Como calcular o custo de usinagem e fabricação?

A usinagem CNC é essencialmente uma tecnologia subtrativa para a fabricação de protótipos e peças. Isso significa que sua operação resultará na remoção de material. Podemos usar esse processo em uma variedade de materiais, como metais e plásticos. Torneamento e fresamento CNC são diferentes de outras tecnologias de produção que usam controle numérico computadorizado. Em ambos os casos, começamos com um bloco maior de material. Em seguida, abrimos até obter o produto desejado.

O cálculo do custo da usinagem CNC envolve vários fatores de custo, incluindo mão de obra, maquinário, complexidade, materiais e assim por diante. A usinagem CNC oferece uma das opções mais econômicas para produção sob demanda e possui boa praticidade na usinagem de metais e outros materiais. Mas os clientes ainda precisam de estimativas de preços precisas antes do início de um novo projeto. Este artigo irá detalhar os fatores que calculam o custo da usinagem CNC e fornecer algumas dicas para otimizar o orçamento.

Usinagem CNC e fatores de custo relacionados

Na indústria de usinagem CNC, uma peça A pode ser muito mais cara que outra peça B. Embora a peça B possa ser menor que a peça A, pode ser mais cara que a peça A maior. Isso mostra que o preço não depende apenas do tamanho da usinagem CNC. Depende principalmente de uma combinação de diferentes fatores, incluindo mão de obra, custo da máquina, ferramentas, materiais, configurações e desgaste da ferramenta. É difícil obter uma avaliação precisa de cada categoria. No entanto, ao propor o preço final, você deve ter uma compreensão geral de como os compilamos.

Custos de Materiais

Este é um fator muito importante que os maquinistas consideram ao calcular o custo da usinagem CNC. Como a usinagem CNC é um processo subtrativo, geralmente usa mais materiais do que o produto final. O mecânico compra esses materiais por bloco e calcula o preço de cada bloco. Os dois principais materiais utilizados na usinagem CNC são metal e plástico. Vamos dar uma olhada em ambos:

– Metal

Os tipos de metal comuns usados ​​na usinagem CNC incluem alumínio 6061, aço inoxidável 303 e latão C360. Os maquinistas usam o alumínio 6061 com mais frequência devido ao seu preço econômico e boa usinabilidade. O aço inoxidável 303 e o latão C360 possuem maior usinabilidade, portanto o custo é maior.

– Plástico

Como o preço médio dos materiais a granel é menor, e devido à menor dureza e menor tempo de processamento, os plásticos usados ​​no processamento CNC são mais baratos. O custo a granel de plásticos como ABS, nylon 6 e POM (Delrin) é aproximadamente o mesmo do alumínio 6061, embora seu custo de peça única possa ser um pouco maior. Plásticos como PEEK são muito caros e só devem ser usados ​​quando absolutamente necessário.

Como resultado, o custo de fabricação de materiais mais duros é maior do que outros materiais devido à baixa trabalhabilidade. Além disso, tipos de materiais mais caros podem ser mais duráveis ​​e ter melhor desempenho. Os engenheiros de usinagem CNC podem decidir usar ABS e alumínio devido à sua alta usinabilidade, enquanto o aço inoxidável e o titânio são mais difíceis de usinar.

Usinagem Custo

Outro fator que afeta o custo da usinagem CNC é o tipo de equipamento, ferramentas ou máquinas utilizadas para a produção. A ideia é que quanto mais simples for a máquina utilizada, menor será o custo por unidade de tempo. Isso é óbvio, pois o custo de produção dos tornos CNC comuns é menor do que o dos tornos verticais CNC, enquanto os centros de usinagem CNC são mais caros do que as fresadoras.

• Fresamentos e tornos de 3 e 5 eixos oferecem flexibilidade para projetar peças com geometrias complexas e tolerâncias apertadas. O custo de processamento depende do tipo de máquina e do número de horas em que ela funcionará, geralmente chamado de tempo de máquina. A loja estabeleceu taxas horárias para a execução de diferentes tipos de máquinas. Esses custos não têm nada a ver com mão de obra. As vantagens proporcionadas por cada máquina dependem da complexidade geométrica da peça. Antes de enviar o projeto para a oficina mecânica, o projeto deve ser otimizado o máximo possível.

Recursos da peça

As características de uma peça referem-se à forma geométrica e à complexidade do desenho. Para peças com recursos complexos, são necessários mais tempo de programação, tempo de execução e tempo de configuração. Ao considerar a complexidade da peça, se o design da peça for complicado, o processo de usinagem se tornará mais difícil. Peças complexas também podem exigir ferramentas especializadas, várias configurações e máquinas para fabricar, aumentando assim o custo do produto final. É benéfico simplificar o projeto o máximo possível para reduzir o custo de cada peça. Simplifique o design eliminando funções desnecessárias. Em alguns casos, pode ser mais econômico dividir o projeto em várias partes e depois montá-lo.

Custos trabalhistas

Uma vez que a máquina CNC está configurada, quase nenhuma intervenção manual é necessária. O maquinista, engenheiro ou programador deve executar certas etapas. Esses incluem:

Programação:

Essa parte dos custos de mão de obra é a mais cara, pois envolve custos de design e digitais. Você precisa terceirizar seu produto para um designer para fazer um arquivo CAD. Você pode contornar isso fazendo você mesmo. Em seguida, é o engenheiro de fabricação, que verificará a repetibilidade do seu projeto e fornecerá sugestões de melhoria. A última pessoa é um programador, que converte arquivos CAD em arquivos CAM para ajudar as máquinas-ferramentas CNC a entender o projeto. Todo esse conhecimento tem um preço. Algumas tecnologias AutoCAM programam automaticamente a trajetória da ferramenta, o que reduz bastante a dependência de mão de obra nesta etapa da fabricação.

Configuração :

O maquinista irá configurar a máquina para a produção. Alguém deve sempre cortar a peça bruta, colocá-la no suporte da peça de trabalho e, em seguida, carregar a ferramenta no trocador de ferramentas. O custo depende do número e da complexidade das peças produzidas.

Controle de qualidade:

Como diz o velho ditado… “Você recebe o que você paga”. O preço que as empresas com certificação ISO 9001 cobrarão aumenta ligeiramente, refletindo o fato de que cada peça processada deve passar por verificações adicionais de controle de qualidade antes do envio.

Trabalhando com uma empresa que realmente se preocupa com a qualidade e possui um processo robusto de garantia de qualidade (como a SANS Usinagem), é possível distinguir a diferença entre apenas 1% dos lotes inspecionados e 100% dos lotes. Um excelente exemplo de “você recebe o que você paga”.

Não há dúvida de que a qualidade vale o preço. Se você estiver disposto a fazer um pedido com o fornecedor mais barato que encontrar, espere que o produto final recebido valha a pena.

Pós-processamento

Após a produção, sua produção exigirá alguma montagem e transporte para o local desejado. Esses processos envolverão algum trabalho manual que incorrerá em custos adicionais.

Superfície T reação

O tratamento de superfície pode melhorar a superfície final da peça, remover quaisquer marcas de ferramentas ou rugosidades, atingir fins estéticos e proporcionar resistência ao desgaste. A oficina de usinagem oferece uma variedade de tratamentos de superfície para diferentes materiais. O tratamento de superfície melhora a aparência das peças usinadas CNC e a capacidade de resistir a ambientes agressivos. Embora sejam vantajosos, aumentam os custos de processamento. O acabamento da superfície depende da aplicação da peça. Uma oficina qualificada pode ajudar a determinar a escolha mais prudente.

Todos esses fatores são levados em consideração no cálculo do custo da máquina CNC. Para saber como reduzir ainda mais esses custos, confira a próxima seção.

Como reduzir os custos de usinagem CNC

Na maioria dos casos, após estimar o custo da usinagem CNC, a usinagem CNC pode aumentar o custo do cliente, principalmente se não produzir um grande número de produtos. Você pode ajustar o custo de usinagem CNC para se adequar ao seu orçamento das seguintes maneiras:

1. Repensar o material

O material que você usará para o produto é um determinante importante do custo da usinagem CNC. Antes de selecionar materiais para o processo de produção, você deve considerar o preço dos materiais. Além disso, a trabalhabilidade do material é muito importante. Isso determina o tempo de processamento, que por sua vez afeta a taxa horária do processo de produção na oficina de usinagem CNC.

2. Design otimizado

O projeto do processo de fabricação também é um fator muito importante no cálculo dos custos de usinagem CNC. A complexidade do projeto determina a duração do tempo de processamento, que por sua vez afeta o custo. Para minimizar a complexidade do projeto, você pode considerar as seguintes questões antes de enviar o projeto para cotação:

– Minha peça é otimizada usando diretrizes de projeto para usinabilidade?

– Todos os recursos do meu modelo são necessários? Posso excluir ou simplificar qualquer um deles e ainda manter a funcionalidade completa da minha peça?

– Posso dividir meu projeto em várias peças que são mais fáceis para usinagem CNC e depois montá-lo?

– Existe uma maneira de modificar meu projeto para eliminar a necessidade de várias configurações de máquina ou ferramentas especiais?

– Existe um material mais barato ou mais fácil de processar que possa atender aos meus requisitos de projeto?

3. Outros fatores

Como cliente, é útil saber quais outros fatores além das medidas de controle de qualidade já mencionadas afetarão o preço que você paga. Conforme listado abaixo, muitos desses fatores estão sob seu controle:

Certificação ISO 9001 - seus fornecedores estão realmente comprometidos com seus compromissos de qualidade?

Tamanho do lote - você quer 1-off ou 1.000-off?

Operações de terceirização - você deseja fornecer tratamento de anodização para as peças ou comprá-lo você mesmo?

Seleção de material - o custo de processamento do alumínio é muito menor do que o do aço.

Prazo de entrega - com que urgência você precisa dos componentes?

Tolerâncias - tolerâncias mais rígidas aumentam os riscos e exigem mais tempo de inspeção.

Fixação – Sua peça tem um contorno complexo e requer uma solução de fixação personalizada para fixá-la durante as operações de usinagem?

Conclusão

Para a produção de peças de alto ou pequeno volume, é importante entender a máquina, os requisitos de mão de obra, a complexidade da peça, o tratamento de superfície e o tempo de produção. No entanto, o processo de estimativa de custos de processamento é propenso a erros e requer uma avaliação cuidadosa.

A SANS Machining está concentrada na fabricação de usinagem CNC, usinagem de protótipos, fabricação de peças de usinagem de baixo volume, fabricação de metais e serviços de acabamento de peças, fornecendo o melhor suporte e serviços.