•   Wtorek, 7 lutego 2023
Koła łańcuchowe

Jak obliczyć koszt obróbki i produkcji?

Obróbka CNC jest zasadniczo subtrakcyjną technologią wytwarzania prototypów i części. Oznacza to, że jej działanie będzie skutkowało usunięciem materiału. Proces ten możemy stosować na wielu materiałach, takich jak metale i tworzywa sztuczne. Toczenie i frezowanie CNC różni się od innych technologii produkcyjnych, które wykorzystują komputerowe sterowanie numeryczne. W obu przypadkach, zaczynamy od większego bloku materiału. Następnie tniemy go aż do uzyskania pożądanego produktu.

Obliczanie kosztów obróbki CNC obejmuje różne czynniki kosztowe, w tym robociznę, maszyny, złożoność, materiały i tak dalej. Obróbka CNC zapewnia jedną z najbardziej opłacalnych opcji dla produkcji na żądanie i jest bardzo praktyczna w obróbce metali i innych materiałów. Ale klienci nadal potrzebują dokładnych szacunków cenowych przed rozpoczęciem nowego projektu. Ten artykuł rozbije czynniki, które obliczają koszt obróbki CNC i dostarczy kilka wskazówek dla optymalizacji budżetu.

Obróbka CNC i związane z nią czynniki kosztowe

W branży obróbki CNC, jedna część A może być znacznie droższa niż inna część B. Chociaż część B może być mniejsza niż część A, może być droższa niż większa część A. To pokazuje, że cena nie zależy tylko od wielkości obróbki CNC. Głównie zależy od kombinacji różnych czynników, w tym pracy, kosztu maszyny, narzędzi, materiałów, ustawień i zużycia narzędzi. Trudno jest uzyskać dokładną ocenę każdej kategorii. Jednakże, proponując ostateczną cenę, powinieneś mieć ogólne zrozumienie tego, jak je kompilujemy.

Koszty materiałowe

Jest to bardzo ważny czynnik, który maszyniści biorą pod uwagę przy obliczaniu kosztów obróbki CNC. Ponieważ obróbka CNC jest procesem substrakcyjnym, często zużywa więcej materiałów niż produkt końcowy. Mechanik kupuje te materiały według bloku i oblicza cenę każdego bloku. Dwa główne materiały używane w obróbce CNC to metal i plastik. Przyjrzyjmy się bliżej obu z nich:

- Metal

Typowe rodzaje metalu używane w obróbce CNC to aluminium 6061, stal nierdzewna 303 i mosiądz C360. Maszyniści najczęściej używają aluminium 6061 ze względu na jego ekonomiczną cenę i dobrą obrabialność. Stal nierdzewna 303 i mosiądz C360 mają wyższą obrabialność, więc koszt jest wyższy.

- Tworzywa sztuczne

Ponieważ średnia cena materiałów masowych jest niższa, a także ze względu na niższą twardość i krótszy czas obróbki, tworzywa sztuczne używane do obróbki CNC są tańsze. Koszt masowy tworzyw sztucznych takich jak ABS, nylon 6 i POM (Delrin) jest mniej więcej taki sam jak aluminium 6061, chociaż ich koszt pojedynczego elementu może być nieco wyższy. Tworzywa takie jak PEEK są bardzo drogie i powinny być stosowane tylko wtedy, gdy jest to absolutnie konieczne.

W rezultacie, koszt produkcji twardszych materiałów jest wyższy niż innych materiałów z powodu słabej obrabialności. Ponadto, droższe rodzaje materiałów mogą być bardziej wytrzymałe i działać lepiej. Inżynierowie zajmujący się obróbką CNC mogą zdecydować się na użycie ABS i aluminium ze względu na ich wysoką obrabialność, podczas gdy stal nierdzewna i tytan są trudniejsze do obróbki.

Obróbka mechaniczna Koszt

Innym czynnikiem, który wpływa na koszt obróbki CNC jest rodzaj sprzętu, narzędzi lub maszyn używanych do produkcji. Idea jest taka, że im prostsza maszyna, tym niższy koszt jednostkowy czasu. Jest to oczywiste, ponieważ koszt produkcji zwykłych tokarek CNC jest niższy niż pionowych tokarek CNC, podczas gdy centra obróbcze CNC są droższe niż frezarki.

  • 3-osiowe i 5-osiowe frezarki i tokarki zapewniają elastyczność przy projektowaniu części o skomplikowanej geometrii i wąskich tolerancjach. Koszt obróbki zależy od rodzaju maszyny i liczby godzin pracy, zwykle nazywanych czasem maszynowym. Sklep ma ustalone stawki godzinowe za pracę różnych typów maszyn. Koszty te nie mają nic wspólnego z kosztami robocizny. Zalety każdej maszyny zależą od złożoności geometrycznej części. Przed wysłaniem projektu do warsztatu, projekt powinien być zoptymalizowany tak bardzo, jak to możliwe.

Cechy części

Cechy części odnoszą się do kształtu geometrycznego i złożoności projektu. Dla części o skomplikowanych cechach, wymagany jest dłuższy czas programowania, czas pracy i czas ustawiania. Biorąc pod uwagę złożoność części, jeśli projekt części jest skomplikowany, proces obróbki będzie trudniejszy. Złożone części mogą również wymagać specjalistycznych narzędzi, wielu ustawień i maszyn do produkcji, co zwiększa koszt produktu końcowego. Korzystne jest maksymalne uproszczenie projektu, aby obniżyć koszt każdej części. Uprość projekt poprzez wyeliminowanie zbędnych funkcji. W niektórych przypadkach bardziej opłacalne może być podzielenie projektu na wiele części, a następnie zmontowanie ich.

Koszty pracy

Po ustawieniu maszyny CNC, prawie żadna ręczna interwencja nie jest wymagana. Maszynista, inżynier lub programista musi wykonać pewne kroki. Obejmują one:

Programowanie:

Ta część kosztów pracy jest najdroższa, ponieważ obejmuje koszty projektowania i koszty cyfrowe. Musisz zlecić swój produkt projektantowi, aby stworzyć plik CAD. Możesz ominąć to, robiąc to samemu. Następny jest inżynier produkcji, który sprawdzi powtarzalność Twojego projektu i podpowie jak go ulepszyć. Ostatnią osobą jest programista, który konwertuje pliki CAD na pliki CAM, aby pomóc obrabiarkom CNC zrozumieć projekt. Cała ta wiedza ma swoją cenę. Niektóre technologie AutoCAM automatycznie programują ścieżkę narzędzia, co znacznie zmniejsza zależność od pracy na tym etapie produkcji.

Setup:

Mechanik ustawi maszynę do produkcji. Ktoś musi zawsze wyciąć półfabrykat, umieścić go w uchwycie przedmiotu obrabianego, a następnie załadować narzędzie do zmieniarki narzędzi. Koszt zależy od liczby i złożoności produkowanych części.

Kontrola jakości:

Jak mówi stare powiedzenie... "Dostajesz to, za co płacisz". Cena, którą naliczają firmy posiadające certyfikat ISO 9001 nieznacznie wzrasta, co odzwierciedla fakt, że każda obrabiana część musi przejść dodatkowe kontrole jakości przed wysyłką.

Pracując z firmą, która naprawdę dba o jakość i posiada solidny proces zapewnienia jakości (taką jak SANS Machining), można zauważyć różnicę pomiędzy zaledwie 1% kontrolowanych partii a 100% partii. Jest to doskonały przykład na to, że "dostajesz to, za co płacisz".

Nie ma wątpliwości, że jakość jest warta swojej ceny. Jeśli jesteś skłonny złożyć zamówienie u najtańszego dostawcy, jakiego możesz znaleźć, oczekuj, że produkt końcowy, który otrzymasz, będzie wart tych pieniędzy.

Post-processing

Po produkcji, Twoja produkcja będzie wymagała pewnego montażu i transportu do pożądanej lokalizacji. Procesy te będą obejmować pewne pracy ręcznej, które będą ponosić dodatkowe koszty.

Powierzchnia Trzetwarzanie powierzchni

Obróbka powierzchni może poprawić końcową powierzchnię części, usunąć wszelkie ślady narzędzi lub chropowatości, osiągnąć cele estetyczne i zapewnić odporność na zużycie. Warsztat obróbki skrawaniem zapewnia różne rodzaje obróbki powierzchni dla różnych materiałów. Obróbka powierzchniowa poprawia wygląd części obrabianych CNC i zdolność do wytrzymania trudnych warunków otoczenia. Chociaż są one korzystne, zwiększają koszty obróbki. Wykończenie powierzchni zależy od zastosowania części. Wykwalifikowany warsztat maszynowy może pomóc w określeniu najbardziej rozważnego wyboru.

Wszystkie te czynniki są brane pod uwagę przy obliczaniu kosztów maszyny CNC. Aby dowiedzieć się, jak jeszcze bardziej obniżyć te koszty, należy zapoznać się z następną sekcją.

Jak obniżyć koszty obróbki CNC?

W większości przypadków, po oszacowaniu kosztu obróbki CNC, obróbka CNC może sprawić, że koszt klienta będzie wyższy, zwłaszcza jeśli nie produkuje on dużej liczby produktów. Można dostosować koszt obróbki CNC do swojego budżetu w następujący sposób:

1. Przemyśl materiał

Materiał, który będzie używany do produktu jest ważnym czynnikiem determinującym koszt obróbki CNC. Przed wyborem materiałów do procesu produkcyjnego, należy rozważyć ich cenę. Ponadto, obrabialność materiału jest bardzo ważna. Determinuje ona czas obróbki, co z kolei wpływa na stawkę godzinową procesu produkcyjnego w warsztacie obróbki CNC.

2. Zoptymalizowana konstrukcja

Projekt procesu produkcyjnego jest również bardzo ważnym czynnikiem w kalkulacji kosztów obróbki CNC. Złożoność projektu determinuje długość czasu obróbki, co z kolei wpływa na koszty. Aby zminimalizować złożoność projektu, można rozważyć następujące pytania przed wysłaniem projektu do wyceny:

- Czy moja część jest zoptymalizowana przy użyciu wytycznych projektowych dotyczących obrabialności?

- Czy wszystkie cechy w moim modelu są wymagane? Czy mogę usunąć lub uprościć którąś z nich i nadal zachować pełną funkcjonalność mojej części?

- Czy mogę podzielić mój projekt na wiele części, które są łatwiejsze w obróbce CNC, a następnie złożyć je w całość?

- Czy istnieje sposób na zmodyfikowanie mojego projektu tak, aby wyeliminować konieczność stosowania wielu ustawień maszyny lub specjalnych narzędzi?

- Czy istnieje tańszy lub łatwiejszy w obróbce materiał, który może spełnić wymagania mojego projektu?

3. Inne czynniki

Jako klient, warto wiedzieć, jakie inne czynniki, poza wspomnianymi już środkami kontroli jakości, wpływają na cenę, którą płacisz. Jak wymieniono poniżej, wiele z tych czynników jest pod Twoją kontrolą:

Certyfikat ISO 9001 - czy Twoi dostawcy są naprawdę zaangażowani w swoje zobowiązania jakościowe?

Wielkość partii - czy chcesz 1-off lub 1,000-off?

Outsourcing operacji - czy chcesz zapewnić obróbkę anodowania dla części, czy kupić go samodzielnie?

Wybór materiału - koszt obróbki aluminium jest znacznie niższy niż stali.

Czas dostawy - jak pilnie potrzebujesz komponentów?

Tolerancje - ciaśniejsze tolerancje zwiększają ryzyko i wymagają dodatkowego czasu na kontrolę.

Oprzyrządowanie - czy Twoja część ma skomplikowany kontur i wymaga niestandardowego rozwiązania w zakresie mocowania, aby ją unieruchomić podczas operacji obróbki?

Wnioski

W przypadku produkcji części wysoko- lub małoseryjnej, ważne jest zrozumienie maszyny, wymagań dotyczących pracy, złożoności części, obróbki powierzchni i czasu produkcji. Jednakże, proces szacowania kosztów obróbki jest podatny na błędy i wymaga starannej oceny.

Zobacz również