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CNC加工コストに影響する要因
主流メディアで話題になっている3Dプリンターですが、近年、特に金属部品の製作に関しては、あまり期待されていません。 CNC 機械加工は、これまでのオンデマンド生産で最も費用対効果の高い製造プロセスの XNUMX つです。 カスタム CNC 機械加工部品を探す場合、メーカーによって価格が大きく異なり、場合によっては価格差が XNUMX 倍になることもあります。 ほとんどの人は、CNC 機械加工部品の価格に影響を与える要因は何ですか? 実際、CNC 加工では、さまざまな CNC プロジェクトに普遍的に適用できる固定費はありません。 この記事は、CNC 加工コストに影響を与える主な要因のいくつかを理解するのに役立ち、プロジェクトの予算を満たすために CNC 加工コストを削減する方法についてアドバイスを提供します。
CNC 機械加工部品のコストに影響を与える最も重要な要因は、処理時間、設備、材料、設計、製造量、公差、および表面処理などです。
1. CNC マシンとその構成
CNC マシン。 CNC マシンは、機械加工プロジェクトの前に大きな投資となります。 例えば、 ハース (HAAS) マシンは米国で非常に人気があり、エントリーレベルの価格 CNCフライス盤 マシンは 30,000 ドルから。 これらの高価な投資は、製造される各部品のコストで償却する必要があります。 運用、保守、およびその他の関連コストも少額ではありません。 CNC 加工では高価な CNC 工作機械が使用され、それによって製造される部品のコストはそれに応じて高くなります。
カスタム パーツの加工には、穴あけ、中ぐり、旋削、フライス加工が含まれます。ほとんどの操作は、CNC ミルまたは CNC 旋盤で実行されます。 中国の試作メーカーである DDPROTOTYPE では、3 軸 CNC フライス盤の加工コスト (オペレーターの賃金を除く) は 13 時間あたり 24 ドルで、オペレーターの賃金を追加すると 11 時間あたり約 5 ドルになります。 CNC 旋盤の価格は 40 時間あたり 80 ドルですが、XNUMX 軸 CNC 加工の加工費は XNUMX 時間あたり XNUMX ドルから XNUMX ドル以上です。
切削工具。 切削工具の材料、コーティング、および形状も、CNC マシンの総コストに影響を与える可能性があります。 たとえば、超硬チップの切削工具のコストは鋼の切削工具の XNUMX 倍になりますが、はるかに硬く、耐熱性が高く、非常に高速で作業できます。 チタン合金を切削するには、特殊な合金切削工具を使用する必要があります。
CNCフライス加工はより高価です。 CNC旋盤と比較して、CNCフライス盤にはより複雑な可動部品があります。 セットアップ、操作、および保守がより困難です。 より複雑な操作を実行できるため、それに応じてコストが高くなります。
セットアップ費用. セットアップ費用は、実際の加工の準備にかかる費用をカバーします。 すべての CNC 機械加工部品は 3D モデルから始まります。 3D モデルは、CAD (コンピューター支援設計) ソフトウェアを使用して、設計の専門家によって設計されます。 製造する 3D モデルを作成するために必要なリソースは、セットアップ コストのかなりの部分を占めています。 セットアップ コストには、適切な CAM ソフトウェアを使用して、製造するモデルの設計の最適化と CAM (コンピュータ支援製造) の準備も含まれます。
2。 材料
部品の製造に使用される材料は、原材料のコストと原材料の機械加工性に関係するコストに影響を与える重要な要素の XNUMX つです。
l 原材料のコスト。 原材料の価格は、その価値と希少性によって異なります。 経験豊富な購買エンジニアは、アルミニウム、銅、チタン、ステンレス鋼、マグネシウム、亜鉛、ABS、アクリル、POM、FRP、ナイロン、PEEK、PVC、PC、PE、PU、PTFE などの一般的な加工材料を詳細に理解しています。
金属 | |
アルミニウム6061 | $25 |
アルミニウム7075 | $80 |
ステンレス鋼304 | $90 |
プラスチック | |
ABS | $17 |
POM | $27 |
ナイロン6 | $30 |
たとえば、6 インチ x 6 インチ x 1 インチの寸法、さまざまな材料のコストを考えてみましょう。
材料の被削性原材料のコストに加えて、加工の難しさも重要な決定要因です。 部品の CNC 加工のコストは、加工にかかる時間に比例します。 難削材は、より多くの設定、治具、切削液、電気、切削工具など、より多くのリソースを消費します。 金属材料はプラスチック材料よりも機械加工が難しい傾向にありますが、異なるグレードの別の材料でもあります。 ABS、PC、PMMA、AL6061 などは切削が容易なため非常に人気のある CNC 材料ですが、PEEK、マグネシウム、テフロン、ステンレス鋼、チタンの機械加工性はやや劣ります。
デザインと幾何学的な複雑さ。部品の設計と形状は、CNC 加工のコストに大きく影響します。 明らかに、より複雑な部品、鋭い内側の角、薄肉、深いキャビティ、非標準の穴と文字などの加工コストははるかに高くなります。非常に複雑な部品には、より高度な CNC マシン、より多くの加工時間、複数の変更が必要になる場合があります。加工面とセットアップ、より多くの品質検査 (公差、表面仕上げなど)、セットアップ、カスタム治具など、これらすべてが部品のコストに影響します。
また、大型部品の製造は、より多くの原材料、リソース、および加工時間を必要とするため、より高価になります。
量。単一部品のコストは、大量生産によって効果的に削減できます。これは、繰り返しセットアップのコストを排除した結果です。 同じ部品の場合、CAD 設計、CAM、およびマシンのセットアップがすべて一度に行われます。 試作品を10つ作るだけの場合、セットアップ費用はすべてこの1000つの部品に割り当てられます。 大量の同じ部品に同じ操作とセットアップが使用される場合、セットアップ コストはすべての部品に分散され、コストを最大限に節約できます。 不完全な統計によると、1 つの部品の価格が $XNUMX の場合、価格または製造 XNUMX 個は $XNUMX になる可能性があります。 はい、価格差はそれだけです。
パーツの公差。厳密な公差は、設計の要件をよりよく満たすことができますが、CNC 機械加工のコストはそれに応じて高くなります。 パーツは、必要でない限り、精度の高い公差を設定する必要はありません。 通常、部品と他の部品との境界面で厳密な公差を維持する必要があるだけです。 パーツの穴やキャビティ内で厳しい公差を達成するのは難しいことに注意する必要があります。 DDPrototype では、通常、CNC 機械加工された金属部品には DIN-2768-1-fine グレード、CNC 機械加工されたプラスチック部品には DIN-2768-1-medium グレードの標準に従います。
人件費計算。地域、産業、熟練労働者の上級レベルなど、人件費を決定する多くの要因があります。 CNC 加工工場では、ほとんどの場合、CNC 加工を行う必要がある複雑な幾何学的形状を持つ多くの部品があり、部品の品質と寸法精度を保証するために、CNC 機械を操作する上級および経験豊富な機械工を雇うことを選択します。 . 同時に、それに応じて人件費も高くなります。
表面処理。部品に追加の表面処理または仕上げが必要な場合、部品のコストは、表面処理または仕上げを行わない部品と比較して高くなります。これは、達成するために特定の技術と材料が必要になるためです。 一般に、部品の表面処理には、コーティング、陽極酸化、熱処理、研磨、スプレー、電気メッキ、不動態化、シルクスクリーン印刷などが含まれます。
デザイン。非標準の穴サイズ、文字、薄肉などの複雑な機能により、CNC 加工のコストが増加します。 複雑な機能は、パーツを加工するためにより多くのプログラミング時間、特殊なツール、および複数の設定を必要とし、実行時間の増加は CNC 加工コストの増加につながります。 不要な機能を削除することで、設計を簡素化できます。
CAD 図面が正確で、詳細で、完全である場合は? 設計が意図したとおりに機械加工されるように、設計を支援する経験豊富なエンジニアまたは機械工が必要な場合があります。 この設計相談段階では、プロジェクトの初期費用がいくらか追加される可能性がありますが、設計ミスによる損失、公差設定の誤りによる損失など、長期的には多くの不要な費用を節約できます。
CNC 機械加工部品のコストを削減するためのヒント - CNC 機械加工のコストを削減するには?
CNC 機械加工のコストに影響を与える要因を理解した後、CNC 機械加工のコストを削減および最小化するために、次の側面を考慮する必要があります。
1.デザインと複雑なジオメトリ。
– 深い空洞構造を避ける
– 丸みを帯びた内側のコーナー
– 内側コーナーの半径がキャビティ深さの少なくとも 1/3 であることを確認してください
– 薄肉構造を減らします (金属部品の肉厚は 0.8 mm よりも優れており、プラスチックは 1.5 mm にすることができます)。
・限界深さ長さ（ねじの最大深さは穴径のXNUMX倍に設定）
–アスペクト比の高い小さな特徴を避ける
–ねじ穴用に最適化
2 公差
–厳しい公差の使用を減らす
–標準公差を使用
–設計から不必要な公差をすべて排除します
3.切削工具
–標準のドリルビットを使用
4.表面処理・仕上げ
–複数の表面処理を避ける
–マシニング仕上げを選択
5その他
–中国の広東省など、より経済的な場所を選択してください
–熟練した機械工がいるCNC加工ショップの方が良い
CNC 機械加工部品の価格を決定する要因は多数ありますが、経験豊富で熟練した CNC 機械加工サービス プロバイダーと協力することで、多くの機械加工の問題を解決し、高品質の部品を提供することができます。 DDPTOTOYPE では、XNUMX 年以上にわたって CNC 機械加工サービスに専念しており、設計を最適化するためのより多くの提案を提供します。 ご連絡をお待ちしております。