günstig, dass sie eine Überlegung wert sind, aber ob sie die Qualität garantieren können, ist ein Problem? In diesem Fall raten wir Ihnen, den Ruf des Unternehmens zu recherchieren, Bewertungen zu prüfen oder direkt mit dem Unternehmen Kontakt aufzunehmen.
Holen Sie sich einen Kostenvoranschlag: Bereiten Sie Ihren CNC-Bearbeitungsprozess vor, senden Sie erste Zeichnungen, um ein Vorverkaufsangebot zu erhalten, und bitten Sie dann um Rat. Oftmals können sie Bereiche aufzeigen, die verbessert oder geändert werden können, um unnötige Kosten zu reduzieren.
Schlussfolgerung
In diesem Blog werden die Faktoren, die sich auf die CNC-Bearbeitungskosten auswirken, ausführlich vorgestellt und anhand konkreter Fälle die Kosten für die Bearbeitung von Prototypenteilen demonstriert. Wie viel Budget benötigen Sie also für CNC-Teile? Laden Sie Ihr 3D-CAD in das Angebotstool von AN-Prototype hoch und markieren Sie die erforderliche Technologie, Materialien und Oberflächenbehandlungen, um ein kostenloses Angebot zu erhalten. Ein Experte unseres Engineering-Teams wird Ihnen innerhalb von 24 Stunden antworten.