Zelfs met de komst van nieuwe technologieën zoals 3D-printen, blijft CNC-bewerking een van de meest economische manieren om goederen op aanvraag te produceren. Dit wordt toegeschreven aan de talrijke voordelen die CNC-bewerking biedt voor bedrijven, waaronder hoogwaardige onderdelen met lage toleranties en precisie, evenals snelle doorlooptijden. De snelle doorlooptijd zorgt ervoor dat bedrijven hun bestelde onderdelen snel ontvangen, waardoor de time-to-market wordt verkort.
Dus, wat zijn de factoren die de kosten van CNC-bewerking beïnvloeden? Hoe kan ik de kosten besparen? Lees verder terwijl we je voorzien van waardevolle informatie die deze vragen beantwoordt.
Wat is CNC-bewerking?
wat is cnc-bewerking
Na het vaststellen van het belang van het begrijpen van de kosten van CNC-bewerking, is het essentieel om dieper in te gaan op de kern van CNC-bewerking zelf. CNC, of computergestuurde numerieke besturing, is een fabricagetechniek die gebruikmaakt van geautomatiseerde, high-speed snijgereedschappen om vormen te vormen uit metalen en kunststoffen. Draai- en freesmachines met 3, 4 en 5 assen zijn voorbeelden van standaard CNC-machines.
Het belangrijkste verschil tussen hen is hoe ze het werkstuk of onderdeel snijden. Bijvoorbeeld, het werkstuk kan in een lineaire richting bewegen met het gereedschap, draaien en bewegen met het gereedschap, of het snijgereedschap en het werkstuk kunnen gelijktijdig bewegen.
Er wordt gebruikgemaakt van een computer-ondersteund ontwerp, of CAD-model, om geometrie-informatie voor het bewerken te creëren. Daarnaast programmeert een ervaren machinist de gereedschapsbanen van een CNC-machine volgens de geometrie van de afgewerkte bewerkte onderdelen.
Bijna elke industrie, waaronder medische, luchtvaart, elektronica en robotica, heeft op maat gemaakte CNC-bewerkte onderdelen nodig. CNC-machines kunnen bijna elk metalen legering en stijve kunststof met grote precisie en reproduceerbaarheid snijden.
Factoren die de kosten van CNC-bewerking beïnvloeden
cnc-gefreesde mallen
CNC-bewerking is een complex proces dat verschillende aspecten omvat die direct invloed hebben op de totale kosten. Het begrijpen van deze factoren is cruciaal voor bedrijven die hun operaties willen optimaliseren en uitgaven effectief willen beheren. Laten we de belangrijkste factoren die de bewerkingskosten beïnvloeden, bekijken:
Materiaalkeuze
De materiaalkeuze heeft een aanzienlijke invloed op de totale kosten van een CNC-bewerkingsproject. Factoren zoals materiaaleigenschappen, bewerkbaarheid en marktprijzen beïnvloeden de uitgaven aanzienlijk. Hoogwaardige materialen zoals titanium of roestvrij staal, gewaardeerd om hun sterkte en duurzaamheid, zijn duurder dan kunststoffen of zachtere metalen. De bewerkbaarheid speelt ook een cruciale rol; hardere materialen verhogen de slijtage van gereedschap en de bewerkingstijd, wat de kosten opdrijft.
Bovendien beïnvloedt de markt voor grondstoffen de prijzen, waarbij beschikbaarheid en vraagfluctuaties de kosten beïnvloeden. Daarnaast kan de mate van nabewerking die nodig is voor bepaalde materialen om de gewenste afwerkingen te bereiken, de kosten verder verhogen. Het balanceren van materiaaleigenschappen met kostenefficiëntie is essentieel in CNC-bewerking om zowel optimale prestaties als economische haalbaarheid te waarborgen.
Complexiteit van het ontwerp
Wat betreft de kosten van CNC-bewerkte onderdelen of componenten, is de complexiteit van onderdelen een belangrijke factor. Deze complexiteit manifesteert zich in verschillende vormen, die elk op hun eigen manier bijdragen aan de productiekosten. Complexe geometrieën, bijvoorbeeld, vereisen ingewikkelde CNC-programmering en precisiecontrole, wat de opstarttijden verlengt en vaak het gebruik van duurdere multi-as bewerkingscentra vereist.
De noodzaak om strakke toleranties te behalen, is een ander aspect waarbij complexiteit de kosten verhoogt. Het bereiken van deze precisieniveaus vereist niet alleen geavanceerde machines, maar ook zeer bekwame operators. Dit precisiegerichte proces vertraagt inherent de bewerking, waardoor de tijd en middelen die aan elk onderdeel worden besteed, toenemen.
Bovendien kunnen ingewikkelde functies in een ontwerp gespecialiseerde gereedschappen en methoden vereisen. Deze gespecialiseerde middelen zijn vaak prijzig, zowel qua gereedschap als de extra tijd die nodig is om ze effectief te gebruiken.
Hoe complexer een ontwerp, hoe groter de impact op de bewerkingskosten, voortkomend uit een combinatie van gebruik van geavanceerde apparatuur, gekwalificeerd personeel en langere bewerkingstijden.
Productievolume
De batchgrootte en het volume in CNC-bewerkingen hebben een directe invloed op de bewerkingskosten. Deze invloed heeft een dubbele aard. Naarmate de productievolumes toenemen, beginnen schaalvoordelen toe te passen, waardoor elk onderdeel goedkoper wordt doordat vaste kosten zoals opstart- en gereedschapskosten over meer eenheden worden verdeeld.
Echter, de balans tussen opstarttijd en volume is cruciaal. In grootschalige productie is de kosten per onderdeel voor opstarten veel lager, doordat de opstarttijd efficiënter wordt benut en de totale kosten afnemen. Daarentegen betekenen kleinere partijen dat opstartkosten en -tijden een groter deel van de totale kosten uitmaken, waardoor de prijs per onderdeel stijgt. Het vinden van de juiste balans tussen volume en opwerkingsefficiëntie is essentieel bij CNC-bewerking.
Fabrikanten streven ernaar een productievolume te vinden dat profiteert van schaalvoordelen zonder te leiden tot overmatige voorraad of logistieke problemen. Het optimaliseren van het productievolume is daarom een strategische keuze die de efficiëntie van CNC-bewerkte onderdelen aanzienlijk beïnvloedt in termen van financiële uitgaven.
Machine Bedrijfstijd
Bij het berekenen van CNC-ontwerpkosten is de bewerkingstijd een cruciaal onderdeel. Hoe langer het duurt om een onderdeel te bewerken, hoe hoger de kosten. Deze tijd omvat niet alleen de daadwerkelijke snij- of cyclusduur, maar ook de opstarttijd, die het wisselen van gereedschap en voorbereiding omvat, evenals de algehele efficiëntie van het productieproces.
De cyclusduur, oftewel de tijd die nodig is voor het daadwerkelijke bewerken van het onderdeel, kan aanzienlijk variëren afhankelijk van de complexiteit van het onderdeel en het type CNC-machine dat wordt gebruikt. Complexe onderdelen die gedetailleerd werk vereisen, zullen natuurlijk langer duren om te bewerken, waardoor de cyclusduur en dus de kosten toenemen. Evenzo kan de opstarttijd een aanzienlijk deel van de totale bewerkingstijd uitmaken, vooral bij kleinere productieruns waar de opstart een belangrijk onderdeel van het proces is.
Arbeidskosten
CNC-bewerkingskosten worden voornamelijk bepaald door arbeidskosten, waaronder het salaris van CNC-bewerkingsingenieurs. Nauwkeurig en productief bewerken vereist bekwame operators die kennis hebben van CNC-opstelling, programmering en bediening. Extra arbeidskosten kunnen verband houden met arbeidsintensieve activiteiten of complexe onderdeelvereisten. De sleutel tot het verminderen van CNC-bewerkingskosten is het vinden van een balans tussen budgetbeheer en het gebruik van gekwalificeerd personeel.
CNC-machinekosten
Twee factoren beïnvloeden de bewerkingskosten: de initiële kosten van een CNC-machine en het verwachte jaarlijkse gebruik, meestal rond de 5000 uur. Machinisten bepalen de tarieven voor de werkplaats, vaak de bewerkingskosten per uur, door de prijs van CNC-machines te delen door hun totale jaarlijkse gebruiksuren. Hieronder staat een tabel die de prijzen van verschillende soorten CNC-machines vergelijkt.
Type CNC-machine Beschrijving Geschatte Prijsklasse (USD)
CNC Freesmachine Gebruikt voor snij- en boorbewerkingen op metaal $10.000 – $60.000
CNC Draaibank Voornamelijk gebruikt voor draaidelen $15.000 – $45.000
CNC Router Ideaal voor het snijden van zachtere materialen zoals hout $3.000 – $20.000
CNC Plasma Snijder Gebruikt voor het snijden van metaal en andere materialen $8.000 – $30.000
CNC Laser Snijder Precisie snijgereedschap voor diverse materialen $10.000 – $70.000
5-assige CNC-machine Geavanceerde machine voor complexe geometrieën $75.000 – $250.000
CNC Zwitserse Machine Gespecialiseerd in precisie en complexe onderdelen $30.000 – $100.000
CNC Slijpmachine Gebruikt voor afwerkingbewerkingen $20.000 – $80.000
Bij het evalueren van CNC-bewerkingskosten is het de moeite waard om de CNC-bewerkingsdiensten van RapidDirect te overwegen. RapidDirect biedt een unieke combinatie van kostenefficiëntie en hoogwaardige productie, gebruikmakend van geavanceerde technologie en vakmanschap. Hun gestroomlijnde proces zorgt voor concurrerende prijzen terwijl ze uitzonderlijke normen handhaven, waardoor ze een ideale keuze zijn voor diverse CNC-bewerkingsbehoeften.
Extra Kosten
De schatting van de totale kosten kan worden beïnvloed door extra kosten gerelateerd aan CNC-bewerkingsprocedures.
Machinegereedschap
Wanneer op maat gemaakte CNC-fabricages vereist zijn, moeten machinewerkplaatsen vaak specifieke gereedschapsbits gebruiken. Hoewel deze gereedschappen na productie bij de werkplaats blijven, kunnen klanten nog steeds een deel van de kosten voor het machinegereedschap dragen. Dit komt vooral door de slijtage die de gereedschappen tijdens de productie ondervinden, een factor die vooral opvalt bij het werken met materialen van hoge hardheid.
De kosten voor het aanschaffen, onderhouden en vervangen van deze snijgereedschappen of gereedschappen zijn aanzienlijk en beïnvloeden direct de algehele bewerkingskosten. De levensduur van een snijgereedschap en de tijd die nodig is voor gereedschapswissels zijn kritieke factoren; ze beïnvloeden niet alleen de kosten maar ook de productiviteit. Regelmatige slijtage en incidentele breuk van gereedschappen vereisen frequente vervangingen, wat de kosten verhoogt. Daarom zijn zorgvuldige selectie, consistent onderhoud en optimalisatie van machinegereedschap belangrijke strategieën om deze kosten te beperken.
Oppervlakteafwerking
Het kiezen van een afwerking voor CNC-bewerkte onderdelen is cruciaal om te voldoen aan functionele en esthetische eisen, maar heeft ook een aanzienlijke invloed op de kosten. Complexere afwerkingen vereisen extra bewerkingsstappen, gespecialiseerde gereedschappen en meer tijd, wat de kosten verhoogt. Daarentegen zijn eenvoudigere afwerkingen kosteneffectiever. Het afstemmen van de gewenste resultaten op de kostenimplicaties is essentieel in ontwerp- en productieplanning, vooral voor materialen die specifieke afwerkingstechnieken vereisen.
Neem hieronder bijvoorbeeld de opties voor oppervlakteafwerking voor aluminium.
Materiaal Oppervlakteafwerking Hoeveelheid Eenheidsprijs (Geschat) Levertijd (Geschat)
Aluminium Machinaal bewerkt 1 $15 – $30 2 – 5 dagen
Aluminium Anodiseren 1 $20 – $40 3 – 7 dagen
Aluminium Bead blasting 1 $15 – $35 2 – 6 dagen
Aluminium Polijsten 1 $25 – $50 3 – 7 dagen
Aluminium Poedercoaten 1 $30 – $60 4 – 8 dagen
Aluminium Elektrolyse 1 $35 – $70 5 – 10 dagen
Aluminium Borstelen 1 $20 – $45 3 – 7 dagen
Opmerking: Houd er rekening mee dat de bovenstaande waarden slechts ter referentie zijn. Voor gedetailleerde en specifieke informatie raden wij u aan rechtstreeks contact op te nemen met RapidDirect.
Tijdsplanning
Tijd in CNC-bewerking betreft niet alleen de efficiëntie van de productie, maar ook de urgentie van de klantvraag. Hoewel geavanceerde, snelle machines de productietijd kunnen verkorten, waardoor de totale kosten mogelijk dalen, verandert de situatie wanneer versnelde productie vereist is. Klanten die snellere doorlooptijden aanvragen, worden vaak geconfronteerd met versnelkosten, die de extra middelen en prioriteit weerspiegelen die nodig zijn om kortere deadlines te halen. Dit kan de kosten aanzienlijk verhogen, vooral bij grote volumes of complexe orders. Het balanceren van de productiesnelheid met deze versnelde kosten is cruciaal voor zowel fabrikanten als klanten, en beïnvloedt de uiteindelijke kosten van CNC-bewerkte onderdelen.
Verzendkosten
Verzendkosten worden vaak beïnvloed door verschillende factoren, waaronder de grootte en het gewicht van de onderdelen, aangezien zwaardere items hogere verzendkosten met zich meebrengen. Ook de verzendmethode en verpakking zijn andere factoren die bepalen hoeveel men betaalt voor het verzenden van CNC-bewerkte onderdelen en daarmee de totale kosten van CNC-bewerking.
Strategieën om CNC-bewerkingskosten te verlagen
cnc snijgereedschappen
Om CNC-kosten te verlagen, is een uitgebreide strategie nodig die veel gebieden van het productieproces maximaliseert. Daarnaast kunnen fabrikanten hun kostenbesparingsinspanningen optimaliseren en een hogere efficiëntie bereiken door deze kostenbesparende strategieën in de praktijk te brengen:
Optimaliseren van ontwerp voor maakbaarheid
Het ontwerpen van onderdelen voor productie is essentieel om kosten te verlagen bij verschillende toepassingen van CNC-bewerking.
Dit houdt in dat onderdelen worden ontworpen met eenvoudigere geometrieën om complexe bewerkingen en gereedschapswear te verminderen, waardoor de productie- en kosten worden verkort.
Het aanpassen van toleranties naar praktische niveaus kan ook aanzienlijk de kosten verlagen. Strakkere toleranties vereisen vaak nauwkeurigere en dus duurdere bewerkingsprocessen.
Doordachte materiaalkeuze en het vermijden van ontwerpen die uitgebreide en dure gereedschappen vereisen, zijn ook belangrijk.
Samenwerken met bewerkingsexperts tijdens de ontwerpfase zorgt ervoor dat het ontwerp niet alleen maakbaar is, maar ook kosteneffectief wordt uitgevoerd.
Deze maatregelen stroomlijnen niet alleen het productieproces, maar optimaliseren ook het materiaalgebruik en verminderen afval. Ze brengen aanzienlijke totale besparingen met behoud van de kwaliteit en functionaliteit van CNC-bewerkte onderdelen.
Materiaalkeuze en kosten-batenanalyse
Het kiezen van materialen die betaalbaarheid combineren met functionele eisen kan de grondstofkosten aanzienlijk verlagen. Het standaardiseren van materialen binnen productlijnen minimaliseert afval, optimaliseert bewerkingsefficiëntie en vereenvoudigt inkoop. Belangrijke overwegingen bij materiaalkeuze zijn kosten, beschikbaarheid en bewerkingsgeschiktheid. Deze zorgvuldige aanpak vermindert niet alleen directe materiaalkosten, maar verbetert ook de algehele operationele productiviteit.
Hieronder staat een tabel met het geselecteerde materiaal ten opzichte van de oppervlakteafwerking en de geschatte prijs.
Materiaal Oppervlakteafwerking Hoeveelheid Eenheidsprijs (Geschat) Levertijd (Geschat)
Aluminium Zoals bewerkt 1 $30 – $50 2 – 5 dagen
10 $25 – $45 5 – 10 dagen
100 $20 – $40 10 – 20 dagen
1000 $15 – $35 20 – 40 dagen
Roestvrij staal Zoals bewerkt 1 $40 – $60 3 – 7 dagen
10 $35 – $55 7 – 14 dagen
100 $30 – $50 15 – 30 dagen
1000 $25 – $45 30 – 60 dagen
Staal zoals bewerkt 1 $35 – $55 2 – 6 dagen
10 $30 – $50 6 – 12 dagen
100 $25 – $45 12 – 24 dagen
1000 $20 – $40 24 – 48 dagen
Koper zoals bewerkt 1 $30 – $50 2 – 5 dagen
10 $25 – $45 5 – 10 dagen
100 $20 – $40 10 – 20 dagen
1000 $15 – $35 20 – 40 dagen
Messing zoals bewerkt 1 $35 – $55 3 – 7 dagen
10 $30 – $50 7 – 14 dagen
100 $25 – $45 15 – 30 dagen
1000 $20 – $40 30 – 60 dagen
ABS zoals bewerkt 1 $50 – $100 2-5 dagen
10 $20 – $40 5-10 dagen
100 $10 – $20 10-15 dagen
1000 $5 – $10 15-20 dagen
Nylon zoals bewerkt 1 $60 – $120 2-5 dagen
10 $30 – $60 5-10 dagen
100 $15 – $30 10-15 dagen
1000 $10 – $20 15-20 dagen
POM (Delrin) zoals bewerkt 1 $70 – $140 2-5 dagen
10 $40 – $80 5-10 dagen
100 $20 – $40 10-15 dagen
1000 $15 – $30 15-20 dagen
Opmerking: Houd er rekening mee dat de bovenstaande waarden slechts ter referentie zijn. Voor gedetailleerde en specifieke informatie raden wij u aan rechtstreeks contact op te nemen met RapidDirect.
Vermijd Meerdere Oppervlakteafwerkingen
Bepaalde materialen vereisen minder oppervlaktepolijsting omdat ze zeer bewerkbaar zijn. Aluminium is een voorbeeld van zo'n materiaal. Wanneer deze materialen beschikbaar en haalbaar zijn, is het aan te raden ze te gebruiken. Het is belangrijk op te merken dat afwerkingsprocessen de CNC-bewerkingskosten verhogen. Dus, in situaties waarin je gebruik kunt maken van als-gefreesde afwerkingen, is het het beste om het zo te gebruiken omdat het de beste CNC-gefreesde afwerking is.
Desalniettemin zijn specifieke oppervlaktebehandelingen noodzakelijk om de eigenschappen van een onderdeel te verbeteren. Deze omvatten chemisch film, zandstralen, elektro-polijsten en anodiseren. Gebruik deze afwerkingen echter alleen wanneer het nodig is.
Een andere factor die de kosten van oppervlakteafwerking verhoogt, is het gebruik van meerdere afwerkingen op de verschillende oppervlakken van een onderdeel. Sommige projectmanagers gebruiken bijvoorbeeld chroomplating op sommige gebieden en zandstralen op andere. Probeer daarom, indien mogelijk, consistente afwerkingscriteria te behouden over het hele onderdeel.
Gebruik maken van Economies of Scale
Een toename in productievolume zal leiden tot een exponentiële vermindering van de kosten van een CNC-bewerkingsproces. Laten we proberen deze kostenbesparingsvoorstel vanuit een gunstiger perspectief te bekijken. Stel dat we een enkelvoudig onderdeel $40 hebben. Bij een productie van 10 stuks zullen de kosten per stuk ongeveer $12,5 worden.
Evenzo, bij 100 stuks, zullen de kosten per onderdeel ongeveer $8,79 bedragen. Concluderend kan de kosten per onderdeel met meer dan 60% worden verlaagd door het aantal bestellingen van één naar 100 stuks te verhogen. Omdat alle variabelen in het proces hetzelfde blijven, ontstaan er kortingen. Dat wil zeggen, of je nu tien, vijftig of honderd stuks van een onderdeel produceert, het CAD-ontwerp blijft hetzelfde.
Bovendien is het niet nodig om een aparte machineconfiguratie voor verschillende onderdelen te kiezen. Tijdens het productieproces worden dezelfde parameters gebruikt. Om optimaal gebruik te maken van economies of scale, moet je overwegen grotere bestellingen te plaatsen om van deze schaalvoordelen te profiteren.
Uitbesteden versus In-house Productie
Bij het afwegen van opties om de CNC-bewerkingskosten te verlagen, is de keuze tussen uitbesteden en in-house productie cruciaal. Kiezen voor in-house productie vereist aanzienlijke investeringen in CNC-machines en het aannemen of trainen van gekwalificeerde operators, wat leidt tot aanzienlijke initiële en doorlopende kosten. Daarentegen verschuift uitbesteding naar een gespecialiseerde fabrikant de lasten van apparatuur- en arbeidskosten naar de dienstverlener. Je betaalt vooral voor de geleverde service, niet voor het onderhoud van machines of personeel.
XTJ is een toonaangevende OEM-fabrikant die zich toelegt op het bieden van one-stop productieoplossingen voor Machining 6061 Aluminum van prototype tot productie. We zijn trots op ons ISO 9001 gecertificeerde systeem voor kwaliteitsbeheer en vastbesloten om waarde te creëren in elke klantrelatie. We doen dat door samenwerking, innovatie, procesverbeteringen en uitzonderlijk vakmanschap.
