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CNC加工コストに影響する要因
3Dプリンティングは主流メディアで話題になっていますが、近年、特に金属部品の製造に関しては、それほど期待はされていません。CNC加工は、オンデマンド生産において、現在でも最もコスト効率の高い製造プロセスの1つです。カスタムCNC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2倍の差が生じることもあります。多くの人が、CNC加工部品の価格に影響を与える要因は何なのかと戸惑っています。実際、CNC加工には、さまざまなCNCプロジェクトに普遍的に適用できる固定コストはありません。この記事では、CNC加工コストに影響を与える主な要因を理解し、プロジェクト予算に合わせて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、加工プロジェクトを開始する前に大きな投資となります。例えば、米国ではHaas（ハース）社のマシンが非常に人気があり、エントリーレベルのCNCフライス盤の価格は30,000万ドルから始まります。これらの高額な投資は、製造される各部品のコストに償却されなければなりません。運用、メンテナンス、その他の関連費用も少額ではありません。CNC加工では高価なCNC工作機械を使用するため、それによって製造される部品のコストも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。切削工具の材質、コーティング、形状もCNCマシンの総コストに影響します。例えば、超硬チップ付き切削工具のコストは鋼製切削工具の2倍になりますが、はるかに硬く、耐熱性に優れ、非常に高速な加工が可能です。チタン合金を切削する場合は、特殊な合金製の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旋盤と比較すると、CNCフライス盤は可動部品がより複雑で、セットアップ、操作、メンテナンスがより難しく、より複雑な加工が可能であるため、コストもそれに応じて高くなります。
セットアップ費用。セットアップ費用は、実際の機械加工の準備にかかる費用です。CNC加工部品はすべて3Dモデルから始まります。3Dモデルは、CAD（コンピュータ支援設計）ソフトウェアを使用して設計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、セットアップ費用の大部分を占めます。セットアップ費用には、適切なCAMソフトウェアを使用した、製造するモデルの設計最適化とCAM（コンピュータ支援製造）準備も含まれます。
2.Material
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。
原材料費。原材料の価格は、その価値と希少性によって変動します。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について詳細な知識を持っています。
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。
材料の加工性。原材料費に加えて、加工の難しさも重要な決定要因です。部品のCNC加工コストは、加工にかかる時間に比例します。加工が難しい材料は、設定、治具、切削油、電力、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加工が難しい傾向がありますが、材料の種類やグレードによっても異なります。ABS、PC、PMMA、AL6061などは切削しやすいため、CNC加工によく使われる材料ですが、PEEK、マグネシウム、テフロン、ステンレス鋼、チタンの加工性はやや劣ります。
設計と幾何学的複雑さ。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。当然ながら、複雑な部品、鋭い内角、薄肉部、深い空洞、非標準の穴や文字などがあると、加工コストははるかに高くなります。非常に複雑な部品は、より高度なCNCマシン、より長い加工時間、加工面とセットアップの複数回の変更、より多くの品質検査（公差、表面仕上げなど）、セットアップ、カスタム治具などを必要とする場合があり、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。
数量。大量生産によって、部品1個あたりのコストを効果的に削減できます。これは、繰り返しのセットアップコストを削減できるためです。同じ部品の場合、CAD設計、CAM、機械セットアップはすべて一度に行われます。試作品を1つだけ作成する場合、すべてのセットアップコストはこの1つの部品に割り当てられます。同じ作業とセットアップを同じ部品の大量生産に使用する場合、セットアップコストをすべての部品に分散できるため、コスト削減を最大化できます。不完全な統計によると、部品1個の価格が10ドルの場合、1000個製造すると価格は1ドルになる可能性があります。そうです、価格差はそれほど大きいのです。
部品の公差。厳密な公差は設計要件をよりよく満たすことができますが、それに伴いCNC加工のコストも高くなります。部品は、必要がない限り、あまり精密な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接合部でのみ、厳しい公差を維持する必要があります。部品の穴や空洞内部で厳しい公差を達成することは難しいことに注意してください。DDPrototypeでは、通常、CNC加工金属部品にはDIN-2768-1-fineグレード、CNC加工プラスチック部品にはDIN-2768-1-mediumグレードの規格に従っています。
人件費。人件費を決定する要因は、地域、業界、熟練労働者のレベルなど多岐にわたります。CNC加工工場では、複雑な形状の部品を多数CNC加工する必要がある場合が多く、部品の品質と寸法精度を保証するために、経験豊富な熟練工を雇用してCNC機械を操作させることになります。そのため、人件費もそれに応じて高くなります。
表面処理。部品に追加の表面処理や仕上げ加工をご希望の場合は、特別な技術や材料が必要となるため、表面処理や仕上げ加工を施していない部品に比べてコストが高くなります。一般的に、部品の表面処理には、コーティング、陽極酸化処理、熱処理、研磨、スプレー塗装、電気めっき、不動態化処理、シルクスクリーン印刷などが含まれます。
設計。非標準の穴サイズ、文字、薄肉などの複雑な形状は、CNC加工コストの増加につながります。複雑な形状は、部品加工にプログラミング時間、専用工具、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。不要な機能を排除することで、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。
