Si vous êtes un spécialiste des achats ou un ingénieur produit, Garder les coûts d'usinage CNC est essentiel pour rester au budget et fournir des produits compétitifs. Mais les coûts CNC n'existent pas dans le vide - ils sont façonnés par tout, de la machine que vous utilisez au nombre de pièces que vous commandez. Ce guide décompose le 5 Facteurs de base qui stimulent les coûts d'usinage CNC, avec des exemples du monde réel, tables de données, et des conseils exploitables pour vous aider à réduire les dépenses sans sacrifier la qualité.
1. Équipement & Machinerie: Le fondement du coût
Avant qu'une seule pièce ne soit usinée, Votre choix d'équipement définit la tonalité. Les coûts de l'équipement comprennent l'achat initial, opération en cours, et l'entretien à long terme - et ces dépenses se déroulent à chaque partie que vous produisez.
Conducteurs de coûts de matériel clé
- Type de machine: Les tours CNC sont plus simples et moins chers que les machines de fraisage CNC. Les machines à mouler ont plus de pièces mobiles, nécessitent un assemblage plus complexe, et ont besoin d'opérateurs qualifiés - ils coûtent donc 30 à 50% de plus pour fonctionner. Par exemple, Un petit magasin d'usinage simple boulons en aluminium a permis d'économiser 800 $ / mois en utilisant un tour CNC au lieu d'un broyeur.
- Âge de la machine & Efficacité: Machines CNC modernes (fabriqué après 2015) sont 2x plus rapides que les modèles plus anciens. Un fabricant qui passe à partir d'un 2008 3-moulin à axe à un 2022 modèle de production de coupe pour un support en acier de 45 À quelques minutes de 20 Minutes - rédiger les coûts de main-d'œuvre et d'énergie par 55%.
- Nombre de haches: Plus d'axes signifient des coûts plus élevés, mais aussi plus de capacité. 5-Axis Mills peut faire des pièces complexes (comme des composants aérospatiaux) en une seule fois, Mais ils coûtent 2 à 3 fois plus de 3 axes. Une entreprise de dispositifs médicaux a payé 120 $ / heure pour l'usinage à 5 axes vs. $50/heure pour 3 axe - mais réduit les retouches 80%, Donc le coût supplémentaire a payé.
Réduction des coûts d'outil (Une dépense d'équipement cachée)
Les outils ne sont pas seulement des «accessoires» - ils sont un coût récurrent. Le matériau, revêtement, et conception d'outils tous le prix d'impact:
| Matériau à outils | Avantages clés | Coût vs. Outils en acier | Mieux pour |
|---|---|---|---|
| Acier | Bon marché, Facile à aiguiser | 1x (prix de base) | Usinage à basse vitesse des plastiques mous |
| Carbure | Résistant à la chaleur, capable à grande vitesse | 2x | Aluminium, acier, et des emplois à volume élevé |
| Enduit de diamant | Ultra-dure, tenue minimale | 5x | Matériaux abrasifs (Par exemple, plastiques remplis de verre) |
Exemple: Un usinage fournisseur 1,000 supports en aluminium passés de l'acier aux outils en carbure. Même si les outils en carbure coûtent deux fois plus, Ils ont duré 4x plus longtemps - donc les coûts totaux d'outils ont chuté de 50%.
2. Coûts de préparation de la production: Les dépenses «avant l'usinage»
Vous ne pouvez pas machine à faire une pièce sans plan - et ce plan coûte de l'argent. Les coûts de préparation de la production incluent tout ce qui est nécessaire pour transformer une idée en une conception machinable.
Ce qui va dans les coûts de préparation?
- Design CAO: La création d'un modèle 3D avec des logiciels comme SolidWorks prend 4 à 16 heures, en fonction de la complexité. Une conception simple de support coûte 200 $ à 500 $, Alors qu'une pièce de moteur complexe coûte 1 000 $ à 3 000 $.
- Programmation de came: Convertir le modèle CAO en code G (La langue que les machines CNC utilisent) prend 2 à 8 heures. Un programmeur de came indépendant facture de 75 $ à 150 $ / heure - donc une partie de complexité moyenne (comme un équipement en plastique) Ajoute 150 $ à 600 $ aux frais de préparation.
- Optimisation de conception: Fixation des défauts (comme des murs minces ou des coins pointus) Avant que l'usinage économise de l'argent plus tard. Un fabricant de meubles dépensé $300 Optimisation d'une conception de jambe de chaise - et évité $2,000 dans le matériau gaspillé des pièces défaillantes.
Pour la pointe: Pour les petits lots (sous 50 parties), Les coûts de préparation peuvent représenter 40 à 60% des coûts totaux. Pour les grands lots (1,000+ parties), Ces coûts sont répartis - ils ne représentent donc que 5 à 10%.
3. Coûts des matériaux: La plus grande variable
Le matériel que vous choisissez est souvent le facteur de coût le plus important. Il ne s'agit pas seulement du prix de la matière première - sa machinabilité est également importante.
Prix des matières premières (Par type)
Les métaux sont plus chers que les plastiques, Mais leurs prix varient considérablement. Vous trouverez ci-dessous une comparaison relative des coûts (basé sur 2024 données):
| Type de matériau | Exemple | Coût relatif (contre. Aluminium) | Densité (g / cm³) |
|---|---|---|---|
| Plastique | Abs | 0.3x | 1.05 |
| Aluminium | Et AW-6061 | 1x (base) | 2.70 |
| Acier | A36 | 1.5x | 7.85 |
| Titane | TI-6AL-4V | 8x | 4.43 |
| Cuivre | C11000 | 3x | 8.96 |
Note: Les prix des métaux fluctuent - Titanium, Par exemple, peut augmenter 20% dans 6 mois en raison des pénuries d'approvisionnement. Vérifiez toujours les prix actuels avant de finaliser une conception.
Machinabilité: Temps = argent
La machinabilité d'un matériau (Comme c'est facile de couper) a un impact direct sur le temps - et le temps est de l'argent dans l'usinage CNC. Les matériaux plus durs prennent plus de temps à machine et épuisent des outils plus rapidement.
| Matériel | Cote de machinabilité (1= Le plus dur) | Temps d'usinage (contre. Aluminium) | Usure (contre. Aluminium) |
|---|---|---|---|
| Aluminium 6061 | 8 (facile) | 1x (base) | 1x (base) |
| Acier A36 | 5 (moyen) | 2.5x | 3x |
| Titane ti-6al-4v | 2 (dur) | 5x | 8x |
Exemple: Une entreprise aérospatiale avait besoin 100 supports en titane. L'usinage a pris 2.5 heures (contre. 30 Minutes pour l'aluminium), et les coûts d'outil étaient de 150 $ / partie (contre. $20 pour l'aluminium). Les coûts totaux liés aux matériaux étaient de 12 000 $ à 5 fois de plus que l'aluminium.
4. Conception & Géométrie: Complexité = coûts plus élevés
La forme de votre part est l'un des facteurs les plus faciles à contrôler - et l'un des principaux moteurs de coût. Les conceptions simples économisent de l'argent; Des conceptions complexes coûtent plus cher.
Caractéristiques de conception à coût élevé pour éviter
Ces caractéristiques obligent les machines à travailler plus dur, prendre plus de temps, ou utilisez des outils spécialisés:
- Coins internes pointus: Les outils CNC ont des conseils arrondis, Les coins pointus ont donc besoin d'étapes supplémentaires (comme la finition EDM) qui ajoutent 50 $ à 200 $ / pièce.
- Murs fins (Sous 1 mm): Les murs fins se penchent pendant l'usinage, nécessitant des vitesses plus lentes et plus de retouches. Une entreprise d'électronique a ajouté 3 $ / pièce pour réparer les murs pliés sur un étui téléphonique - jusqu'à ce qu'ils épaississent les murs à 1,5 mm, Éliminer le problème.
- Cavités profondes (Depth > 4x Diameter): Les trous profonds ont besoin d'outils longs qui vibrent, conduisant à des erreurs. Usinant une cavité de 10 mm de profondeur (contre. 5MM) ajouter 30% au temps et au coût.
- Tailles de trous non standard: Forage d'un trou de 7,3 mm (contre. un 7 mm standard) nécessite un foret personnalisé qui coûte 80 $ à 150 $.
Taille de pièce: Plus grand = plus cher
Les pièces plus grandes ont besoin de plus de matières premières, Plus d'espace machine, et des temps d'usinage plus longs. Une plaque en aluminium de 10 cm x 10 cm $5 (matière première), Alors qu'une plaque de 30 cm x 30 cm coûte 45 $ à 9x de plus. Plus, L'usinage de la plaque plus grande prend 3 fois plus.
5. Volume de production: Taille du lot = économies de coûts
Le nombre de pièces que vous commandez (volume de production) a un impact énorme sur le coût unitaire. Des lots plus importants répartissent les coûts fixes (comme la préparation et la configuration), Donc chaque partie coûte moins.
Taille du lot vs. Coût unitaire (Exemple: Aluminium 6061 Support)
| Taille de lot | Coût de préparation unitaire | Coût des matériaux unitaires | Coût d'usinage unitaire | Coût unitaire total | Économies de coûts (contre. 1 Partie) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | $400 | $5 | $30 | $435 | 0% |
| 10 | $40 | $5 | $25 | $70 | 84% |
| 100 | $4 | $4.50 | $20 | $28.50 | 93% |
| 1,000 | $0.40 | $4 | $15 | $19.40 | 95% |
Perspicacité clé: Commande 1,000 parties au lieu de 1 Coupe le coût unitaire de 95%. Même si tu n'as pas besoin 1,000 parties maintenant, Stockage supplémentaire (S'ils n'expirent pas) peut économiser de l'argent à long terme.
6. Finition de surface: Le «toucher final» coûte
La plupart des pièces CNC fonctionnent dès la machine, mais certains ont besoin de finition pour améliorer l'apparence, force, ou résistance à la corrosion. Chaque finition ajoute des coûts.
| Processus de finition | But | Coût par pièce (Petite partie en aluminium) |
|---|---|---|
| Pas de finition | Parties fonctionnelles (supports internes) | $0 |
| Anodisation | Résistance à la corrosion + couleur | $3- 10 $ |
| Revêtement en poudre | Résistance à gratter | $5- 15 $ |
| Traitement thermique | Force (Par exemple, pièces en acier) | $10- 30 $ |
Exemple: Un fabricant d'outils de jardin a ajouté un revêtement en poudre aux poignées en aluminium. Cela coûte 8 $ / manche, Mais les rendements des clients ont été abandonnés 40% (En raison de moins de rayures)- donc le coût supplémentaire en valait la peine.
Perspective de la technologie Yigu sur les coûts d'usinage CNC
À la technologie Yigu, Nous aidons les clients à équilibrer le coût et la qualité. Pour les équipes d'approvisionnement, Nous recommandons: 1) Choisir de l'aluminium 6061 Pour la plupart des projets (grande machinabilité, faible coût); 2) Commander des lots de 100+ Pour répartir les coûts de préparation; 3) Éviter les caractéristiques complexes comme les murs minces ou les coins tranchants. Pour les ingénieurs, Nous conseillons d'optimiser les conceptions tôt - changez de changement (comme des murs épaissis) peut réduire les coûts 20%. Nous vous suggérons également d'utiliser des usines à 3 axes pour des pièces simples et à 5 axes uniquement si nécessaire - cela maintient les taux horaires bas sans sacrifier la qualité.
FAQ
1. Combien puis-je économiser en passant de l'acier à l'aluminium?
En moyenne, Coûts en aluminium 33% Moins à la machine que l'acier (En raison d'une meilleure machinabilité). Pour 100 parties, Cela représente 500 $ à 2 000 $ d'économies. Plus, Les pièces en aluminium sont plus légères - économiser également sur les frais d'expédition. Assurez-vous simplement que l'aluminium répond aux besoins de force de votre pièce.
2. Est-il moins cher à commander 100 pièces maintenant ou 10 parties 10 fois?
Commande 100 Les pièces sont maintenant 70 à 80% moins chères. Par exemple, 10 Coût des pièces $70 chaque ($700 total), alors que 100 Coût des pièces $28.50 chaque ($2,850 total)-mais 10 ordres de 10 coûterait $7,000. Même avec les coûts de stockage, 100 Les pièces sont moins chères.
3. Les changements de conception peuvent-ils vraiment réduire les coûts de CNC?
Oui! Changements simples comme arrondir les coins internes, épaississant les murs fins, ou l'utilisation de tailles de trous standard peut réduire les coûts de 15 à 40%. Un de nos clients a économisé 1,20 $ / partie en modifiant un mur de 0,8 mm à 1,2 mm - aucun impact sur les performances, juste un temps d'usinage inférieur.