Die Kostenkalkulation beim Metalldruckguss beginnt mit einer zentralen Frage: Kalkulieren Sie die einmalige Werkzeuginvestition, die Stückkosten oder beides? Bei Yonglihao Machinery beobachten wir häufig Verwirrung bei den Kosten, wenn diese beiden Aspekte vermischt werden. Druckguss ist ein schnelles und präzises Verfahren. Der Endpreis hängt jedoch von einigen Faktoren ab, die ein Angebot erheblich beeinflussen können.
Seit 2010 wissen wir, dass die wichtigsten Faktoren die Legierungswahl, das Produktionsvolumen und die Werkzeugstrategie sind. Weitere Details wie Bauteilform, Oberflächenanforderungen, Ausschussquoten und zusätzliche Bearbeitungsschritte spielen ebenfalls eine Rolle. Sie entscheiden oft darüber, ob ein Projekt in großem Maßstab kostengünstig ist oder nur auf dem Papier teuer erscheint.
Was die “Druckgusskosten” wirklich beinhalten
Die Kosten für Druckguss setzen sich aus zwei Teilen zusammen: einmaligen Werkzeugkosten und variablen Kosten pro Teil. Durch die Trennung dieser Kosten wird die Preisgestaltung transparent und ein einfacher Vergleich möglich.
Typische Kostenkategorien sehen folgendermaßen aus:
- Einmalige Kosten (NRE): Dies umfasst die Konstruktion der Form, den Formstahl und die Bearbeitung. Auch Probeläufe und alle speziellen Vorrichtungen sind inbegriffen.
- Kosten pro Teil: Dies umfasst das Metall, die Maschinenzeit, die Arbeitskosten und die Qualitätskontrollen. Ebenfalls enthalten sind Verpackung und zusätzliche Arbeitsschritte wie Entgraten oder Beschichten.
Die meisten Kostenüberraschungen entstehen durch Schrottpreise und zusätzliche Arbeitsschritte, nicht nur durch den Rohmetallpreis.
Wichtigste Kostenfaktoren, die den Angebotspreis nach oben oder unten beeinflussen
Ein Angebot ändert sich hauptsächlich aufgrund bestimmter Faktoren, die Ihre Zykluszeit, die Teileausbeute und die Werkzeugkomplexität beeinflussen. Im Folgenden sind die Einflussfaktoren aufgeführt, die wir zuerst prüfen.
Legierungsauswahl
Dein Legierungswahl Die Kosten werden durch den Preis und das Verhalten beim Gießen beeinflusst. Aluminium, Zink und Magnesium haben unterschiedliche Schmelzpunkte und Zyklenstabilitäten. Eine etwas günstigere Legierung kann die Gesamtkosten erhöhen. Dies geschieht, wenn dadurch mehr Ausschuss entsteht, das Risiko von Fehlern steigt oder mehr Nachbearbeitung erforderlich ist.
Produktionsvolumen
Höhere Stückzahlen senken in der Regel den Stückpreis. Das liegt daran, dass sich die Werkzeugkosten auf mehr Teile verteilen. Ein Projekt mag bei 500 Stück teuer erscheinen, bei 50.000 Stück hingegen angemessen. Die Stückzahl beeinflusst auch die Standzeit der Form und die Anzahl der Kavitäten, was wiederum die Werkzeugkosten beeinflusst.
Teilekomplexität
Komplexe Formen erhöhen die Kosten, da komplexere Werkzeuge und strengere Prozesskontrollen erforderlich sind. Merkmale wie dünne Wände, tiefe Rippen, Hinterschneidungen und enge Toleranzen erfordern oft Schieber oder zusätzliche Kühlung. Mehr bewegliche Teile bedeuten höhere Werkzeugkosten und einen höheren Wartungsaufwand.
Oberflächenbearbeitung & Nachbearbeitung
Eine “im Gusszustand” ausgeführte Oberfläche ist in der Regel die kostengünstigste Option. Zusätzliche kosmetische oder funktionelle Oberflächenbehandlungen erhöhen die Kosten schnell. Benötigt Ihr Bauteil eine polierte Oberfläche, hohe Planheit, Gewindeschneiden oder Lackieren, so macht der Guss selbst nur einen Teil der Gesamtkosten aus. Diese zusätzlichen Arbeitsschritte sind oft der eigentliche Kostentreiber.
Prozesseffizienz
Die Effizienz bestimmt, wie viele Gutteile Sie pro Stunde produzieren. Zykluszeit, stabile Füllung, Kühlung und Fehlerraten beeinflussen die Kosten direkt. Die Ausbeute, also die Anzahl der Gutteile, ist doppelt wichtig: Sie wirkt sich auf Ihre Materialkosten und Ihre effektiven Maschinenkosten aus.
Wie schätzt man die Kosten für Druckgussteile?
Die Stückkosten lassen sich durch Addition von Material, Maschinenzeit, Arbeitskosten und Nachbearbeitungsschritten schätzen. Die Werkzeugkosten sollten separat berücksichtigt werden. Hier finden Sie eine einfache Vorlage.
Materialkosten pro Teil
Die Materialkosten basieren auf der insgesamt benötigten Metallmenge (“Schrot”), nicht nur auf dem Gewicht des fertigen Bauteils. Eine einfache Schätzung lautet:
Materialkosten/Teil = (Schrotgewicht × Legierungspreis) ÷ (1 − Verlustrate)
- Das Schussgewicht umfasst das Teil, die Angusskanäle und den Überlauf.
- Die Verlustrate umfasst Oxidation, Schmelzverluste und nicht wiederverwertbaren Ausschuss. Viele Betriebe kalkulieren hierfür etwa 8–101 TP5T ein.
Beträgt Ihr Metallverlust beispielsweise 8% und die Legierung kostet $4/kg, so würden 1,0 kg Nettometall mit etwa $4,35/kg veranschlagt. Dabei ist die Frage des Anguss-Recyclings noch nicht berücksichtigt.
Maschinenkosten pro Teil
Die Maschinenkosten hängen von der Maschinengröße (Tonnage) und der Zykluszeit ab. Eine praktische Formel lautet:
Maschinenkosten pro Teil = (Stundensatz der Maschine × Zykluszeit in Stunden) ÷ Ausbeutefaktor
- Der Ausbeutefaktor ist die Anzahl der Gutteile pro Zyklus.
- Der Einsatz einer zu großen Maschine erhöht die Kosten. Der Einsatz einer zu kleinen Maschine erhöht den Ausschuss.
Arbeitskosten und Gemeinkosten
Arbeits- und Gemeinkosten steigen üblicherweise mit dem erforderlichen Bearbeitungsaufwand. Viele Fabriken kalkulieren die Kosten für grundlegende Bearbeitung und Prüfung als einen kleinen Teil der Teilekosten ein. Dieser Wert kann sich jedoch ändern bei:
- Schwierige Trimm- oder manuelle Entgratungsarbeiten erfordern
- Der Prüfplan (Koordinatenmessmaschine, Lehren, 100%-Prüfungen)
- Besondere Verpackungs- oder Sendungsverfolgungsanforderungen
Wenn ein Bauteil viel manuelle Nachbearbeitung erfordert, sind die Arbeitskosten nicht mehr gering.
Sekundärverarbeitung
Wenn Sie Schritte wie diese hinzufügen CNC-Bearbeitung, Zusätzliche Arbeitsschritte wie Gewindeschneiden oder aufwendige Oberflächenbearbeitung können die Kosten erheblich in die Höhe treiben. Behandeln Sie daher jeden dieser zusätzlichen Arbeitsschritte bei der Angebotserstellung als separate Kostenposition. Verstecken Sie diese Kosten nicht im Preis für den Druckguss.
Checkliste: Was wir für ein schnelles und präzises Angebot benötigen
- Nettogewicht des Bauteils und Ziellegierung
- 3D-CAD mit kritischen Abmessungen und Toleranzen
- Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit (funktional vs. kosmetisch)
- Erwartetes jährliches und gesamtes Lebenszyklusvolumen
- Erforderliche Nachbearbeitungsschritte (Gewindeschneiden, CNC-Bearbeitung, Beschichtung)
- Qualitätsstandard und Prüfhäufigkeit
Wie man die Kosten für Druckgussformen/Werkzeuge schätzt
Schimmel Die Kosten setzen sich hauptsächlich aus Komplexität, Haltbarkeit und Fertigungszeit zusammen. Auch ein scheinbar einfaches Bauteil kann ein teures Werkzeug erfordern. Dies ist der Fall, wenn es Gleitführungen, enge Toleranzen oder besonders stabile Oberflächen benötigt.
Formenkonstruktion und -entwicklung
Die Konstruktionskosten steigen mit komplexen Anguss-, Kühlungs- und beweglichen Bauteilen. Viele Betriebe betrachten die Konstruktionsarbeit als einen kleinen Teil der gesamten Werkzeugkosten. Ihr tatsächlicher Nutzen liegt jedoch in der Risikominderung. Eine gute Konstruktion bedeutet weniger Testläufe und einen schnelleren Produktionsstart.
Formmaterial & Lebensdauerziel
Die Werkzeugstahlsorte und die Wärmebehandlung bestimmen die Lebensdauer und den Wartungsaufwand Ihrer Form. H13-Stahl ist gängig für die Serienfertigung. Für kleinere Stückzahlen eignen sich andere Stahlsorten. Wählen Sie die Werkzeugstahlsorte passend zu Ihrer geplanten Produktion, um unnötige Vorabkosten zu vermeiden.
Formenbau – CNC, EDM, Polieren, Anpassen
Die Werkzeugkosten steigen mit den Bearbeitungszeiten und dem Bedarf an Drahterodieren. Drahterodieren eignet sich hervorragend für scharfe Innenkanten und Präzisionsformen, ist aber teurer als herkömmliches Fräsen. Lässt sich die Werkstückform vereinfachen, sinken die Werkzeugkosten in der Regel.
Probefahrten, Wartung und Ersatzteile
Probeläufe, Korrekturen und vorbeugende Wartung gehören zu den tatsächlichen Werkzeugkosten. Planen Sie außerdem Verschleißteile wie Auswerferstifte ein, wenn die Konstruktion viele bewegliche Teile aufweist. Ein stabiles Werkzeug ist über das gesamte Projekt oft günstiger, auch wenn die Anschaffungskosten höher sind.
Wichtige Korrektur: Werkzeugkosten können selbst bei sehr kleinen, einfachen Teilen “mehrere Tausend” betragen. Serienfertige Werkzeuge kosten oft Zehntausende bis Hunderttausende von Dollar. Dies gilt insbesondere für Aluminiumteile mit Schiebern oder mehreren Kavitäten. Form und Volumen Ihres Teils bestimmen den Endpreis.
Hebel zur Kostenoptimierung, die die Qualität nicht beeinträchtigen
Die größten Kosteneinsparungen ergeben sich in der Regel durch Designänderungen. Diese Änderungen verbessern die Ausbeute und reduzieren den Mehraufwand, wodurch die Qualität erhalten bleibt.
Hebel mit hoher Wirkung für die fertigungsgerechte Konstruktion (DFM):
- Unterschnitte nach Möglichkeit reduzieren, um Rutschungen und Abhebungen zu vermeiden.
- Vermeiden Sie übermäßig enge Toleranzen bei nichtfunktionalen Oberflächen.
- Um das Ausschussrisiko zu verringern, sollte eine gleichmäßige Wandstärke verwendet werden.
- Halten Sie empfindliche Oberflächen von Tor- und Überlaufbereichen fern.
- Entwickelt für einfaches Trimmen und Entgraten, um den manuellen Aufwand zu reduzieren.
Auf der Produktionsseite spart die Stabilisierung des Prozesses oft mehr Geld als die Jagd nach günstigeren Legierungspreisen. Dies umfasst Füllen, Kühlen, Schmieren und Entformen.
Wann Druckguss im Vergleich zur CNC-Bearbeitung kostengünstig ist
CNC-Bearbeitung ist bei kleinen Stückzahlen in der Regel günstiger. Druckguss wird wirtschaftlicher, wenn die Stückzahl hoch genug ist, um die Werkzeugkosten zu decken. Der Break-Even-Punkt hängt von der Form und dem Material des Teils sowie vom Nachbearbeitungsaufwand nach dem Guss ab.
Hier ist eine einfache Entscheidungshilfe:
|
Situation |
Vermutlich die bessere Wahl |
Kostengrund |
|---|---|---|
|
Prototyp / Kleinserie |
CNC-Bearbeitung |
Keine Werkzeugamortisationsbelastung |
|
Hohes Volumen, stabiles Design |
Druckguss |
Schneller Zyklus + niedrige Lohnkosten pro Einheit |
|
Komplexes Bauteil, das schwere CNC-Bearbeitung erfordert |
Gemischt (kommt darauf an) |
Sekundäroperationen können dominieren |
|
Hohe kosmetische Anforderungen + enge Toleranzen |
Kommt darauf an |
Die Kosten für Werkzeuge und Steuerung steigen |
Benötigt Ihr Druckgussteil noch viel CNC-Zeit, verringert sich der Kostenvorteil. Ziel ist es, das Teil so nah wie möglich an seine endgültige Form heranzuführen.
Abschluss
Die Kosten für Metalldruckguss lassen sich am einfachsten vorhersagen, wenn man die Werkzeugkosten von den Teilekosten trennt. Zerlegen Sie das Angebot in seine Bestandteile. Dazu gehören Materialverbrauch, Maschinenzeit und Arbeitskosten. Berücksichtigen Sie außerdem Ausbeute, Ausschuss und zusätzliche Arbeitsschritte. So erkennen Sie, wohin das Geld fließt und wo Sie sparen können.
Bei vielen Projekten lassen sich die größten Einsparungen durch intelligentes Design erzielen. Höhere Ausbeute und weniger Nachbearbeitung tragen ebenfalls dazu bei. Der niedrigste Metallpreis ist nicht der beste Weg, um Kosten zu sparen. Druckguss bietet einen guten Stückpreis bei gleichbleibender Qualität. Dies gilt insbesondere bei hohen Stückzahlen, da sich die Werkzeugkosten so verteilen.
Wenn Sie suchen Druckgussdienstleistungen, Konzentrieren Sie Ihre Anfrage auf die wichtigsten Kostenfaktoren. Dazu gehören Ihre CAD-Dateien, die Materialwahl und das jährliche Produktionsvolumen. Geben Sie außerdem Ihre Anforderungen an Toleranz und Oberflächenbeschaffenheit an. Erwähnen Sie alle erforderlichen Nachbearbeitungsschritte. So können Sie Lieferanten fair vergleichen und versteckte Kosten vermeiden.
Häufig gestellte Fragen
Warum sind die anfänglichen Druckgusskosten so hoch?
Für das Verfahren werden eine präzise Stahlform und Validierungsversuche benötigt. Die Form ist ein langlebiges Gut, daher werden Konstruktion, Bearbeitung, Anpassung und Erprobung vor Beginn der Serienproduktion bezahlt.
Was beeinflusst die Kosten für Metalldruckguss am stärksten?
Werkzeugkomplexität, Produktionsvolumen und Nachbearbeitung haben in der Regel den größten Einfluss. Der Legierungspreis spielt zwar eine Rolle, aber Schlitten, enge Toleranzen und die Nachbearbeitung beeinflussen die Gesamtkosten oft stärker.
Ist Druckguss für die Kleinserienproduktion geeignet?
In der Regel nicht, es sei denn, es gibt einen triftigen Grund, das Teil zu gießen. Bei kleinen Stückzahlen sind die Werkzeugkosten zu hoch. CNC-Fertigung oder andere Verfahren sind oft günstiger.
Wie kann ich die Stückkosten senken, ohne die Qualität zu beeinträchtigen?
Optimieren Sie zunächst Ihre Ausbeute und reduzieren Sie Nachbearbeitungen. Vereinfachen Sie die Bauteilform, um Gleitvorgänge zu minimieren. Vermeiden Sie enge Toleranzen, wo immer sie nicht erforderlich sind. Streben Sie nach Möglichkeit funktionale Oberflächen im Gusszustand an.
Welche Angaben benötigen Sie, um eine verlässliche Kostenschätzung abgeben zu können?
Wir benötigen CAD-Dateien, die Legierungsart, die Produktionsmenge sowie die Anforderungen an Toleranz und Oberflächenbeschaffenheit. Außerdem benötigen wir Informationen zu eventuellen Nachbearbeitungen. Mit diesen Angaben können wir die Werkzeug- und Stückkosten aufschlüsseln und aufzeigen, wie sich der Stückpreis mit der Produktionsmenge verändert.
