Entender o custo da fundição sob pressão de metais começa com uma pergunta fundamental: você está considerando o investimento único em ferramentas, o custo por peça ou ambos? Na Yonglihao Machinery, frequentemente observamos confusão nos custos quando esses dois fatores são misturados. A fundição sob pressão é um processo rápido e preciso. No entanto, o preço final depende de algumas variáveis que podem alterar significativamente o orçamento.
Desde 2010, aprendemos que os fatores mais importantes são a escolha da liga metálica, o volume de produção e a estratégia de ferramental. Outros detalhes, como formato da peça, necessidades de acabamento, taxas de refugo e processamento adicional, também são relevantes. Muitas vezes, esses fatores determinam se um projeto será econômico em larga escala ou apenas parecerá caro no papel.
O que realmente inclui o “custo da fundição sob pressão”
O custo da fundição sob pressão é composto por duas partes: um custo único de ferramental e um custo variável para cada peça. Ao separá-los, os preços ficam mais claros e fáceis de comparar.
As categorias de custos típicas são assim:
- Custos únicos (NRE): Isso inclui o projeto do molde, o aço para o molde e a usinagem. Abrange também os testes de funcionamento e quaisquer dispositivos especiais.
- Custos por peça: Isso cobre o metal, o tempo de máquina, a mão de obra e os controles de qualidade. Também inclui embalagem e etapas extras, como rebarbação ou revestimento.
A maioria das surpresas nos custos vem das taxas de sucata e das operações extras, e não apenas do preço do metal bruto.
Principais fatores de custo que influenciam o aumento ou a redução do orçamento
O preço varia principalmente porque certos fatores afetam o tempo de ciclo, o rendimento das peças e a complexidade das ferramentas. Abaixo estão os principais fatores que analisamos inicialmente.
Escolha da liga
Seu escolha da liga A liga influencia o custo por meio de seu preço e de seu comportamento durante a fundição. Alumínio, zinco e magnésio têm diferentes pontos de fusão e estabilidade cíclica. Uma liga ligeiramente mais barata pode aumentar o custo total. Isso ocorre se resultar em mais sucata, maior risco de defeitos ou mais trabalho de usinagem posterior.
Volume de produção
Volumes maiores geralmente reduzem o preço unitário. Isso ocorre porque o custo das ferramentas é diluído em um número maior de peças. Um projeto pode parecer caro para 500 peças, mas razoável para 50.000. O volume também afeta a vida útil do molde e o número de cavidades, o que impacta o custo das ferramentas.
Complexidade da Parte
Formas complexas aumentam os custos, exigindo ferramentas mais sofisticadas e controles de processo mais rigorosos. Características como paredes finas, nervuras profundas, reentrâncias e tolerâncias apertadas geralmente necessitam de deslizadores ou refrigeração adicional. Mais peças móveis significam um custo de molde mais elevado e maior necessidade de manutenção.
Acabamento de Superfície e Operações Secundárias
O acabamento "como fundido" geralmente é a opção mais econômica. Adicionar acabamentos estéticos ou funcionais aumenta o custo rapidamente. Se a sua peça precisar de uma superfície polida, planicidade precisa, rosqueamento ou pintura, a fundição em si representa apenas parte do custo total. Essas operações extras muitas vezes se tornam o principal fator de custo.
Eficiência do processo
A eficiência determina quantas peças boas você produz por hora. O tempo de ciclo, o enchimento estável, o resfriamento e as taxas de defeito afetam diretamente o custo. O rendimento, ou seja, o número de peças boas, é importante duas vezes: afeta o custo do metal e o custo efetivo da máquina.
Como estimar o custo de uma peça fundida sob pressão?
Você pode estimar o custo por peça somando material, tempo de máquina, mão de obra e operações secundárias. O custo das ferramentas deve ser adicionado separadamente. Aqui está um modelo simples que você pode usar.
Custo do material por peça
O custo do material é baseado na quantidade total de metal "granulado" necessária, e não apenas no peso da peça final. Uma estimativa simples é:
Custo do material/peça = (Peso do chumbo × Preço da liga) ÷ (1 − Taxa de perda)
- O peso da injeção inclui a peça, os canais de alimentação e os excessos.
- A taxa de perda abrange oxidação, perda por fusão e sucata que não pode ser reutilizada. Muitas oficinas orçam cerca de 8 a 101 TP5T para isso.
Por exemplo, se a sua perda de metal for de 8% e a liga custar $4/kg, 1,0 kg de metal líquido seria orçado em cerca de $4,35/kg. Isso antes de considerar como os canais de alimentação são reciclados.
Custo da máquina por peça
O custo da máquina é determinado pelo seu tamanho (tonelagem) e pelo tempo de ciclo. Uma fórmula prática é:
Custo da máquina por peça = (Taxa horária da máquina × Tempo de ciclo em horas) ÷ Fator de rendimento
- O fator de rendimento é o número de peças boas por ciclo.
- Usar uma máquina muito grande aumenta os custos. Usar uma máquina muito pequena aumenta o desperdício.
Mão de obra e custos indiretos
Os custos de mão de obra e despesas gerais geralmente são proporcionais à quantidade de manuseio necessária. Muitas fábricas incluem o manuseio e a inspeção básicos em seu orçamento como uma pequena parte do custo da peça. No entanto, esse valor pode variar conforme:
- Necessidades difíceis de corte ou rebarbação manual
- Plano de inspeção (CMM, medidores, verificações 100%)
- Requisitos especiais de embalagem ou rastreamento
Se uma peça exige muito tempo de manuseio manual, a mão de obra deixa de ser um custo pequeno.
Processamento secundário
Se você adicionar etapas como Usinagem CNC, Processos adicionais, como rosqueamento ou acabamento estético de alta qualidade, podem representar uma parcela significativa do custo. Ao elaborar um orçamento, considere cada processo extra como um custo individual. Não o oculte no preço da fundição.
Lista de verificação: o que precisamos para um orçamento rápido e preciso
- Peso líquido da peça e liga alvo
- CAD 3D com dimensões e tolerâncias críticas
- Requisito de acabamento superficial (funcional vs. estético)
- Volume anual esperado e volume total ao longo da vida útil
- Operações secundárias necessárias (rosqueamento, CNC, revestimento)
- Padrão de qualidade e frequência de inspeção
Como estimar o custo de moldes/ferramentas para fundição sob pressão
Mofo O custo é principalmente o preço da complexidade, durabilidade e tempo de fabricação. Uma peça de aparência simples ainda pode exigir uma matriz cara. Isso ocorre se ela exigir guias deslizantes, tolerâncias rigorosas ou superfícies com acabamento estético muito estável.
Projeto e Engenharia de Moldes
O custo do projeto aumenta com sistemas complexos de injeção, refrigeração e peças móveis. Muitas empresas consideram a engenharia como uma pequena fração do custo total das ferramentas. Mas seu impacto real está na redução de riscos. Uma boa engenharia significa menos testes e um início de produção mais rápido.
Material do molde e vida útil alvo
A qualidade do aço ferramenta e o tratamento térmico determinam a vida útil e as necessidades de manutenção do seu molde. O aço H13 é comum para produções de alto volume. Outros tipos de aço podem ser mais adequados para volumes menores. Escolha o aço ferramenta de acordo com a sua produção planejada para evitar custos iniciais excessivos.
Fabricação de moldes – CNC, EDM, polimento, montagem
O custo das ferramentas aumenta com as horas de usinagem e a necessidade de eletroerosão (EDM). A eletroerosão a fio é excelente para cantos internos vivos e detalhes de precisão, mas custa mais do que a fresagem convencional. Se for possível simplificar o formato da peça para facilitar a usinagem, o custo das ferramentas geralmente diminui.
Testes, manutenção e peças sobressalentes
Testes, correções e manutenção preventiva fazem parte do custo real das ferramentas. Além disso, considere itens de desgaste, como pinos extratores, caso o projeto tenha muitas peças móveis. Uma matriz estável costuma ser mais barata ao longo de todo o projeto, mesmo que seu custo inicial seja maior.
Correção importante: O ferramental pode custar "vários milhares" apenas para peças muito pequenas e simples. Matrizes de nível de produção geralmente custam dezenas a centenas de milhares de dólares. Isso é especialmente verdadeiro para peças de alumínio com guias ou múltiplas cavidades. O formato e o volume da sua peça determinam o preço final.
Alavancas de otimização de custos que não sacrificam a qualidade
As maiores reduções de custos geralmente vêm de alterações no projeto. Essas alterações melhoram o rendimento e reduzem o trabalho extra, o que preserva a qualidade.
Alavancas de alto impacto projetadas para fabricação (DFM):
- Reduza os rebaixos para evitar deslizamentos e levantadores sempre que possível.
- Evite tolerâncias excessivamente apertadas em superfícies não funcionais.
- Utilize uma espessura de parede consistente para reduzir o risco de refugo.
- Mantenha as superfícies de maior valor estético afastadas das áreas de entrada e de transbordamento.
- Projetado para facilitar o corte e a rebarbação, reduzindo o trabalho manual.
Na área de produção, estabilizar o processo geralmente gera mais economia do que buscar preços mais baixos para as ligas metálicas. Isso inclui enchimento, resfriamento, lubrificação e acabamento.
Quando a fundição sob pressão é economicamente vantajosa em comparação com a usinagem CNC
A usinagem CNC geralmente é mais barata para volumes baixos. A fundição sob pressão torna-se mais barata quando o volume é alto o suficiente para absorver o custo das ferramentas. O ponto de equilíbrio depende do formato da peça, do material e da quantidade de usinagem ainda necessária após a fundição.
Aqui está um guia de decisão simples:
|
Situação |
Provavelmente a melhor escolha |
Razão do custo |
|---|---|---|
|
Protótipo / lote pequeno |
Usinagem CNC |
Sem ônus de amortização de ferramentas |
|
Alto volume, design estável |
Fundição sob pressão |
Ciclo rápido + mão de obra unitária reduzida |
|
Peça complexa que requer usinagem CNC pesada |
Variável (depende) |
Operações secundárias podem dominar |
|
Cosméticos rigorosos + tolerâncias rigorosas |
Depende |
Aumentam os custos de ferramentas e controle |
Se a sua peça fundida ainda precisar de muito tempo de usinagem CNC, a vantagem de custo diminui. O objetivo é fundir a peça o mais próximo possível de sua forma final.
Conclusão
A maneira mais fácil de prever os custos de fundição de metal é separar os custos de ferramental dos custos das peças. Decomponha o orçamento em suas partes. Isso inclui o uso de material, o tempo de máquina e a mão de obra. Você também pode analisar o rendimento, o refugo e as etapas extras. Isso mostra para onde o dinheiro está indo e onde você pode economizar.
Para muitos projetos, a maior economia vem de um design inteligente. Melhor rendimento e menos usinagem também ajudam. Buscar o menor preço do metal não é a melhor maneira de economizar. A fundição sob pressão oferece um bom preço por unidade com qualidade consistente. Isso é especialmente verdadeiro quando se tem um grande volume de produção, o que permite diluir o custo das ferramentas.
Quando você procura por serviços de fundição sob pressão, Ao solicitar um orçamento, concentre-se nos fatores-chave, pois eles controlam o custo. Esses fatores incluem seus arquivos CAD, a escolha do metal e o volume anual de produção. Inclua também suas necessidades de tolerância e acabamento. Mencione quaisquer etapas necessárias após a fundição. Isso permite comparar fornecedores de forma justa e ajuda a evitar custos ocultos posteriormente.
Perguntas frequentes
Por que os custos iniciais de fundição sob pressão são elevados?
O processo exige um molde de aço de precisão e testes de validação. O molde é um ativo durável, portanto, o investimento em projeto, usinagem, ajuste e testes é feito antes do início da produção em massa.
O que mais afeta o custo da fundição de metais sob pressão?
A complexidade das ferramentas, o volume e as operações secundárias geralmente têm o maior impacto. O preço da liga é importante, mas os dispositivos de deslizamento, as tolerâncias rigorosas e o pós-usinagem costumam influenciar mais o custo total.
A fundição sob pressão é adequada para produção em pequenos lotes?
Geralmente não, a menos que haja um motivo forte para fundir a peça. Para pequenas quantidades, o custo das ferramentas é muito alto. Usinagem CNC ou outros métodos costumam ser mais baratos.
Como posso reduzir o custo unitário sem diminuir a qualidade?
Primeiramente, melhore o rendimento e reduza o trabalho secundário. Simplifique o formato da peça para reduzir os deslizamentos. Evite tolerâncias apertadas onde não forem necessárias. Busque superfícies funcionais "como fundidas" sempre que possível.
De que informações você precisa para fornecer uma estimativa de custos confiável?
Precisamos dos arquivos CAD, do tipo de liga, do volume e dos requisitos de tolerância/acabamento. Também precisamos saber sobre quaisquer operações secundárias. Com essas informações, podemos separar os custos de ferramental e os custos por peça, e mostrar como o preço unitário varia com o volume.
