Wie wird der Bearbeitungsaufwand berechnet? Faktoren, die den Preis der Bearbeitung beeinflussen10

Wenn Sie einen Kostenvoranschlag für eine Bearbeitung erhalten, haben Sie sich schon einmal gefragt: Wie kommt dieser Preis zustande? Warum kann der Preis von zwei ähnlich aussehenden Teilen um ein Vielfaches abweichen? Ein transparentes und angemessenes Angebot ist die Grundlage für Vertrauen und Zusammenarbeit. In diesem Artikel wird die “Black Box” der Kostenvoranschläge für Bearbeitungen vollständig geöffnet, eine detaillierte Analyse des Kostenmodells vorgenommen und der Endpreis systematisch nach den zehn wichtigsten Faktoren durchforstet, damit Sie vom “passiven Empfänger” zum “aktiven Bewerter” werden! So können Sie vom "passiven Empfänger" zum "aktiven Bewerter" werden und die Kosten bereits in der Entwurfsphase wirksam kontrollieren.

Einleitung: Zitate sind keine Magie, sondern eine feine Berechnung

Bearbeitungsangebote sind keine willkürlichen Schätzungen, sondern beruhen auf ausgefeilten Berechnungen des Ressourcenverbrauchs (Zeit, Material) und der Prozesskomplexität. Die Kernformel kann wie folgt vereinfacht werden:

Gesamtpreis des Teils = Materialkosten + Bearbeitungskosten (Arbeitsstunden) + Kosten für ausgelagerte Bearbeitung + Managementgebühr und Gewinn.

Von diesen sind die Verarbeitungskosten die größte Variable und stehen im Mittelpunkt der Analyse dieses Papiers.

Teil 1: Die vier wichtigsten Kostenkomponenten eines Angebots

Kosten der Materialien:

Berechnung: (Nettogewicht des Teils + Verarbeitungsverluste) x Stückpreis des Materials.

Kernpunkt: Die Materialausnutzung ist entscheidend. Schneidet man ein Teil aus einem Blech oder einer Stange in Standardgröße, kann der verbleibende “Verschnitt” nicht zu den ursprünglichen Kosten auf das nächste Teil angerechnet werden. Komplexe oder fragmentierte Verschachtelungen können zu geringer Auslastung und Kostenspitzen führen. Auch die Beschaffungskanäle und Bestände der Lieferanten können sich auf die Stückpreise auswirken.

Bearbeitungskosten(Arbeitsstundensatz):

Dies ist der Kern des Angebots und der technische Inhalt. Die Formel für die Berechnung ist:

Bearbeitungskosten = Vorbereitungszeit x Tarif + Bearbeitungszeit x Tarif

Vorbereitungszeit (einmalig): Umfasst die Zeit für die Prozessplanung, die CAM-Programmierung, das Einrichten der Maschine, die Herstellung einfacher Vorrichtungen und Beschläge sowie die Inbetriebnahme und Prüfung des ersten Stücks. Diese Kosten sind vor allem bei Aufträgen mit geringen Stückzahlen und mehreren Sorten von Bedeutung, wenn sie sich auf ein einziges Stück verteilen.

Bearbeitungszeit: Die Zeit, die die Maschine tatsächlich zum Schneiden benötigt. Wird von der CAM-Software auf der Grundlage einer genauen Simulation der Werkzeugwege berechnet oder aufgrund von Erfahrungswerten geschätzt. Der Stundensatz einer Maschine hängt von ihrem Wert (5-Achsen-Satz > 3-Achsen-Satz), der Abschreibung, dem Energieverbrauch und den Anlagenkosten ab.

Ausgelagerte Bearbeitungsgebühren:

Wenn nach der Bearbeitung der Teile eine Wärmebehandlung (Härten, Anlassen), eine Oberflächenbehandlung (Eloxieren, Beschichten, Lackieren, Sandstrahlen), eine spezielle Bearbeitung (Drahterodieren, Erodieren) usw. erforderlich ist, wird dieses Teil von der Fremdvergabe oder der eigenen Abteilung des Lieferanten fertiggestellt, und die Kosten werden separat aufgeführt.

Gemeinkosten, Gewinne, Verpackung und Transport:

Deckt Projektmanagement, Qualitätskontrolle, Betriebskosten und einen angemessenen Gewinn ab. In förmlichen Angeboten wird dies deutlich zum Ausdruck gebracht oder in den Stundensatz für die Arbeit einbezogen. Verpackungs- und Logistikkosten werden in der Regel gesondert berechnet.

Teil II: Zehn Schlüsselfaktoren, die sich auf den Preis der Teilebearbeitung auswirken (von der größten bis zur geringsten Bedeutung)

Faktor 1: Komplexität des Teils und Anzahl der Merkmale (bestimmender Faktor)
Dies ist der wichtigste Faktor, der die Bearbeitungszeit beeinflusst. Ein Teil mit tiefen Hohlräumen, dünnen Wänden, komplexen Oberflächen und winzigen Lochsystemen, verglichen mit einem einfachen Quadrat:

Längere und komplexere Werkzeugwege.

Es sind mehr Werkzeugwechsel erforderlich (unterschiedliche Werkzeuge bearbeiten unterschiedliche Merkmale).

Eine Mehrflächenaufspannung oder sogar eine mehrachsige Bearbeitung kann erforderlich sein.

Die Programmier- und Fehlerbehebungszeit steigt exponentiell an.

Erhöht das Verarbeitungsrisiko und kann zu zusätzlichen Kosten führen.

Faktor 2: Anforderungen an die Maßgenauigkeit und geometrische Toleranz
Je enger die Toleranzen sind, desto höher ist der Preis. Eine Erhöhung von ±0,1 mm auf ±0,025 mm könnte bedeuten:

Es werden immer anspruchsvollere Werkzeugmaschinen benötigt.

Ein langsamerer Schlichtvorschub ist erforderlich.

Zusätzliche Nachbearbeitungsprozesse müssen hinzugefügt werden (z. B. Schruppfräsen gefolgt von Schlichtfräsen oder Fräsen gefolgt von Schleifen).

Erfordert teurere Prüfgeräte und längere Prüfzeiten.

Faktor 3: Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit
Anforderung von Ra 1,6μm gegenüber Ra 0,4μm, großer Kostenunterschied. Hohe Anforderungen an die Oberfläche:

Der Austausch von Spezialwerkzeugen für die Endbearbeitung kann erforderlich sein.

Die Vorschubgeschwindigkeit muss reduziert und die Bearbeitungszeit verlängert werden.

Möglicherweise müssen separate Verfahren wie das Polieren hinzugefügt werden.

Faktor IV: Anzahl der Aufträge (Batch-Effekt)
Dies ist der Schlüssel zu den Kosten pro Stück. Die Produktion von 100 Stück gegenüber der Produktion von 1 Stück:

Die Programmier- und Vorbereitungszeit wird drastisch verkürzt.

Werkzeugwege und Spannvorrichtungen können für eine effizientere Serienbearbeitung optimiert werden.

Die Materialien können in großen Mengen gekauft werden, was die Kosten senkt.

Durch den Lernkurveneffekt wird die weitere Bearbeitung immer schneller.

Faktor 5: Auswahl der Rohmaterialien

Materialeinheitspreis: Aluminiumlegierung, gewöhnlicher Stahl, Edelstahl, Titanlegierung, PEEK-Kunststoff, der Preisunterschied kann das Zehnfache betragen.

Bearbeitbarkeit: Die Bearbeitung von Titanlegierungen kann 2-3 Mal so lange dauern wie die Bearbeitung von Aluminiumlegierungen, da niedrigere Schnittparameter, verschleißfestere Werkzeuge und ein höherer Energieverbrauch erforderlich sind.

Faktor 6: Größe und Gewicht der Teile

Wirkt sich direkt auf die Materialkosten aus.

Um sie unterzubringen, sind größere und teurere Werkzeugmaschinen erforderlich.

Große Werkstücke sind schwieriger und zeitaufwändiger zu spannen und zu heben.

Kann über den normalen Maschinenverfahrweg hinausgehen und spezielle Ausrüstung erfordern.

Faktor 7: Bedarf an Aufspannvorrichtungen

Teile, die kostengünstig in einem einfachen Schraubstock oder auf einer Platte eingespannt werden können.

Wenn spezielle Vorrichtungen (z. B. für Formteile) entworfen und hergestellt werden müssen, fallen einmalige Werkzeugkosten an.

Die Mehrseitenbearbeitung erfordert mehrere Umspannungen, was den Zeitaufwand und das Fehlerrisiko erhöht.

Faktor 8: Nachbehandlungs- und spezielle Prozessanforderungen

Eloxieren, Hartoxidieren, Galvanisieren, Lasermarkieren usw., die je nach Bereich oder Komplexität des Verfahrens berechnet werden.

Spezielle Verfahren (z. B. Magnetschleifen, Ultraschallreinigung) erhöhen ebenfalls die Kosten.

Faktor 9: Betriebsgröße und geografische Lage des Lieferanten

Komplexität der Ausrüstung: Es kann billiger sein, eine hocheffiziente 5-Achsen-Maschine zu verwenden als eine 3-Achsen-Maschine, um komplexe Teile in Mehrfachaufspannung zu bearbeiten.

Prozesserfahrung: Erfahrene Ingenieure sind in der Lage, bessere und weniger zeitaufwändige Prozesswege zu planen.

Geografische Personal- und Betriebskosten: Es gibt erhebliche Unterschiede zwischen den Regionen.

Faktor 10: Dringlichkeit der Lieferung

Die Preise für Standardlieferungen sind normal.

Bei Eilaufträgen können zusätzliche Kosten anfallen, da der normale Produktionsplan gestört wird und möglicherweise Prioritäten gesetzt oder Überstunden eingeplant werden müssen.

Teil 3: Wie bekomme ich vernünftige Angebote und optimiere die Kosten? --Tipps für Einkäufer und Konstrukteure

Liefern Sie klare und vollständige technische Informationen: Ein Standard-3D-Modell (STEP/IGS) und 2D-Zeichnungen mit Toleranzen (PDF/DWG) sind die Grundlage. Vage Anforderungen führen unweigerlich zu überhöhten Angeboten (um Risiken abzudecken) oder zu späteren Streitigkeiten.

Frühzeitige Einbindung der Zulieferer (ESI) und DFM-Analyse: Senden Sie Ihre Entwürfe vor der Fertigstellung zur Überprüfung an erfahrene Hersteller. Deren Empfehlungen zum fertigungsgerechten Design können oft zu einer erheblichen Prozessvereinfachung und Kostensenkung führen.

Zum Beispiel: Hinzufügen einer kleinen abgerundeten Ecke, um eine Spannungskonzentration in der scharfen Ecke zu vermeiden und die Bearbeitung mit dem Werkzeug zu erleichtern; Vereinheitlichung des Lochdurchmessers, um die Anzahl der Werkzeugwechsel zu reduzieren; Lockerung der Toleranz bei nicht passenden Oberflächen.

Bitten Sie um eine transparente Aufschlüsselung des Angebots: Fragen Sie, ob das Angebot einen ungefähren Prozentsatz der Kostenbestandteile enthalten kann (% Material, % Verarbeitung, % Outsourcing usw.). Dies wird Ihnen helfen, die Angemessenheit des Preises zu beurteilen.

Ziehen Sie Jobbing in Erwägung: Wenn Sie eine Vielzahl von Kleinteilen haben, fragen Sie, ob Sie “job-shop” oder “job-shop” machen können und Materialblätter und Maschineneinrichtungszeit gemeinsam nutzen können, was die Stückkosten drastisch senken kann.

Abwägen von Qualität und Kosten: Definieren Sie den Verwendungszweck des Teils. Ein Funktionsprototyp für interne Tests kann andere Anforderungen an Genauigkeit und Oberfläche stellen und sollte andere Kosten verursachen als ein Teil für das Endprodukt.

Fazit: Eine Win-Win-Situation, die auf Verständnis beruht
Die Erstellung von Kostenvoranschlägen für die spanende Fertigung ist eine umfassende Kunst, die Werkstoffkunde, Verfahrenstechnik und Ressourcenmanagement miteinander verbindet. Wenn Sie die Logik dahinter und die zehn wichtigsten Einflussfaktoren verstehen, werden Sie nicht nur in der Lage sein, das Angebot zu lesen und zu verstehen, sondern auch die Kostenkontrolle von der Produktgestaltung an zu übernehmen. Die erfolgreichste Zusammenarbeit ergibt sich aus dem Respekt des Kunden vor der Logik der Fertigung und dem professionellen Streben des Lieferanten nach der optimalen Lösung für den Wert.

Wenn Sie das nächste Mal ein Angebot erhalten, lohnt es sich, jeden dieser zehn Faktoren gegeneinander abzuwägen. Wir versprechen Ihnen für jedes Angebot eine klare Erläuterung der Kostenkomponenten und professionelle Vorschläge zur Optimierung des Designs, denn wir glauben, dass transparente Kosten mit professionellem Design beginnen und eine erfolgreiche langfristige Zusammenarbeit mit einem tiefen Verständnis füreinander beginnt. Wir freuen uns, wenn Sie uns Ihre Designherausforderungen anvertrauen, und lassen Sie uns gemeinsam das beste Gleichgewicht zwischen Qualität, Effizienz und Kosten finden!