Comprender el costo de la fundición a presión de metal comienza con una pregunta clave: ¿Está calculando el precio de la inversión única en herramientas, el costo por pieza o ambos? En Yonglihao Machinery, a menudo vemos confusión al combinar ambos costos. La fundición a presión es un proceso rápido y preciso. Sin embargo, el precio final depende de algunas variables que pueden modificar significativamente una cotización.
Desde 2010, hemos aprendido que los factores más importantes son la elección de la aleación, el volumen de producción y la estrategia de herramientas. Otros detalles, como la forma de la pieza, las necesidades de acabado, las tasas de desperdicio y el procesamiento adicional, también son importantes. Estos factores suelen determinar si un proyecto es económico a gran escala o simplemente parece caro en teoría.
Qué incluye realmente el “costo de fundición a presión”
El costo de la fundición a presión consta de dos partes: un costo único de herramientas y un costo variable por cada pieza. Al separarlos, los precios se vuelven claros y fáciles de comparar.
Los costos típicos se ven así:
- Costos únicos (NRE): Esto incluye el diseño del molde, el acero del molde y el mecanizado. También cubre las pruebas y cualquier accesorio especial.
- Costos por pieza: Esto cubre el metal, el tiempo de la máquina, la mano de obra y los controles de calidad. También incluye el embalaje y pasos adicionales como el desbarbado o el recubrimiento.
La mayoría de las sorpresas en materia de costos provienen de las tasas de desecho y de operaciones adicionales, no sólo del precio del metal bruto.
Factores clave de costos que hacen subir o bajar la cotización
Una cotización cambia principalmente porque ciertos factores afectan el tiempo de ciclo, el rendimiento de las piezas y la complejidad de las herramientas. A continuación, se presentan los factores que analizamos primero.
Selección de aleación
Su elección de aleación Afecta el costo a través de su precio y su comportamiento durante la fundición. El aluminio, el zinc y el magnesio tienen diferentes puntos de fusión y estabilidad de ciclo. Una aleación ligeramente más barata puede aumentar el costo total. Esto ocurre si genera más desechos, mayor riesgo de defectos o mayor trabajo posterior al mecanizado.
Volumen de producción
Los volúmenes más altos suelen reducir el precio unitario. Esto se debe a que el costo del herramental se distribuye entre más piezas. Un proyecto puede parecer caro para 500 piezas, pero razonable para 50,000. El volumen también afecta la vida útil del molde y el número de cavidades, lo que incide en el costo del herramental.
Complejidad de la pieza
Las formas complejas aumentan los costos al requerir herramientas más complejas y controles de proceso más estrictos. Características como paredes delgadas, nervaduras profundas, socavaduras y tolerancias ajustadas suelen requerir deslizadores o refrigeración adicional. Un mayor número de piezas móviles implica un mayor costo del molde y mayor mantenimiento.
Acabado de superficies y operaciones secundarias
Un acabado "tal como se funde" suele ser la opción más económica. Añadir acabados cosméticos o funcionales aumenta el coste rápidamente. Si la pieza necesita una superficie pulida, una planitud perfecta, roscado o pintura, la fundición en sí es solo una parte del coste total. Estas operaciones adicionales suelen ser el verdadero factor de coste.
Eficiencia del proceso
La eficiencia determina la cantidad de piezas buenas que se producen por hora. El tiempo de ciclo, el llenado estable, el enfriamiento y la tasa de defectos influyen directamente en el costo. El rendimiento, o la cantidad de piezas buenas, es doblemente importante: afecta el costo del metal y el costo efectivo de la máquina.
¿Cómo estimar el costo de una pieza de fundición a presión?
Puede estimar el costo por pieza sumando el material, el tiempo de máquina, la mano de obra y las operaciones secundarias. Debe agregar el costo de las herramientas por separado. Aquí tiene una plantilla sencilla que puede usar.
Costo del material por pieza
El costo del material se basa en la cantidad total de metal necesario para la inyección, no solo en el peso de la pieza final. Una estimación simple es:
Costo del material/pieza = (Peso de la inyección × Precio de la aleación) ÷ (1 − Tasa de pérdida)
- El peso del disparo incluye la pieza, los canales y los desbordamientos.
- La tasa de pérdida incluye la oxidación, la pérdida de material fundido y los desechos no reutilizables. Muchos talleres presupuestan entre 8 y 101 TP5T para esto.
Por ejemplo, si la pérdida de metal es de 8% y el costo de la aleación es de $4/kg, 1,0 kg de metal neto se presupuestaría en aproximadamente $4,35/kg. Esto sin considerar cómo se reciclan los canales.
Costo de la máquina por pieza
El costo de la máquina depende de su tamaño (tonelaje) y del tiempo de ciclo. Una fórmula práctica es:
Costo de la máquina/pieza = (Tarifa de máquina por hora × Tiempo de ciclo en horas) ÷ Factor de rendimiento
- El factor de rendimiento es el número de piezas buenas por ciclo.
- Usar una máquina demasiado grande aumenta el costo. Usar una demasiado pequeña aumenta los desechos.
Mano de obra y gastos generales
Los costos de mano de obra y gastos generales suelen aumentar según la cantidad de manipulación requerida. Muchas fábricas presupuestan la manipulación básica y la inspección como una pequeña parte del costo de la pieza. Sin embargo, esta cifra puede variar con:
- Necesidades difíciles de recorte o desbarbado manual
- El plan de inspección (CMM, calibres, comprobaciones 100%)
- Requisitos especiales de embalaje o seguimiento
Si una pieza requiere mucho tiempo de trabajo manual, la mano de obra ya no es un coste pequeño.
Procesamiento secundario
Si agregas pasos como Mecanizado CNC, El roscado o el acabado de alta calidad pueden influir en el costo. Al cotizar, considere cada proceso adicional como una línea de costo independiente. No lo oculte dentro del precio de la fundición a presión.
Lista de verificación: lo que necesitamos para una cotización rápida y precisa
- Peso neto de la pieza y aleación objetivo
- CAD 3D con dimensiones y tolerancias críticas
- Requisito de acabado superficial (funcional vs. cosmético)
- Volumen anual y total de vida útil esperado
- Operaciones secundarias requeridas (roscado, CNC, recubrimiento)
- Estándar de calidad y frecuencia de inspección
Cómo estimar el costo de un molde o herramienta de fundición a presión
Moho El costo es principalmente el precio de la complejidad, la durabilidad y el tiempo de fabricación. Una pieza de apariencia simple puede requerir una matriz costosa. Esto ocurre si requiere correderas, tolerancias ajustadas o superficies estéticas muy estables.
Diseño e ingeniería de moldes
El costo de diseño aumenta con la complejidad de las compuertas, la refrigeración y las piezas móviles. Muchos talleres consideran la ingeniería como una pequeña fracción del costo total de las herramientas. Sin embargo, su verdadero impacto es la reducción de riesgos. Una buena ingeniería implica menos pruebas y un inicio de producción más rápido.
Material del molde y vida útil prevista
El grado del acero para herramientas y el tratamiento térmico determinan la vida útil y las necesidades de mantenimiento de su molde. El acero H13 es común para trabajos de gran volumen. Otros aceros pueden adaptarse a volúmenes menores. Adapte el grado de las herramientas a su producción planificada para evitar un sobrecosto inicial.
Fabricación de moldes: CNC, EDM, pulido, montaje
El costo de las herramientas aumenta con las horas de mecanizado y la necesidad de electroerosión. La electroerosión por hilo es excelente para esquinas internas afiladas y características de precisión, pero cuesta más que el fresado estándar. Si se puede simplificar la forma de la pieza para facilitar el mecanizado, el costo de las herramientas suele disminuir.
Pruebas, mantenimiento y repuestos
Las pruebas, las correcciones y el mantenimiento preventivo forman parte del coste real del herramental. Además, se deben tener en cuenta los elementos de desgaste, como los pasadores de expulsión, si el diseño tiene muchas piezas móviles. Una matriz estable suele ser más económica a lo largo del proyecto, incluso si su coste inicial es mayor.
Corrección importante: El herramental puede costar varios miles de dólares solo para piezas muy pequeñas y sencillas. Las matrices de producción suelen costar decenas o cientos de miles de dólares. Esto es especialmente cierto para piezas de aluminio con guías o múltiples cavidades. La forma y el volumen de la pieza determinan el precio final.
Palancas de optimización de costos que no sacrifican la calidad
Los mayores ahorros de costos suelen provenir de cambios de diseño. Estos cambios mejoran el rendimiento y reducen el trabajo extra, lo que protege la calidad.
Diseño de alto impacto para palancas de fabricación (DFM):
- Reducir los socavados para evitar deslizamientos y elevaciones siempre que sea posible.
- Evite tolerancias demasiado estrictas en superficies no funcionales.
- Utilice un espesor de pared uniforme para reducir el riesgo de desperdicios.
- Mantenga las superficies cosméticas críticas alejadas de las áreas de compuerta y desbordamiento.
- Diseño para recortar y desbarbar fácilmente para reducir el trabajo manual.
En cuanto a la producción, estabilizar el proceso suele suponer un mayor ahorro que buscar aleaciones más económicas. Esto incluye el llenado, la refrigeración, la lubricación y el recorte.
Cuándo la fundición a presión es rentable frente al mecanizado CNC
El mecanizado CNC suele ser más económico para volúmenes bajos. La fundición a presión se abarata cuando el volumen es lo suficientemente alto como para absorber el coste de las herramientas. El punto de equilibrio depende de la forma de la pieza, el material y el mecanizado que aún requiere después de la fundición.
A continuación se muestra una guía de decisión sencilla:
|
Situación |
Probablemente una mejor opción |
Razón del costo |
|---|---|---|
|
Prototipo / lote pequeño |
Mecanizado CNC |
Sin carga de amortización de herramientas |
|
Diseño estable y de gran volumen |
Fundición a presión |
Ciclo rápido + mano de obra unitaria baja |
|
Pieza compleja que requiere CNC pesado |
Mixto (depende) |
Las operaciones secundarias pueden dominar |
|
Cosmética estricta + tolerancias estrictas |
Depende |
Los costos de herramientas y control aumentan |
Si su pieza de fundición a presión aún requiere mucho tiempo de CNC, la ventaja en costos se reduce. El objetivo es fundir la pieza lo más cerca posible de su forma final.
Conclusión
Es más fácil predecir los costos de fundición a presión de metal al separar los costos de herramientas de los costos de las piezas. Desglose el presupuesto en sus partes. Esto incluye el uso de material, el tiempo de la máquina y la mano de obra. También puede considerar el rendimiento, los desechos y los pasos adicionales. Esto le muestra dónde se gasta el dinero y dónde puede ahorrar.
En muchos proyectos, los mayores ahorros provienen de un diseño inteligente. Un mejor rendimiento y un menor mecanizado también ayudan. Buscar el precio más bajo del metal no es la mejor manera de ahorrar. La fundición a presión ofrece un buen precio por unidad con una calidad constante. Esto es cierto cuando se trabaja con un gran volumen para distribuir el costo de las herramientas.
Cuando buscas servicios de fundición a presión, Centra tu solicitud en factores clave. Estos factores determinan el coste. Incluyen tus archivos CAD, la elección del metal y el volumen anual. También incluye tus necesidades de tolerancia y acabado. Menciona los pasos necesarios después de la fundición. Esto te permite comparar proveedores de forma justa y evitar costes ocultos posteriores.
Preguntas frecuentes
¿Por qué son altos los costos iniciales de fundición a presión?
El proceso requiere un molde de acero de precisión y ensayos de validación. La matriz es un activo duradero, por lo que se paga por el diseño, el mecanizado, el ajuste y las pruebas antes de que comience la producción en masa.
¿Qué es lo que más afecta el costo de la fundición a presión de metal?
La complejidad, el volumen y las operaciones secundarias del herramental suelen ser los factores que más influyen. El precio de la aleación es importante, pero las correderas, las tolerancias ajustadas y el posmecanizado suelen influir más en el costo total.
¿Es la fundición a presión adecuada para la producción de lotes pequeños?
Generalmente no, a menos que exista una razón de peso para fundir la pieza. Para cantidades pequeñas, el coste de las herramientas es excesivo. El CNC u otros métodos suelen ser más económicos.
¿Cómo puedo reducir el costo unitario sin reducir la calidad?
En primer lugar, mejore su rendimiento y reduzca el trabajo secundario. Simplifique la forma de la pieza para reducir los deslizamientos. Evite tolerancias estrictas donde no sean necesarias. Busque superficies funcionales "en estado bruto de fundición" siempre que sea posible.
¿Qué datos necesitas para dar una estimación de costes fiable?
Necesitamos archivos CAD, el tipo de aleación, el volumen y los requisitos de tolerancia/acabado. También necesitamos conocer las operaciones secundarias. Con esta información, podemos separar los costos de herramientas y por pieza, y mostrar cómo varía el precio unitario con el volumen.
