7 Wege zur Senkung der CNC-Bearbeitungskosten ohne Qualitätsverlust
CNC-Bearbeitung bietet unübertroffene Präzision und Vielseitigkeit in zahlreichen Branchen – von der Luft- und Raumfahrt bis zur Unterhaltungselektronik. Mit zunehmender Designkomplexität und engeren Toleranzen steigen jedoch auch die Kosten. Käufer können die CNC-Bearbeitungskosten jedoch deutlich senken, ohne die Bauteilqualität zu beeinträchtigen – vorausgesetzt, sie verstehen, welche Faktoren diese Kosten treiben.
Dieser Leitfaden stellt 7 bewährte Strategien vor, um CNC-Bearbeitungskosten durch intelligenteres Design, optimale Materialwahl, Prozessoptimierung und enge Zusammenarbeit mit dem Lieferanten zu reduzieren.
1. Bauteildesign auf Zerspanbarkeit optimieren
Ein fertigungsgerechtes Design ist der wirksamste Hebel zur Senkung der CNC-Bearbeitungskosten. Komplexe Geometrien, tiefe Taschen, dünne Wände und enge Innenradien erhöhen die Bearbeitungszeit, den Werkzeugverschleiß und die Anzahl der erforderlichen Spannlagen.
Empfohlene Gestaltungsrichtlinien:
Innenradien von mindestens 2 mm vorsehen, um Standard-Schaftfräser zu nutzen
Taschentiefe auf maximal das 4-fache des Werkzeugdurchmessers begrenzen, um Schwingungen und Werkzeugdurchbiegung zu vermeiden
Hinterschnitte und scharfe Übergänge nur dann vorsehen, wenn sie funktional notwendig sind
Bohrungsdurchmesser auf bevorzugte Standardbohrer (z. B. Ø4 mm, Ø6 mm, Ø8 mm) abstimmen
Merkmale vermeiden, die zwingend eine 5-Achs-Bearbeitung erfordern, sofern dies nicht funktional begründet ist
Bei Neway bieten wir zu jedem Angebot DFM-Feedback (Design for Manufacturability), um Käufern zu helfen, Konstruktionen zu vereinfachen und unnötige Komplexität zu reduzieren.
2. Werkstoffe mit guter Zerspanbarkeit wählen
Die Werkstoffwahl beeinflusst direkt die Zykluszeit, den Werkzeugverschleiß und die Stückkosten. Härtere oder thermisch hochbeständige Werkstoffe erfordern geringere Schnittwerte und Spezialwerkzeuge.
Empfohlene Werkstoffe nach Zerspanbarkeitsbewertung:
Aluminium 6061-T6: 90 % Zerspanbarkeit, Zugfestigkeit 310 MPa
Messing C360: 100 % Zerspanbarkeit, ideal für Steckverbinder und dekorative Komponenten
Vergütungsarmer Stahl 1018: ca. 78 % Zerspanbarkeit, Zugfestigkeit ca. 440 MPa
POM (Delrin): Hervorragend geeignet für funktionale Prototypen mit niedriger Reibung
Schwer zerspanbare Legierungen wie Inconel 718 oder gehärtete Stähle sollten nur dann eingesetzt werden, wenn es die Anwendung zwingend erfordert. Erfahren Sie mehr über Aluminiumbearbeitung und Edelstahl-CNC-Bearbeitung, um Werkstoffe zu vergleichen.
3. Toleranzen dort entspannen, wo es möglich ist
Enge Toleranzen erfordern präzise Werkzeuge, mehr Prüfaufwand und langsamere Bearbeitung – und führen somit zu höheren Kosten. In den meisten CNC-Anwendungen sind nur funktionskritische Maße auf enge Toleranzen angewiesen.
Einfluss von Toleranzen auf die Kosten:
±0,10 mm: Standardtoleranz, geringe Kosten, für die meisten Anwendungen ausreichend
±0,05 mm: Höhere Präzision erforderlich, erhöht die Bearbeitungskosten um 15–30 %
±0,01 mm oder enger: Benötigt Spezialprozesse und kann die Kosten nahezu verdoppeln
Verwenden Sie ISO 2768-m oder ISO 2768-f für allgemeine Toleranzen. Neway unterstützt zudem GD&T gemäß ASME Y14.5 und bietet Präzisionsbearbeitungsdienste für Anwendungen mit besonders strengen Anforderungen.
4. Anzahl der Spannlagen und Werkzeugwechsel begrenzen
Jede zusätzliche Spannlage verursacht Ausrichtungsrisiken, Stillstandzeiten und zusätzlichen Arbeitsaufwand. Zwar können Mehrachsen-CNC-Maschinen Umspannungen reduzieren, sie haben jedoch höhere Betriebs- und Investitionskosten.
Bewährte Vorgehensweisen:
Bauteile so konstruieren, dass sie in einer oder zwei Orientierungen bearbeitet werden können
Merkmale, die dieselben Werkzeugtypen erfordern, gruppieren
Komplexe Geometrien vermeiden, die 5-Achs-Bearbeitung verlangen, sofern die Leistung dies nicht eindeutig rechtfertigt
Beispielsweise kann die Bearbeitung eines komplexen Halters mit kritischen Seitenmerkmalen mehrere Spannlagen in einer 3-Achs-Maschine erfordern. Eine Neukonstruktion, die eine reine Top-Down-Bearbeitung mit Standardwerkzeug erlaubt, kann die Zykluszeit um 20–30 % reduzieren.
5. Bauteile nach Möglichkeit zusammenfassen
Die Reduzierung der Anzahl einzelner Komponenten in einer Baugruppe kann weniger Vorrichtungen, weniger Befestigungselemente und insgesamt kürzere Bearbeitungszeiten bedeuten.
Vorteile der Bauteilkonsolidierung:
Reduziert Toleranzketten über mehrere Fügepartner hinweg
Vereinfacht Lagerhaltung und Montage
Verringert Rüst- und Materialhandlingzeiten
Diese Strategie eignet sich besonders für Gehäuse, Verkleidungen und strukturelle Halterungen. In der Prototypenphase kann Neway Feedback dazu geben, welche Unterbaugruppen als Einzelteil bearbeitet werden können.
6. Standard-Oberflächenqualitäten verwenden
Oberflächenqualitäten über den „as-machined“-Zustand hinaus erhöhen die Kosten durch Polieren, Glasperlenstrahlen oder chemische Prozesse. Auch wenn sie teilweise notwendig sind, verbessert eine besonders glatte Oberfläche die mechanische Leistung selten deutlich.
Gängige CNC-Oberflächenqualitäten:
As-machined (wie bearbeitet): Ra 3,2–6,3 µm, Standard und wirtschaftlichste Option
Gestrahlt (Bead Blasted): Gleichmäßige matte Optik, Mehrkosten von etwa 1–3 US-Dollar pro Teil
Poliert: Ra ≤ 0,8 µm, arbeitsintensiv, erhöht die Kosten um 15–25 %
Eloxiert oder pulverbeschichtet: Verbessert Korrosionsbeständigkeit, 2–5 US-Dollar pro Teil, abhängig von Farbe und Losgröße
Zum Vergleich: Ra 3,2 µm erfüllt bereits viele industrielle Funktionsanforderungen. Neway bietet Eloxieren, Pulverbeschichten und Elektropolieren für Anwendungen, in denen Optik oder Korrosionsschutz im Vordergrund stehen.
7. Kleinserien strategisch planen
Einzelne Prototypen sind häufig teuer, da sie NRE-Kosten (Non-Recurring Engineering) beinhalten, während hohe Stückzahlen das Design eventuell zu früh festschreiben. Strategisch geplante Kleinserien finden ein Gleichgewicht zwischen Stückkosten und Flexibilität.
Tipps für eine kluge Bestellstrategie:
Bestellen Sie 10–100 Stück, um Rüstkosten zu amortisieren
Fassen Sie mehrere Bauteile in einem Angebot zusammen, um Maschinenlaufzeiten zu bündeln
Passen Sie Stückzahlen an Standardabmessungen von Halbzeugen an (z. B. Plattenstärken für 6061-Aluminium)
Neway bietet Kleinserien-CNC-Fertigung mit kurzen Lieferzeiten und wettbewerbsfähigen Preisen für Brückenfertigung oder Validierungschargen im Engineering.
Fazit
CNC-Bearbeitung muss nicht zwangsläufig teuer sein. Käufer können die Kosten deutlich senken, ohne Leistung oder Qualität zu beeinträchtigen – durch fertigungsgerechtes Design, die richtige Werkstoffwahl, das Entschärfen unnötig enger Toleranzen und das Straffen der Bearbeitungsschritte.
Bei Neway sind wir auf hochpräzise, kosteneffiziente CNC-Lösungen spezialisiert und bieten Engineering-Support in jeder Phase – von Prototypen bis zur Serienfertigung. Unsere Fähigkeiten umfassen Mehrachsenbearbeitung, EDM, enge Toleranzen sowie umfassende Oberflächenbehandlungen, abgestimmt auf die technischen und wirtschaftlichen Ziele Ihres Projekts.
FAQs:
Wie beeinflussen engere Toleranzen die CNC-Bearbeitungskosten?
Welche Werkstoffe sind am günstigsten und am einfachsten zu zerspanen?
Kann Neway helfen, Kosten bereits in der Konstruktionsphase zu senken?
Wie groß ist der typische Preisunterschied zwischen 3-Achs- und 5-Achs-Bearbeitung?
Wie viele Teile sollte ich bestellen, um einen niedrigeren Stückpreis zu erzielen?
