¿Cómo calcular el costo de mecanizado y fabricación?

El mecanizado CNC es esencialmente una tecnología sustractiva para la fabricación de prototipos y piezas. Esto significa que su operación resultará en la remoción de material. Podemos usar este proceso en una variedad de materiales, como metales y plásticos. El torneado y fresado CNC son diferentes de otras tecnologías de producción que utilizan control numérico por computadora. En ambos casos, comenzamos con un bloque de material más grande. Luego lo abrimos hasta obtener el producto deseado.

Calcular el costo del mecanizado CNC implica varios factores de costo, que incluyen mano de obra, maquinaria, complejidad, materiales, etc. El mecanizado CNC proporciona una de las opciones más rentables para la producción bajo demanda y tiene una buena practicidad en el mecanizado de metales y otros materiales. Pero los clientes aún necesitan estimaciones de precios precisas antes del inicio de un nuevo proyecto. Este artículo desglosará los factores que calculan el costo del mecanizado CNC y brindará algunos consejos para optimizar el presupuesto.

Mecanizado CNC y factores de coste relacionados

En la industria del mecanizado CNC, una parte A puede ser mucho más costosa que otra parte B. Aunque la parte B puede ser más pequeña que la parte A, puede ser más costosa que la parte A más grande. Esto demuestra que el precio no solo depende de la tamaño del mecanizado CNC. Depende principalmente de una combinación de diferentes factores, que incluyen la mano de obra, el costo de la máquina, las herramientas, los materiales, la configuración y el desgaste de la herramienta. Es difícil obtener una evaluación precisa de cada categoría. Sin embargo, al proponer el precio final, debe tener una comprensión general de cómo los recopilamos.

Costos de materiales

Este es un factor muy importante que los maquinistas consideran al calcular el costo del mecanizado CNC. Dado que el mecanizado CNC es un proceso sustractivo, a menudo utiliza más materiales que el producto final. El mecánico compra estos materiales por bloque y calcula el precio de cada bloque. Los dos materiales principales utilizados en el mecanizado CNC son el metal y el plástico. Echemos un vistazo más de cerca a ambos:

– Metal

Los tipos de metales comunes utilizados en el mecanizado CNC incluyen aluminio 6061, acero inoxidable 303 y latón C360. Los maquinistas usan aluminio 6061 con mayor frecuencia debido a su precio económico y buena maquinabilidad. El acero inoxidable 303 y el latón C360 tienen una mayor maquinabilidad, por lo que el costo es mayor.

– Plástico

Debido a que el precio promedio de los materiales a granel es más bajo y debido a la menor dureza y al menor tiempo de procesamiento, los plásticos utilizados para el procesamiento CNC son más económicos. El costo a granel de los plásticos como el ABS, el nailon 6 y el POM (Delrin) es casi el mismo que el del aluminio 6061, aunque su costo por pieza única puede ser un poco más alto. Los plásticos como PEEK son muy caros y solo deben usarse cuando sea absolutamente necesario.

Como resultado, el costo de fabricar materiales más duros es mayor que el de otros materiales debido a la mala trabajabilidad. Además, los tipos de materiales más caros pueden ser más duraderos y funcionar mejor. Los ingenieros de mecanizado CNC pueden decidir utilizar ABS y aluminio debido a su alta maquinabilidad, mientras que el acero inoxidable y el titanio son más difíciles de mecanizar.

Mecanizado Costo

Otro factor que afecta el costo del mecanizado CNC es el tipo de equipo, herramientas o máquinas utilizadas para la producción. La idea es que cuanto más simple sea la máquina utilizada, menor será el costo por unidad de tiempo. Esto es obvio, porque el costo de producción de los tornos CNC ordinarios es más bajo que el de los tornos CNC verticales, mientras que los centros de mecanizado CNC son más caros que las fresadoras.

• El fresado y los tornos de 3 y 5 ejes brindan flexibilidad para diseñar piezas con geometrías complejas y tolerancias estrictas. El costo de procesamiento depende del tipo de máquina y la cantidad de horas que funcionará, generalmente llamado tiempo de máquina. La tienda ha establecido tarifas por hora para operar diferentes tipos de máquinas. Estos costos no tienen nada que ver con la mano de obra. Las ventajas que aporta cada máquina dependen de la complejidad geométrica de la pieza. Antes de enviar el diseño al taller de máquinas, el diseño debe optimizarse tanto como sea posible.

Características de la pieza

Las características de una pieza se refieren a la forma geométrica y la complejidad en el diseño. Para piezas con características complejas, se requiere más tiempo de programación, tiempo de ejecución y tiempo de configuración. Al considerar la complejidad de la pieza, si el diseño de la pieza es complicado, el proceso de mecanizado será más difícil. Las piezas complejas también pueden requerir herramientas especializadas, múltiples configuraciones y máquinas para su fabricación, lo que aumenta el costo del producto final. Es beneficioso simplificar el diseño tanto como sea posible para reducir el costo de cada parte. Simplifique el diseño eliminando funciones innecesarias. En algunos casos, puede ser más rentable dividir el diseño en varias partes y luego ensamblarlo.

Costos de mano de obra

Una vez que se configura la máquina CNC, casi no se requiere intervención manual. El maquinista, ingeniero o programador debe realizar ciertos pasos. Estos incluyen:

Programación:

Esta parte de los costos laborales es la más costosa, porque involucra costos de diseño y digitales. Debe subcontratar su producto a un diseñador para hacer un archivo CAD. Puede evitar esto haciéndolo usted mismo. El siguiente es el ingeniero de fabricación, que verificará la repetibilidad de su diseño y brindará sugerencias para mejorarlo. La última persona es un programador, que convierte archivos CAD en archivos CAM para ayudar a las máquinas herramienta CNC a comprender el diseño. Toda esta experiencia tiene un precio. Algunas tecnologías de AutoCAM programarán automáticamente la trayectoria de la herramienta, lo que reduce en gran medida la dependencia de la mano de obra en este paso de la fabricación.

Configuración :

El maquinista configurará la máquina para la producción. Alguien siempre debe cortar la pieza en bruto, colocarla en el soporte de la pieza de trabajo y luego cargar la herramienta en el cambiador de herramientas. El costo depende del número y la complejidad de las piezas producidas.

Control de calidad:

Como dice el viejo refrán... "Obtienes lo que pagas". El precio que cobran las empresas con certificación ISO 9001 aumenta ligeramente, lo que refleja el hecho de que cada pieza procesada debe someterse a controles de calidad adicionales antes del envío.

Al trabajar con una empresa que realmente se preocupa por la calidad y tiene un sólido proceso de control de calidad (como SANS Machining), es posible distinguir la diferencia entre solo el 1 % de los lotes inspeccionados y el 100 % de los lotes. Un excelente ejemplo de "obtienes lo que pagas".

No hay duda de que la calidad vale el precio. Si está dispuesto a realizar un pedido con el proveedor más barato que pueda encontrar, espere que el producto final que reciba valga la pena.

Posprocesamiento

Después de la producción, su producción requerirá un poco de montaje y transporte a la ubicación deseada. Estos procesos implicarán algo de trabajo manual que incurrirá en costos adicionales.

Superficie T tratamiento

El tratamiento superficial puede mejorar la superficie final de la pieza, eliminar cualquier marca de herramienta o aspereza, lograr fines estéticos y proporcionar resistencia al desgaste. El taller de mecanizado proporciona una variedad de tratamientos superficiales para diferentes materiales. El tratamiento de superficie mejora la apariencia de las piezas mecanizadas por CNC y la capacidad de soportar entornos hostiles. Aunque son ventajosos, aumentan los costos de procesamiento. El acabado superficial depende de la aplicación de la pieza. Un taller mecánico calificado puede ayudarlo a determinar la opción más prudente.

Todos estos factores se tienen en cuenta al calcular el costo de la máquina CNC. Para saber cómo reducir aún más estos costos, debe consultar la siguiente sección.

Cómo reducir los costes de mecanizado CNC

En la mayoría de los casos, después de estimar el costo del mecanizado CNC, el mecanizado CNC puede aumentar el costo del cliente, especialmente si no produce una gran cantidad de productos. Puede ajustar el costo del mecanizado CNC para que se ajuste a su presupuesto de las siguientes maneras:

1. Repensar el material

El material que utilizará para el producto es un determinante importante del costo del mecanizado CNC. Antes de seleccionar materiales para el proceso de producción, debe considerar el precio de los materiales. Además, la trabajabilidad del material es muy importante. Esto determina el tiempo de procesamiento, que a su vez afecta la tasa por hora del proceso de producción en el taller de mecanizado CNC.

2. Diseño optimizado

El diseño del proceso de fabricación también es un factor muy importante en el cálculo de los costes de mecanizado CNC. La complejidad del diseño determina la duración del tiempo de procesamiento, lo que a su vez afecta el costo. Para minimizar la complejidad del diseño, puede considerar las siguientes preguntas antes de enviar el diseño para cotización:

– ¿Mi pieza está optimizada usando pautas de diseño para la maquinabilidad?

– ¿Son necesarias todas las características de mi modelo? ¿Puedo eliminar o simplificar alguno de ellos y aún conservar la funcionalidad completa de mi pieza?

– ¿Puedo dividir mi diseño en varias partes que son más fáciles de mecanizar con CNC y luego ensamblarlo?

– ¿Hay alguna forma de modificar mi diseño para eliminar la necesidad de múltiples configuraciones de máquina o herramientas especiales?

– ¿Hay algún material más barato o más fácil de procesar que pueda cumplir con mis requisitos de diseño?

3. Otros factores

Como cliente, es útil saber qué otros factores además de las medidas de control de calidad ya mencionadas afectarán el precio que paga. Como se indica a continuación, muchos de estos factores están bajo su control:

Certificación ISO 9001:¿sus proveedores están realmente comprometidos con sus compromisos de calidad?

Tamaño del lote:¿quieres uno o mil?

Operaciones de subcontratación:¿quiere proporcionar un tratamiento de anodizado para las piezas o comprarlo usted mismo?

Selección de materiales:el costo de procesamiento del aluminio es mucho más bajo que el del acero.

Plazo de entrega:¿con qué urgencia necesita los componentes?

Tolerancias:las tolerancias más estrictas aumentan los riesgos y requieren tiempo de inspección adicional.

Accesorio:¿su pieza tiene un contorno complejo y requiere una solución de sujeción personalizada para fijarla durante las operaciones de mecanizado?

Conclusión

Para la producción de piezas de gran o pequeño volumen, es importante comprender la máquina, los requisitos de mano de obra, la complejidad de la pieza, el tratamiento de la superficie y el tiempo de producción. Sin embargo, el proceso de estimación de costos de procesamiento es propenso a errores y requiere una evaluación cuidadosa.

SANS Machining se concentra en la fabricación de mecanizado CNC, el mecanizado de prototipos, la fabricación de piezas de mecanizado de bajo volumen, la fabricación de metales y los servicios de acabado de piezas, para brindarle el mejor soporte y servicios.