Reduzieren Sie Ihre CNC-Bearbeitungskosten mit Expertentipps und praxisnahen Preisbeispielen

Faktoren, die die CNC-Bearbeitungskosten beeinflussen

Nachfolgend sind mehrere Faktoren aufgeführt, die bei der Berechnung der CNC-Bearbeitungskosten berücksichtigt werden:

Art der CNC-Maschinen und CNC-Maschinenkosten

Der Typ der verwendeten CNC-Maschine spielt eine wichtige Rolle bei den Kosten des Bearbeitungsprozesses. Teile, die auf einer 3-Achsen-CNC-Fräsmaschine oder einer Drehmaschine bearbeitet werden, sind wirtschaftlicher als Teile bearbeitet auf einer 4-Achs- oder 5-Achs-CNC-Fräsmaschine.

Nachfolgend sind die typischen Kosten für den Einsatz verschiedener CNC-Maschinen in China aufgeführt.

• Typischerweise Ein 3-Achsen-CNC-Fräsen kostet zwischen 10 und 20 US-Dollar pro Stunde.
• CNC-Drehen kostet oft weniger und liegt bei etwa 15 US-Dollar pro StundeDer Grund dafür sind die Kosten für CNC-Drehen Maschinen ist niedriger, und die Maschinenbedienung ist einfacher.
• Aber, die Kosten für 4-Achs- oder 5-Achsen-CNC-Bearbeitung reichen von 25 $ bis 30 $. Aufgrund der höheren Werkzeugkosten und der komplexen Abläufe dieser Mehrachsenmaschinen kann es manchmal höher ausfallen.

Die Preise für CNC-Bearbeitung in Europa sind im Allgemeinen höher. Ihre Preise liegen im Allgemeinen zwischen 35 und 40 US-Dollar pro Stunde für die 3-Achsen-Bearbeitung, während die Mehrachsen-Bearbeitung zwischen 75 und 120 US-Dollar pro Stunde kostet.

Die Auslagerung Ihres Projekts an eine chinesische Maschinenwerkstatt ist eine hervorragende Möglichkeit, Ihre CNC-Bearbeitungskosten zu minimieren.

Die Bearbeitbarkeit von Material

Bearbeitbarkeit bezieht sich auf die Leichtigkeit, mit der ein Material geschnitten werden kann. Je höher die Bearbeitbarkeit, desto schneller kann ein Material CNC-bearbeitet werden, wodurch die Kosten gesenkt werden. Die Bearbeitbarkeit hängt von den physikalischen Eigenschaften jedes Materials ab. Je weicher und duktiler eine Metalllegierung ist, desto einfacher ist sie in der Regel zu bearbeiten. 

Aluminium 6061 ist aufgrund seiner geringen Kosten und sehr guten Bearbeitbarkeit mit Abstand das kostengünstigste Material für die Herstellung von Metallprototypen. 

Metalle, die eine bessere Bearbeitbarkeit bieten, wie z Edelstahl 303 und C360 Messing, kostet mehr. Daher eignen sie sich besser für die Produktion größerer Stückzahlen. In diesem Fall kommen Skaleneffekte zum Tragen, da die kürzeren Bearbeitungszeiten die höheren Materialkosten überwiegen.

Wenn es um Kunststoffe geht, kosten ABS, Nylon und POM (Derlin) ungefähr das Gleiche wie Aluminium 6061. Allerdings sind sie schwieriger zu bearbeiten, sodass mit höheren Kosten zu rechnen ist. PEEK ist ein sehr teures Material und sollte nur dann verwendet werden, wenn absolut notwendig.

Durch die Optimierung Ihres Designs und die sorgfältige Berücksichtigung Ihres Materials können Sie die Bearbeitungskosten senken.

Design und Geometrie

Als Faustregel gilt: Je komplexer ein Design ist, desto teurer wird der Herstellungsprozess des Teils. Komplexe CNC-Bearbeitung Möglicherweise sind fortschrittlichere Maschinen erforderlich.

Sie erfordern außerdem eine lange Bearbeitungszeit, mehrere Aufspannungen, mehr Ressourcen und genauere Inspektionen. Die Kombination dieser Faktoren führt zu einer Preiserhöhung. 

Einige Konstruktionsmerkmale können zwangsläufig die Kosten für die CNC-Bearbeitung erhöhen. Sie beinhalten: 

• Scharfe Innenecken
• Tiefe Hohlräume
• Dünne Wände
• Nicht standardmäßige Lochgeometrien
• Beschriftung

Sie sollten diese Teilemerkmale vermeiden, es sei denn, sie sind für die Konstruktion von entscheidender Bedeutung. 

Produktionsvolumen

Die Kosten pro Einheit identischer Teile sinken mit zunehmender Teileanzahl. Wenn Sie Teile in großen Stückzahlen bestellen, fallen keine wiederholten Einrichtungskosten an.

CAD-Entwürfe, CAM-Programmierung und CNC-Maschinen-Setups werden alle einmal für alle Teile behandelt. Sie müssen diese Vorgänge also nicht anders bezahlen, wenn Sie einzelne Komponenten bestellen. 

Abschlussarbeiten

Einige Anwendungen erfordern Nachbearbeitungsvorgänge, wie beispielsweise Eloxieren, Plattieren oder Wärmebehandlung, und ETC.

Diese Vorgänge zielen darauf ab, die physikalischen und mechanischen Eigenschaften der bearbeiteten Teile zu verbessern. Obwohl diese Endbearbeitungsvorgänge vorteilhaft sind, erhöhen sie tendenziell die Kosten für die CNC-Bearbeitung. 

Wenn Ihre Anwendung daher mit bearbeiteten Teilen auskommt, sollten Sie dabei bleiben. Wenn nicht, können Sie eine kostengünstigere Variante wählen Oberflächenveredelung Verfahren wie Perlenstrahlen, Galvanisieren, Eloxieren usw. 

10 Tipps zur Reduzierung der Kosten für CNC-bearbeitete Teile

Wenn Sie sich die Hauptfaktoren ansehen, die die CNC-Bearbeitungskosten beeinflussen, werden Sie feststellen, dass Sie diese auf drei Arten senken können. Dazu gehören Materialauswahl, Designoptimierung und andere besondere Überlegungen.

Die wichtigste davon ist die Designoptimierung, die aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet werden kann. 

Hier sind zehn effektive Tipps zur Reduzierung der Kosten für CNC-bearbeitete Teile. 

1. Materialauswahl

Sie wissen bereits, dass die Materialauswahl einen großen Einfluss auf die CNC-Bearbeitungskosten hat. Daher müssen Sie mehrere Materialien recherchieren, bevor Sie eine umfassende Entscheidung treffen.

Sie müssen sicherstellen, dass das von Ihnen gewählte Material die kostengünstigste Option mit den Eigenschaften ist, die Sie für Ihre Anwendung benötigen. 

Beachten Sie, dass Sie niemals Kompromisse bei der Materialqualität eingehen sollten. Allerdings sind für Ihre Anwendung nicht alle Eigenschaften eines bestimmten Materials erforderlich. Nehmen wir zum Beispiel an, Sie möchten eine Pfeife herstellen. Die Wahl eines hitzebeständigen Stahlmaterials ist nicht erforderlich. 

Bei der Materialauswahl für Ihre CNC-Bearbeitungsprojekte sollten Sie auch die Bearbeitbarkeit des Materials berücksichtigen. Bedenken Sie, dass die Bearbeitbarkeit die Komplexität des Prozesses und die Bearbeitungszeit bestimmt. Dies wiederum wirkt sich auf den Stundensatz eines Fertigungsprozesses aus.

Wählen Sie daher bitte das am besten bearbeitbare Material für Ihr Projekt. 

CNC-Bearbeitung von Metall im Vergleich

CNC-Bearbeitung von Kunststoffen im Vergleich

2. Vermeiden Sie mehrere Finishes

Einige Materialien sind gut zerspanbar. Ein Beispiel für ein solches Material ist Aluminium. Wenn möglich und verfügbar, sollten Sie diese Art von Materialien wählen. 

Wie bereits erwähnt, treiben Endbearbeitungsvorgänge die Kosten für die CNC-Bearbeitung in die Höhe. Die CNC-Bearbeitungsprozesse führen in der Regel zu zufriedenstellenden Oberflächengüten im bearbeiteten Zustand.

Diese Art der Oberfläche ist gut genug, um einige Anwendungen zu erfüllen. Daher sollten Sie es wann immer möglich wählen, da es oft kostspieliger ist, mehrere Oberflächen aufzutragen.

Einige Oberflächenveredelungen sind unerlässlich, um die Eigenschaften eines Bauteils zu verbessern. Sie beinhalten Eloxieren, chemischer Film, Perlenstrahlen, Elektropolieren usw. Sie sollten diese Oberflächen jedoch nur bei Bedarf wählen. 

Ein weiterer Kostenfaktor für die CNC-Bearbeitung ist die Anwendung unterschiedlicher Oberflächen auf verschiedenen Oberflächen eines Bauteils. Einige Projektmanager wenden beispielsweise Glasperlenstrahlen an einem Bereich und Verchromen an einem anderen an.

Versuchen Sie daher bei Bedarf, die Endbearbeitungsspezifikationen für das gesamte Bauteil einheitlich zu halten. 

3. Bestellen Sie in großen Mengen

Die CNC-Bearbeitung funktioniert auch mit Skaleneffekten. Die Kosten eines CNC-Bearbeitungsprozesses werden exponentiell sinken, wenn das Produktionsvolumen steigt.

Versuchen wir, diese Idee der Kosteneinsparung in eine bessere Perspektive zu rücken. 

Angenommen, wir haben ein einzelnes Stück, das 40 $ kostet. Die Kosten pro Einheit dieses Teils sinken auf etwa 12.5 $, wenn das Produktionsvolumen 10 Teile beträgt.

Ebenso sinken die Stückkosten auf etwa 8.79 $ für 100 Teile. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Erhöhung der Produktionsaufträge von einer Einheit auf 100 Einheiten die Kosten pro Stück um über 60 % senken kann. 

Die Rückgänge treten auf, weil alle am Prozess beteiligten Schwankungen gleich bleiben. Das heißt, der CAD-Entwurf ist derselbe, unabhängig davon, ob Sie zehn Einheiten, 50 Einheiten oder 100 Einheiten einer Komponente herstellen.

Gleichzeitig müssen Sie für einen anderen Teilesatz kein anderes Maschinensetup wählen. Für den gesamten Produktionsprozess werden die gleichen Einstellungen gewählt.

Daher sollten Sie erwägen, größere Mengen zu bestellen, um von diesen Skaleneffekten zu profitieren.

4. Vermeiden Sie zu dünne Wände

Im Rahmen der Optimierung des Bauteildesigns empfehlen wir, dünne Wände so weit wie möglich zu vermeiden. Dünne Wände sind fragil und erfordern oft mehrere Durchgänge mit geringeren Schnitttiefen.

Diese geringen Tiefen tragen dazu bei, Brüche oder Fehler in den dünnen Wänden zu vermeiden. Daher dauert ihre Herstellung länger. 

Zu dünne Wände neigen oft zu Vibrationen. Daher wird es schwieriger und zeitraubender, solche Teile mit bestimmten Toleranzen zu bearbeiten. Dadurch erhöht sich die Bearbeitungszeit; Folglich steigen auch die gesamten Bearbeitungskosten. 

Einer der häufigsten Gründe für dünne Wände ist die Notwendigkeit, Gewinde und Löcher in der Nähe der Kanten von Bauteilen anzubringen. Daher empfehlen wir Ihnen, diese Strukturen strategisch zu platzieren.

Durch die Konstruktion dickerer Wände wird eine stabilere und kostengünstigere Bearbeitung gewährleistet. Die Wandstärke sollte bei Kunststoffen mindestens 1.5 Millimeter und bei Metallteilen mindestens 0.8 Millimeter betragen. 

5. Runde Innenkanten mit ausreichendem Radius

Die meisten CNC-Schneidwerkzeuge sind zylindrisch, sodass es nahezu unmöglich ist, eine perfekte 90-Grad-Innenecke zu bearbeiten.

Um 90-Grad-Ecken herzustellen, muss der Maschinist die Maschine anhalten und drehen, bevor er mit dem Vorgang fortfahren kann. Manchmal müssen Sie möglicherweise verwenden elektroerosive Bearbeitung (EDM), um dies zu erreichen. 

Wie Sie sich vorstellen können, verlängern die zusätzlichen Schritte die Bearbeitungszeit, was zu einem Anstieg der Gesamtkosten führt. Durch einige Designänderungen an den Innenecken Ihres Teils können Sie die Kosten für die CNC-Bearbeitung erheblich senken. 

Wir empfehlen die Verwendung runder Innenkanten, um Zeit beim Schneiden zu sparen oder scharfe Kanten herzustellen. Denn die Maschine kann jederzeit weiterlaufen, ohne anzuhalten. 

Darüber hinaus sollte der Radius, den Sie für diese abgerundeten Kanten verwenden, mindestens das ⅓-fache der Hohlraumtiefe betragen. Kleinere Eckenradien erfordern oft Werkzeuge mit kleineren Durchmessern.

Da kleine Werkzeuge in einem einzigen Durchgang nur geringe Materialmengen entfernen, sind mehrere langsame Durchgänge erforderlich, was die CNC-Bearbeitungszeit und -kosten erhöht. 

Daher ist es besser, an den Ecken ausreichende Radien zu verwenden, um ein effizientes Schneiden mit größeren Werkzeugen zu gewährleisten. 

6. Entwerfen Sie keine tiefen Hohlräume

Bei der Herstellung tiefer Hohlräume müssen viele Materialien abgetragen werden. Daher sind diese Funktionen zeitaufwändig. Sie erfordern außerdem Spezialwerkzeuge, da sie zu Durchbiegung, Hängenbleiben und Bruch des Werkzeugs führen können.

Die korrekte Bearbeitung tiefer Hohlräume erfordert eine schrittweise Absenkung des Schaftfräsers, was sehr zeitaufwändig sein kann. 

Daher sollten Hohlräume eine Tiefe haben, die dem Vierfachen ihrer Breite entspricht, um die besten Ergebnisse zu erzielen. Wenn ein Hohlraum beispielsweise 10 Millimeter breit ist, sollte die Tiefe 40 Millimeter nicht überschreiten.

7. Begrenzen Sie die Gewindetiefe

Gewinde sind für zuverlässige Verbindungen von Teilen von entscheidender Bedeutung. Die wichtigsten Thread-Verbindungen erfolgen mit den ersten paar Threads. Daher ist die Verwendung langer Fäden für Materialien nicht erforderlich, da hierfür Spezialwerkzeuge erforderlich sind und mehr Zeit und Kraft in Anspruch nehmen kann.

Sie sollten die Tiefe von Gewinden immer auf maximal das Dreifache des Lochdurchmessers beschränken. Wenn Sie ein Gewinde für ein Sackloch, ist es am besten, am Ende dieses Lochs eine gewindefreie Länge von etwa dem 0.5-fachen des Lochdurchmessers hinzuzufügen.

8. Geben Sie Toleranzen nur bei Bedarf an und vermeiden Sie enge Toleranzen

Die CNC-Bearbeitungstechnologie ist hochpräzise und kann Standardtoleranzen erzeugen, ohne die Kosten in die Höhe zu treiben. Enge Toleranzen erhöhen oft die Bearbeitungszeit und die Kosten. Auf Innenflächen sind sie besonders schwer zu erreichen, da Löcher und Hohlräume mit engen Toleranzen Grate bilden können. 

Das Entfernen von Graten erfordert oft zusätzliche Schritte, die über die manuelle Inspektion hinausgehen. Da das Entgraten manuell erfolgt, kann es zeitaufwändig sein und höhere Arbeitskosten erfordern. 

Daher sollten Sie sie nur bei Bedarf angeben. Wenn Sie keine bestimmte enge Toleranz definieren,

CNC-Maschinen können Standardtoleranzen von ± 0.1 mm erzeugen. Diese Standardtoleranz ist für mehrere Merkmale ideal und es sind keine engen Toleranzen erforderlich.

Wenn Sie über fortgeschrittene Designkenntnisse verfügen, empfehlen wir die Verwendung von GD & T in Ihren Designs, um lockerere Toleranzen zu definieren. 

Denken Sie daran, dass die Zahlen, die Ihre Abmessungen darstellen, von entscheidender Bedeutung sind, da sie den für Ihr Bauteil erforderlichen Genauigkeitsgrad angeben. Je mehr Dezimalstellen es gibt, desto komplizierter ist das Teil und desto höher sind die Kosten.

Daher sollten Sie versuchen, unnötige Dezimalstellen aus dem Design zu entfernen.

9. Verwenden Sie Standardlochgrößen

CNC-Maschinen können mit Bohrern schnell und effizient Löcher erzeugen, insbesondere wenn Sie sicherstellen, dass die Löcher in Ihrem Bauteil Standardgrößen haben. Für die Verwendung von Löchern, die nicht der Standardgröße entsprechen, ist ein Schaftfräser erforderlich, was die Kosten in die Höhe treibt. 

Auch die Lochtiefe spielt eine entscheidende Rolle. Es ist zwar möglich, Löcher mit einer Tiefe des Zehnfachen des Durchmessers zu bearbeiten, ihre Herstellung ist jedoch aufwändiger und kostspieliger.

Somit ist eine Schrittweite von 0.1 Millimeter ideal für einen Lochdurchmesser von 10 Millimetern. Bei Lochdurchmessern über 10 Millimetern sollten Sie eine Schrittweite von 0.5 Millimetern anwenden.

10. Fügen Sie keine Beschriftungen in Designs ein

Das Einfügen von Texten und Beschriftungen während der Teilebearbeitung ist unnötig, da es zusätzlichen Zeit- und Arbeitsaufwand erfordert und gleichzeitig die Kosten erhöht. Nach der Fertigung können Sie die fertigen Teile mit Ihren Wunschtexten bemalen. 

Wenn Sie aus irgendeinem Grund Texte einfügen müssen, sollten Sie Lasergravurmodule verwenden, bei denen weniger Material entfernt wird. 

Fazit

Die Sicherstellung erschwinglicher CNC-Bearbeitungskosten ist für den Gewinn Ihres Unternehmens von entscheidender Bedeutung. Faktoren wie Material, Designgeometrie, Endbearbeitungsvorgänge usw. wirken sich auf die CNC-Bearbeitungskosten aus. Sie können diese Kosten jedoch durch geeignete Materialauswahl, Designoptimierung und andere besondere Überlegungen reduzieren.

Es kann schwierig sein, diese Faktoren zu analysieren und zu Ihrem Vorteil zu nutzen. Arbeiten Sie daher mit einem erfahrenen CNC-Bearbeitungsunternehmen wie AT Machining zusammen. Kontaktieren Sie uns noch heute und lassen Sie uns Ihr CNC-Bearbeitungsprojekt besprechen!