Cómo estimar rápidamente sus costes de mecanizado CNC

¿Necesita un presupuesto para sus nuevas piezas CNC pero no quiere esperar días para obtener una cotización formal? Intentar estimar los costes de fabricación al principio de la fase de diseño suele ser un frustrante juego de adivinanzas, que deja la planificación de su proyecto en el limbo. Sin un método de estimación fiable, corre el riesgo de subestimar el presupuesto o diseñar una pieza que sea demasiado cara de producir.

Esta incertidumbre puede detener la innovación y retrasar los plazos críticos del proyecto. Necesita una forma rápida y sencilla de calcular un coste aproximado para guiar sus decisiones de diseño y asegurar la aprobación del presupuesto de forma eficiente. Comprender los principales factores que influyen en los costes es esencial para crear piezas CNC económicamente viables.

En [ly-machining], proporcionamos un marco simplificado para ayudarle a generar una estimación rápida del coste, a grosso modo, para sus necesidades de mecanizado CNC. Al desglosar el coste en cuatro componentes principales: material, tiempo de máquina, configuración y acabado, puede crear un presupuesto preliminar fiable. Esta guía le guiará a través de un proceso de estimación práctico.

La fórmula básica del coste de mecanizado CNC

Una estimación fiable para las piezas CNC no requiere un software complejo. Puede obtener una aproximación sólida centrándose en los principales contribuyentes al coste. El objetivo fundamental es calcular el coste de funcionamiento de la máquina CNC durante el tiempo necesario y añadir los costes del material y de cualquier proceso secundario.

Una fórmula sencilla pero eficaz es:

$EstimatedCost=(MaterialCost)+(SetupCost+MachineTimeCost)+(FinishingCost)$

Desglosemos cómo estimar cada una de estas variables. Este enfoque es muy eficaz para ambos Fresado CNC y operaciones de torneado y le dará una imagen financiera realista de su proyecto incluso antes de solicitar un presupuesto formal.

 Cálculo del coste del material

El primer componente, y a menudo el más sencillo de estimar, es el coste de la materia prima. Tendrá que calcular el volumen total del material en bruto necesario para fabricar su pieza, no sólo el volumen de la pieza final en sí. El mecanizado CNC es un proceso sustractivo, por lo que se paga por el bloque o la barra de material inicial, incluida la parte que se corta.

1. Determine la caja delimitadora: Encuentre el bloque rectangular más pequeño (o el cilindro para las piezas torneadas) en el que encaje su pieza. Este es el tamaño de material necesario. Añada un pequeño margen (por ejemplo, 2-5 mm) a cada dimensión para la sujeción y la limpieza.
2. Calcule el volumen: Multiplique la longitud, la anchura y la altura de esta caja delimitadora para obtener el volumen total.
3. Encontrar el Precio del Material: Consultar el precio actual de mercado para el material elegido (por ejemplo, Aluminio 6061, Acero Inoxidable 304) por unidad de volumen o peso. Los proveedores de materiales en línea son una excelente fuente para estos datos.

Ejemplo:

• La pieza cabe en un bloque de 100mm x 50mm x 20mm.
• Volumen = 100 * 50 * 20 = 100,000 mm³ (o 100 cm³).
• Si el aluminio 6061 cuesta $0.005 por cm³, el costo del material es 100 * $0.005 = $0.50.

Recuerda tener en cuenta los residuos. Para piezas complejas, el material removido puede ser sustancial. Para piezas simples CNC, el costo del material suele ser una fracción menor del precio total en comparación con el tiempo de máquina.

Estimación del Tiempo de Configuración y Máquina

Esta es la parte más crítica y variable de la estimación de costos. Combina la mano de obra de configuración única con el tiempo que la máquina CNC dedica a cortar tu pieza.

A. Costo de Configuración El costo de configuración es una tarifa única por lote de producción. Cubre el tiempo que un mecánico cualificado tarda en preparar el trabajo: programar la máquina (CAM), preparar los fijaciones, cargar las herramientas y calibrar la máquina.

• Piezas Simples: Para una pieza sencilla que puede hacerse en una sola configuración, puedes estimar 1-2 horas para la configuración.
• Piezas Complejas: Para piezas que requieren múltiples configuraciones (reorientar la pieza para mecanizar diferentes caras) o fijaciones personalizadas, esto podría ser de 3-8 horas o más.

Para obtener el costo, multiplica las horas estimadas por la tarifa horaria del taller. Una tarifa general para CNC servicios de mecanizado puede variar desde $75 hasta $150 por hora, dependiendo de la capacidad y ubicación de la máquina. Utilicemos $100/hora como promedio.

• Costo de Configuración = Horas de Configuración * Tarifa del Taller (por ejemplo, 1.5 horas * $100/h = $150). Este costo se amortiza sobre la cantidad de piezas.

B. Costo del Tiempo de Máquina El tiempo de máquina es la duración que la máquina CNC está trabajando activamente en una sola pieza. Está fuertemente influenciado por:

• Complejidad de la pieza: Más características, curvas intrincadas y tolerancias ajustadas aumentan el tiempo.
• Volumen de material a eliminar: Cuanto más material deba cortarse, más tiempo tomará.
• Mecanibilidad del material: Los materiales más duros requieren velocidades de corte más lentas, lo que extiende el tiempo.

Una forma rápida de estimar el tiempo de máquina es categorizar la complejidad de tu pieza:

• Simple: (por ejemplo, una placa plana con algunos agujeros) ~ 10-20 minutos.
• Moderada: (por ejemplo, una carcasa con bolsillos y orificios pasantes) ~ 30-60 minutos.
• Compleja: (por ejemplo, una forma orgánica con superficies 3D) ~ 1-4 horas+.

Costo del tiempo de máquina (por pieza) = Tiempo estimado en horas * Tarifa de taller. Para una pieza moderadamente compleja que toma 45 minutos (0.75 horas): 0.75 horas * $100/hora = $75 por pieza.

Considerando acabados y otros servicios

Nunca olvides agregar el costo de cualquier post-procesamiento requerido. Estos servicios se cobran individualmente y se añaden al costo de cada pieza. Si tus piezas CNC necesitan tratamientos superficiales específicos, esto afectará el precio final.

Los servicios de acabado comunes incluyen:

• Anodizado (Tipo II): Generalmente añade unos pocos dólares por pieza, a menudo con un cargo mínimo por lote. Estima $5 – $15 por pieza para lotes pequeños.
• Granallado: Una opción más económica para crear un acabado mate uniforme. Estimación $2 – $8 por pieza.
• Recubrimiento en polvo: Un acabado duradero que puede ser más costoso. Estimación $10 – $30 por pieza dependiendo del tamaño y color.
• Desbarbado y roscado: Si no se incluye en el tiempo de máquina, el desbarbado manual o el roscado de hilos añaden coste de mano de obra.

Siempre pregunte si el desbarbado estándar está incluido en el coste base del fresado CNC. Para una estimación rápida, añada un porcentaje del coste de mecanizado (por ejemplo, 10-20%) si requiere un acabado estándar, o utilice las estimaciones por pieza anteriores.

Juntándolo todo: Una estimación de ejemplo

Vamos a estimar el coste de un prototipo individual de una pieza de aluminio moderadamente compleja.

• Pieza: Caja, 150mm x 100mm x 30mm
• Cantidad: 1
• Material: Aluminio 6061

1. Coste del material:
   • Volumen de stock: ~15.5cm x 10.5cm x 3.5cm = 570 cm³
   • Costo @ $0.005/cm³ = ~$2.85
2. Costo de configuración y tiempo de máquina (Tarifa de taller: $100/h):
   • Configuración: Complejidad moderada, requiere 2 configuraciones (superior e inferior). Estimación 2.5 horas.
     • Costo de configuración = 2.5 hr * $100/hr = $250
   • Tiempo de máquina: Complejidad moderada, eliminación significativa de material. Estimación 1.25 horas.
     • Costo de tiempo de máquina = 1.25 hr * $100/hr = $125
3. Costo de acabado:
   • Requisito: anodizado de clase 2 (negro).
   • Costo estimado (cargo por lote para una pieza) = ~$50

Costo total estimado para 1 pieza:

$2.85 (material) + $250 (configuración) + $125 (tiempo de máquina) + $50 (acabado) = $427.85

Ahora, veamos qué pasa con una cantidad de 50 piezas: el costo de configuración ($250) y el cargo por lote de acabado ($50, puede aumentar ligeramente) ahora se distribuyen entre 50 unidades.

• Costo de configuración por pieza = $250 / 50 = $5
• Costo de acabado por pieza = ~$55 cargo por lote / 50 = ~$1.10
• El material y el tiempo de máquina por pieza permanecen iguales: $2.85 + $125

Costo estimado por pieza para 50 unidades: $2.85 + $5 + $125 + $1.10 = $133.95 Esto demuestra el poderoso efecto de la cantidad en la fijación de precios de mecanizado CNC.

Preguntas relacionadas

¿Cómo ayuda un modelo CAD en la estimación de costes?

Un modelo CAD 3D (como un archivo STEP o STP) es el elemento más crucial para una cotización precisa. El software de cotización utilizado por los talleres de mecanizado CNC como [ly-machining] puede analizar automáticamente el modelo para calcular el volumen de material, identificar características y simular trayectorias de herramientas para estimar el tiempo de máquina con alta precisión. Proporcionar un modelo CAD completo es la forma más rápida de pasar de una estimación aproximada a una cotización firme.

¿Existen calculadoras de costes CNC online gratuitas?

Sí, varias plataformas de fabricación online ofrecen herramientas de cotización instantánea. Puede cargar su archivo CAD y su software le proporcionará un precio inmediato. Estas calculadoras son excelentes para obtener un precio base rápido y comparar cómo los cambios en el material o la cantidad afectan al coste de sus piezas CNC.

Preguntas Frecuentes

1. ¿Qué precisión tiene este método de estimación manual?

Este método puede proporcionar una estimación aproximada que a menudo se encuentra dentro del 20-30% de una cotización formal para piezas CNC estándar. Su propósito principal es para la elaboración de presupuestos en las primeras etapas y el análisis de diseño para la fabricabilidad. Para obtener un precio preciso, siempre debe enviar una Solicitud de Cotización (RFQ) formal con un dibujo técnico detallado.

2. ¿Por qué es el fresado CNC para plásticos a veces tan caro como para el aluminio?

Si bien el material plástico en bruto es más barato, algunos plásticos pueden ser difíciles de mecanizar. Los plásticos blandos pueden derretirse o atascar las herramientas, mientras que los plásticos abrasivos (como el nailon relleno de vidrio) provocan un rápido desgaste de las herramientas. Estos factores pueden conducir a velocidades de máquina más lentas o requerir herramientas especiales, lo que hace que el coste del tiempo de máquina sea comparable al del aluminio de fácil mecanizado.

3. ¿Cuánto añade un pedido urgente al coste?

Un pedido urgente normalmente añade una prima significativa, que a menudo oscila entre el 25% y el 100% o más del coste estándar. Este cargo adicional cubre las horas extras de mano de obra, el envío urgente de materiales o herramientas y el coste de reprogramar otros trabajos en la cola de producción. Si puede planificar los plazos de entrega estándar, puede evitar estas tarifas adicionales en su proyecto de mecanizado CNC.