調達スペシャリストまたは製品エンジニアの場合, CNCの機械加工コストを抑えることは、予算を維持し、競争力のある製品を提供するための鍵です. ただし、CNCコストは真空に存在しません。これらは、使用するマシンから注文する部品の数まで、すべてによって形作られています。. このガイドはを分類します 5 CNC加工コストを促進するコア要因, 実世界の例があります, データテーブル, 品質を犠牲にすることなく費用を削減するのに役立つ実用的なヒント.
1. 装置 & 機械: コストの基礎
単一の部分が機械加工される前, 機器の選択はコストトーンを設定します. 機器のコストには、前払いの購入が含まれます, 継続的な操作, そして長期的なメンテナンス - そして、これらの費用はあなたが生産するすべての部分にだまされます.
主要な機器コストドライバー
- マシンタイプ: CNCの旋盤は、CNCフライス機よりもシンプルで安価です. ミリングマシンには、より可動部品があります, より複雑なアセンブリが必要です, 熟練したオペレーターが必要です。そのため、操作に30〜50％高くなります. 例えば, シンプルなアルミニウムボルトを機械加工する小さなショップは、フライス盤の代わりにCNC旋盤を使用して月額800ドルを節約しました.
- 機械年齢 & 効率: 最新のCNCマシン (2015年以降に作られました) 古いモデルよりも2倍高速です. aから切り替えるメーカー 2008 3-aに軸ミル 2022 モデルは、鋼のブラケットの生産時間を削減します 45 数分 20 議事録 - 労働力とエネルギーコストを破壊します 55%.
- 軸の数: より多くの軸は、より高いコストを意味します, しかし、より多くの能力もあります. 5-軸工場は複雑な部品を作ることができます (航空宇宙コンポーネントのように) 1回の実行で, しかし、それらは3軸工場よりも2〜3倍かかります. 医療機器会社は、5軸の機械加工と1時間あたり$ 120を支払いました. $50/3軸の時間 - しかし、リワークを減らしました 80%, したがって、追加費用は報われました.
切削工具費用 (隠された装備費用)
ツールは単なる「アクセサリー」ではなく、繰り返しコストです. 素材, コーティング, ツールの設計はすべて価格に影響を与えます:
| ツール材料 | 主な利点 | コスト対. スチールツール | に最適です |
|---|---|---|---|
| 鋼鉄 | 安い, シャープに簡単です | 1x (基本価格) | ソフトプラスチックの低速加工 |
| 炭化物 | 耐熱性, 高速能力 | 2x | アルミニウム, 鋼鉄, 大量の仕事 |
| ダイヤモンドコーティング | ウルトラハード, 最小限の摩耗 | 5x | 研磨材 (例えば。, ガラスで満たされたプラスチック) |
例: サプライヤーの機械加工 1,000 鋼鉄から炭化物ツールに切り替えられたアルミ括弧. 炭化物のツールは2倍の費用がかかりますが, 彼らは4倍長く続いたので、合計ツールコストは低下しました 50%.
2. 生産準備費用: 「機械加工前」の費用
計画なしでは部品を機械加工することはできません。その計画にはお金がかかります. 生産準備コストには、アイデアを機械加工可能なデザインに変えるために必要なすべてが含まれます.
準備コストに含まれるもの?
- CADデザイン: SolidWorksのようなソフトウェアを使用して3Dモデルを作成するには4〜16時間かかります, 複雑さによって異なります. シンプルなブラケットのデザインは200〜500ドルです, 複雑なエンジン部品の価格は1,000〜3,000ドルです.
- カムプログラミング: CADモデルをGコードに変換します (言語CNCマシンが使用します) 2〜8時間かかります. フリーランスのカムプログラマーは、1時間あたり$ 75〜 $ 150を請求します。これは、中程度の複数の部分です (プラスチック製のギアのように) 準備費用に150〜600ドルを追加します.
- 設計最適化: 欠陥の修正 (薄い壁や鋭い角のように) 機械加工する前に、後でお金を節約できます. 家具メーカーが費やしました $300 椅子の脚の設計を最適化し、回避しました $2,000 故障した部品からの無駄な材料.
ヒントの場合: 小さなバッチ用 (下 50 部品), 準備費用は、総コストの40〜60％を占める可能性があります. 大きなバッチ用 (1,000+ 部品), これらのコストは分散しているので、5〜10％しか構成していません.
3. 材料費: 最大の変数
選択した素材は、多くの場合、単一の最大のコストファクターです. 原料の価格だけではありません - 機械性も重要です.
原材料価格 (タイプごとに)
金属はプラスチックよりも高価です, しかし、彼らの価格は大きく異なります. 以下は相対的なコストの比較です (に基づく 2024 データ):
| 材料タイプ | 例グレード | 相対コスト (vs. アルミニウム) | 密度 (g/cm³) |
|---|---|---|---|
| プラスチック | 腹筋 | 0.3x | 1.05 |
| アルミニウム | およびAW-6061 | 1x (ベース) | 2.70 |
| 鋼鉄 | A36 | 1.5x | 7.85 |
| チタン | TI-6AL-4V | 8x | 4.43 |
| 銅 | C11000 | 3x | 8.96 |
注記: 金属価格は変動します - チタン, 例えば, 上昇することができます 20% で 6 供給不足による数ヶ月. デザインを最終化する前に、常に現在の価格を確認してください.
加工性: 時間=お金
材料の機密性 (カットするのはどれほど簡単か) 時間に直接影響を与えます - そして、時間はCNCの機械加工のお金です. より硬い材料は、より速くツールを機械加工し、摩耗するのに時間がかかります.
| 材料 | 加工性評価 (1=最も難しい) | 加工時間 (vs. アルミニウム) | ツールウェア (vs. アルミニウム) |
|---|---|---|---|
| アルミニウム 6061 | 8 (簡単) | 1x (ベース) | 1x (ベース) |
| スチールA36 | 5 (中くらい) | 2.5x | 3x |
| チタンTI-6AL-4V | 2 (難しい) | 5x | 8x |
例: 航空宇宙会社が必要でした 100 チタンブラケット. それぞれ機械加工しました 2.5 時間 (vs. 30 アルミニウムの議事録), ツールコストは150ドルあたりでした (vs. $20 アルミニウム用). 材料関連の総費用は、12,000ドルから5倍のアルミニウムよりも5倍でした.
4. デザイン & ジオメトリ: 複雑さ=より高いコスト
あなたの部品の形状は、制御するのが最も簡単な要因の1つであり、最大のコストドライバーの1つです. シンプルなデザインはお金を節約します; 複雑なデザインはよりコストがかかります.
避けるべき高コストの設計機能
これらの機能により、機械はより激しく動作するようになります, 時間がかかります, または、特殊なツールを使用します:
- 尖った内部角: CNCツールには丸みがあります, 鋭いコーナーには余分なステップが必要です (EDM仕上げのように) これにより、50〜200ドル/パーツが追加されます.
- 薄い壁 (1mm未満): 機械加工中に薄い壁が曲がっています, より遅い速度とより多くのリワークが必要です. 電子会社は、電話ケースに曲がった壁を修正するために3ドル/パートを追加しました。壁を1.5mmに厚くしている間, 問題を排除します.
- 深い空洞 (Depth > 4x Diameter): 深い穴には、振動する長いツールが必要です, エラーにつながります. 10mmの深さの空洞を加工します (vs. 5mm) 追加します 30% 時間と費用に.
- 標準以外の穴サイズ: 7.3mmの穴の掘削 (vs. 標準7mm) 80〜150ドルかかるカスタムドリルビットが必要です.
部品サイズ: 大きい=より高価
大規模な部品には、より多くの原料が必要です, より多くのマシンスペース, より長い機械加工時間. 10cm x 10cmのアルミニウムプレートコスト $5 (原材料), 30cm x 30cmプレートの価格は45〜9倍です. プラス, 大きなプレートを機械加工するには、3倍の時間がかかります.
5. 生産量: バッチサイズ=コスト削減
注文する部品の数 (生産量) ユニットコストに大きな影響を与えます. より大きなバッチが固定費を分散します (準備とセットアップのように), したがって、各パーツのコストは安くなります.
バッチサイズと. 単位コスト (例: アルミニウム 6061 ブラケット)
| バッチサイズ | ユニットの準備費用 | 単位材料コスト | ユニットの機械加工コスト | 総単位コスト | コスト削減 (vs. 1 一部) |
|---|---|---|---|---|---|
| 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% |
重要な洞察: 注文 1,000 の代わりに部品 1 単位コストを削減します 95%. 必要でない場合でも 1,000 今部品, 余分な保管 (彼らが期限切れにならない場合) 長期的にお金を節約できます.
6. 表面仕上げ: 「最終的なタッチ」コスト
ほとんどのCNC部品は機械のすぐそばで動作しますが、外観を改善するには仕上げが必要なものもあります, 強さ, または腐食抵抗. 各仕上げはコストを追加します.
| 仕上げプロセス | 目的 | 部品ごとのコスト (小さなアルミニウム部分) |
|---|---|---|
| 仕上げはありません | 機能部品 (内部ブラケット) | $0 |
| 陽極酸化 | 耐食性 + 色 | $3 - $ 10 |
| パウダーコーティング | スクラッチ抵抗 | $5 - $ 15 |
| 熱処理 | 強さ (例えば。, 鋼部品) | $10 - 30ドル |
例: ガーデンツールメーカーがアルミニウムハンドルにパウダーコーティングを追加しました. ハンドルあたり8ドルかかります, しかし、顧客の返品は停止しました 40% (傷が少ないため) - したがって、追加費用はそれだけの価値がありました.
Yigu TechnologyのCNC加工コストに関する視点
Yiguテクノロジーで, 私たちは、クライアントがコストと品質のバランスをとるのを支援します. 調達チーム向け, お勧めします: 1) アルミニウムの選択 6061 ほとんどのプロジェクトで (優れた機械性, 低コスト); 2) のバッチの注文 100+ 準備費用を広めるため; 3) 薄い壁や鋭い角などの複雑な機能を避けます. エンジニア向け, デザインを早期に最適化することをお勧めします (壁を厚くするように) でコストを削減できます 20%. また、必要な場合にのみ、単純な部品と5軸に3軸ミルを使用することをお勧めします。.
よくある質問
1. スチールからアルミニウムに切り替えることで、いくら節約できますか?
平均して, アルミニウムコスト 33% スチールよりも機械より少ない (より良い機械性のため). のために 100 部品, 500〜2,000ドルの節約です. プラス, アルミニウムの部品は軽量で、送料も削減されています. アルミニウムがあなたの部品の強さのニーズを満たしていることを確認してください.
2. 注文する方が安いですか 100 パーツ今または 10 部品 10 時代?
注文 100 現在、部品は70〜80％安くなっています. 例えば, 10 部品コスト $70 それぞれ ($700 合計), その間 100 部品コスト $28.50 それぞれ ($2,850 合計)-しかし 10 の注文 10 費用がかかります $7,000. ストレージコストでも, 100 部品はより安い長期です.
3. 設計の変更は、CNCコストを本当に削減できます?
はい! 内部角を丸くするなどの単純な変更, 薄い壁を厚くします, または標準のホールサイズを使用すると、コストを15〜40％削減できます. 私たちのクライアントは、0.8mmの壁を1.2mmに変更することで1部あたり1.20ドルを節約しました。パフォーマンスへの影響はありません, 機械加工時間を短縮します.
