Факторы, влияющие на затраты на обработку ЧПУ: Руководство для закупок & Инженеры

Если вы специалист по закупкам или инженер -продукт, Под контролем затрат на обработку ЧПУ является ключом к пребыванию в бюджете и предоставлении конкурентоспособных продуктов.. Но затрат на ЧПУ не существует в вакууме - они формируются всем, от машины, которую вы используете до количества заказа, которые вы заказываете. Это руководство разрушает 5 Основные факторы, которые управляют затратами на обработку ЧПУ, с реальными примерами, Таблицы данных, и действенные советы, которые помогут вам сократить расходы, не жертвуя качеством.

1. Оборудование & Машины: Основание стоимости

Перед обработкой одной части, Ваш выбор оборудования задает тон стоимости. Затраты на оборудование включают авансовую покупку, Продолжающаяся операция, и долгосрочное обслуживание-и эти расходы сокрушаются до каждой части, которую вы производите.

Ключевое оборудование стоило драйверы

  • Тип машины: Токарные турниры с ЧПУ проще и дешевле, чем фрезерные машины с ЧПУ. Метковые машины имеют больше движущихся деталей, Требовать более сложной сборки, и нужны квалифицированные операторы - так что они стоят на 30–50% больше для работы. Например, Небольшой мастерская простые алюминиевые болты сэкономили 800 долларов в месяц, используя токарный станок с ЧПУ вместо фрезерной машины.
  • Машинный возраст & Эффективность: Современные машины с ЧПУ (Сделано после 2015 года) в 2 раза быстрее, чем более старые модели. Производитель переключается с 2008 3-мельница оси 2022 модель сокращения времени производства для стального кронштейна от 45 минуты до 20 Протокол - сокращение труда и затрат на энергию 55%.
  • Количество топоров: Больше осей означает более высокие затраты, но также больше возможностей. 5-Миллс оси может сделать сложные детали (Как аэрокосмические компоненты) за один пробег, но они стоят в 2–3 раза больше, чем 3-осевые мельницы. Компания по медицинским устройствам заплатила 120 долларов в час за 5-осевую обработку по сравнению с. $50/час для 3-осевой-но уменьшил переделку 80%, Так что дополнительная стоимость окупилась.

Затраты на резку инструмента (Скрытые расходы на оборудование)

Инструменты не просто «аксессуары» - это повторяющаяся стоимость. Материал, покрытие, и проектирование инструментов все воздействие цена:

Материал инструментаКлючевые преимуществаСтоимость против. Стальные инструментыЛучше всего для
СтальДешевый, Легко заточить1х (базовая цена)Низкоскоростная обработка мягких пластмассы
КарбидТеплостойкий, высокоскоростная способностьАлюминий, сталь, и большой объем рабочих мест
АлмазУльтра-Хард, Минимальный износАбразивные материалы (НАПРИМЕР., Заполненные стеклом пластмассы)

Пример: Обработка поставщика 1,000 Алюминиевые кронштейны переключены от стали на карбидные инструменты. Хотя карбидные инструменты стоят вдвое дороже, Они длились 4x длиннее - так что общая стоимость инструмента снизилась 50%.

2. Затраты на подготовку производства: Расходы «Перед обработкой»

Вы не можете выработать часть без плана - и этот план стоит денег. Затраты на подготовку производства включают все необходимое для превращения идеи в механизм.

Что входит в затраты на подготовку?

  • CAD Design: Создание 3D -модели с таким программным обеспечением, как SolidWorks, занимает 4–16 часов, в зависимости от сложности. Простой дизайн кронштейна стоит 200–500 долларов США., в то время как сложная часть двигателя стоит 1000–3000 долларов США.
  • CAM программирование: Преобразование модели CAD в G-код (Языковые машины с ЧПУ используют) занимает 2–8 часов. Freelance Cam Progrommer взимает 75–150 долл. США в час-такая часть средней компенсации (как пластиковая передача) Добавляет 150–600 долларов США к затратам на подготовку.
  • Оптимизация дизайна: Исправление недостатков (как тонкие стены или острые углы) Перед обработкой экономит деньги позже. Производитель мебели потратил $300 оптимизация дизайна ноги стула - и избежать $2,000 в потраченном материале из неудачных частей.

Для чаевого: Для небольших партий (под 50 части), Затраты на подготовку могут составить 40–60% от общих затрат. Для больших партий (1,000+ части), Эти затраты распределены - так что они составляют только 5–10%.

3. Материальные затраты: Самая большая переменная

Материал, который вы выбираете, часто является самым большим фактором стоимости. Речь идет не только о цене сырья - это тоже имеет значение.

Цены на сырье (По типу)

Металлы дороже, чем пластмассы, Но их цены сильно различаются. Ниже приведено относительное сравнение затрат (на основе 2024 данные):

Тип материалаПример классаОтносительная стоимость (против. Алюминий)Плотность (G/CM³)
ПластикАБС0.3х1.05
АлюминийИ AW-60611х (база)2.70
СтальA361.5х7.85
ТитанTI-6AL-4V4.43
МедьC110008.96

Примечание: Цены на металл колеблются - Titanium, например, может подняться 20% в 6 месяцы из -за нехватки поставок. Всегда проверяйте текущие цены перед завершением дизайна.

Механизм: Время = деньги

Механизм материала (Как легко разрезать) непосредственно влияет на время - и время - деньги в обработке ЧПУ. Более сложные материалы занимают больше времени для машины и быстрее изнашивать инструменты.

МатериалРейтинг механизма (1= Тяжелее)Время обработки (против. Алюминий)Износ инструмента (против. Алюминий)
Алюминий 60618 (легкий)1х (база)1х (база)
Сталь A365 (середина)2.5х
Титан Ti-6Al-4V2 (жесткий)

Пример: Потребовалась аэрокосмическая компания 100 Титановые кронштейны. Обработка каждого взяла 2.5 часы (против. 30 минут для алюминия), и затраты на инструмент составили 150 долларов/часть (против. $20 для алюминия). Общие расходы, связанные с материалами, были в 12 000–5 раз больше, чем алюминий.

4. Дизайн & Геометрия: Сложность = более высокие затраты

Форма вашей стороны является одним из самых простых факторов для контроля - и один из самых больших драйверов затрат. Простые дизайны сэкономят деньги; Сложные дизайны стоят дороже.

Высококазочные дизайнерские особенности, чтобы избежать

Эти функции заставляют машины работать усерднее, заняться дольше, или использовать специализированные инструменты:

  • Упомянутые внутренние углы: Инструменты с ЧПУ имеют закругленные советы, Так что острые углы нуждаются в дополнительных шагах (Как EDM, финишировать) Это добавляет 50–200 долларов США/часть.
  • Тонкие стены (До 1 мм): Тонкие стены изгибаются во время обработки, требует более медленных скоростей и большей переделки. Компания по электронике добавила 3 ​​доллара США/часть, чтобы починить изогнутые стены на телефонах - пока они не загустеют стены до 1,5 мм., Устранение проблемы.
  • Глубокие полости (Depth > 4x Diameter): Глубокие отверстия нуждаются в длинных инструментах, которые вибрируют, приводя к ошибкам. Обработка полости глубиной 10 мм (против. 5мм) добавляет 30% Время и стоимость.
  • Нестандартные размеры отверстий: Бурение отверстия 7,3 мм (против. Стандартный 7 мм) Требуется пользовательский дрессировщик, который стоит 80–150 долларов США.

Размер частично: Больше = дороже

Крупным деталям нужно больше сырья, Больше машинного пространства, и более длительное время обработки. Алюминиевая пластина 10 см x 10 см. $5 (сырье), в то время как пластина 30 см х 30 см стоит 45–9 раз больше. Плюс, Обработка большей пластины занимает 3 раза дольше.

5. Объем производства: Размер партии = экономия затрат

Количество заказа, которые вы заказываете (объем производства) оказывает огромное влияние на стоимость единицы. Большие партии распределяют постоянные затраты (как подготовка и настройка), Таким образом, каждая часть стоит меньше.

Размер партии против. Единица стоимость (Пример: Алюминий 6061 Кронштейн)

Размер партииСтоимость подготовки подразделенияМодульная стоимость материалаСтоимость обработки единицыОбщая стоимость единицыЭкономия стоимости (против. 1 Часть)
1$400$5$30$4350%
10$40$5$25$7084%
100$4$4.50$20$28.5093%
1,000$0.40$4$15$19.4095%

Ключевое понимание: Заказывающий 1,000 части вместо 1 сокращает стоимость единицы 95%. Даже если вам не нужно 1,000 Части сейчас, хранение дополнительного (Если они не истекают) может сэкономить деньги в долгосрочной перспективе.

6. Поверхностная отделка: Стоимость «окончательного прикосновения»

Большинство деталей ЧПУ работают прямо с машины, но некоторые нуждаются в отделке, чтобы улучшить внешний вид, сила, или коррозионная стойкость. Каждая отделка добавляет стоимость.

Процесс отделкиЦельСтоимость за часть (Маленькая алюминиевая часть)
Нет финишаФункциональные части (внутренние кронштейны)$0
АнодированиеКоррозионная стойкость + цвет$3- 10 долларов
Порошковое покрытиеСопротивление царапин$5- 15 долларов
Термическая обработкаСила (НАПРИМЕР., стальные детали)$10- 30 долларов

Пример: Создатель садового инструмента добавил порошковое покрытие в алюминиевые ручки. Это стоило 8 долларов/ручка, Но возвращение клиента упало у 40% (Из -за меньшего количества царапин)- Так что дополнительная стоимость того стоила.

Перспектива технологии Yigu на затраты на обработку ЧПУ

В Yigu Technology, Мы помогаем клиентам сбалансировать стоимость и качество. Для команд закупок, Мы рекомендуем: 1) Выбор алюминия 6061 Для большинства проектов (Отличная механизм, бюджетный); 2) Заказы партий 100+ Для распространения затрат на подготовку; 3) Избегание сложных особенностей, таких как тонкие стены или острые углы. Для инженеров, Мы консультируем оптимизацию дизайнов на ранней стадии (как утолщающие стены) может сократить расходы 20%. Мы также предлагаем использовать 3-осевые мельницы для простых частей и 5 осевых только при необходимости-это сохраняет почасовые показатели низкими, не жертвуя качеством.

Часто задаваемые вопросы

1. Сколько я могу сэкономить, переключившись от стали на алюминий?

В среднем, Алюминиевые затраты 33% меньше до машины, чем сталь (Из -за лучшей механизма). Для 100 части, Это 500–2000 долларов на сбережения. Плюс, алюминиевые детали легче - также приносят расходы на доставку. Просто убедитесь, что алюминий удовлетворяет потребности вашей стороны в силе.

2. Дешевле заказывать 100 части сейчас или 10 части 10 раз?

Заказывающий 100 Части сейчас на 70–80% дешевле. Например, 10 Стоимость деталей $70 каждый ($700 общий), пока 100 Стоимость деталей $28.50 каждый ($2,850 общий)-но 10 приказы 10 будет стоить $7,000. Даже с затратами на хранение, 100 Части дешевле в долгосрочной перспективе.

3. Может ли разработка изменений действительно сократить затраты на ЧПУ?

Да! Простые изменения, такие как округление внутренних углов, утолщающие тонкие стены, или использование стандартных размеров отверстий может снизить затраты на 15–40%. Наш клиент сэкономил 1,20 долл. США/часть, изменив стену 0,8 мм на 1,2 млн. - без влияния на производительность, Просто более низкое время обработки.

Прокрутите вверх