Støping eller CNC fra helmateriale? Regneeksempel

Dette er den vanligste omleggingen vi blir spurt om, og den vanligste kilden til feil beslutning, i begge retninger.

Utgangspunktet er to kostnadsstrukturer som ser helt forskjellige ut:

Maskinering fra helmateriale: ingen verktøykostnad, men en høy kostnad per del som knapt faller med antallet. Du betaler i maskintid, og maskintiden er den samme for del nummer 5 000 som for del nummer 1.

Støping: en verktøykostnad før første del, og deretter en lav kostnad per del. En presstøpt del kommer ut av verktøyet på sekunder.

De to linjene krysser hverandre et sted. Hele diskusjonen handler om hvor, og svaret er forskjellig for hver del.

Regnestykket

Kall verktøykostnaden T, kostnaden per maskinert del C₁ og prisen per støpt del C₂. Ta med maskineringen som fortsatt trengs etter støping, i C₂.

N = T ÷ (C₁ − C₂)

N er antallet deler før verktøyet er betalt ned. Under N er maskinering billigst. Over N er støping billigst, og forspranget vokser for hver del.

Regneeksempel med tenkte tall

Tallene under er valgt for å gjøre regningen enkel. De er ikke priser fra oss og sier ingenting om hva din del koster.

Anta et verktøy til 100 000 kr, en maskinert del til 150 kr og en støpt del til 50 kr. Da er N = 100 000 ÷ (150 − 50) = 1 000 deler. Endrer du én forutsetning, flytter punktet seg mye:

Forutsetning	T (kr)	C₁ (kr)	C₂ (kr)	N (deler)
Utgangspunkt	100 000	150	50	1 000
Besparelsen per del halveres	100 000	150	100	2 000
Verktøyet koster det dobbelte	200 000	150	50	2 000
Mer materialsvinn i maskineringen	100 000	175	50	800
Den støpte delen må maskineres litt	100 000	150	75	1 333

Lærdommen er ikke at 1 000 deler er grensen. Det finnes ingen grense som gjelder alle deler. Poenget er at N er svært følsom for besparelsen per del, og at de tre forholdene under ofte avgjør om svaret blir riktig.

Tre ting som ofte blir glemt

1. Materialsvinnet. En maskinert del starter som en blokk, og alt som ikke er del, blir spon. På en brakett med lommer, ribber og gjennomgående hull kan sponet utgjøre en stor del av utgangsmaterialet. En støpt del starter nær ferdig form, og innløp og overløp smeltes om. Når metallprisen stiger, koster svinnet mer, og støping lønner seg tidligere.

2. Hele levetiden til serien. Mange forkaster støping fordi de regner på første ordre. Skal produktet leve i ti år, hører ti års volum hjemme i regnestykket. En del du lager 3 000 av i året, er en del du lager 30 000 av på ti år, og forskjellen mellom de to tallene er ofte forskjellen mellom nei og ja. Ta også med reservedelene: skal delen kunne leveres lenge etter at hovedserien er ferdig, må verktøyet uansett stå.

3. Geometrien kan bli bedre. Når du støper, tegner du ikke den samme delen. En maskinert brakett er begrenset av hva fresen kommer til. Lommer får radius etter fresen, innvendige hulrom er vanskelige, og ribber koster maskintid. En støpt brakett kan ha tynt skall med ribber der momentet er, hull støpt med kjerne og gods samlet der spenningen er høy. Ofte blir delen både lettere og sterkere. Det er ikke en besparelse, men en bedre del, og den hører med i vurderingen.

Når maskinering er riktigst uansett antall

• Delen skal ikke lages igjen. Da er verktøykostnaden bortkastet, uansett hvor mange deler den ene serien har.
• Geometrien er for enkel. En rund skive med et hull i midten har lite å hente på støping. Dreiing er både raskere og billigere.
• Nesten alle mål er kritiske. Må nesten alt maskineres uansett, har du betalt for et verktøy uten å slippe maskineringen.
• Materialet er et vi ikke støper. Rustfritt stål, titan og kobberlegeringer. Vi støper aluminium og sink.
• Konstruksjonen er ikke ferdig. Skal geometrien endres flere ganger, er et verktøy for tidlig. Maskiner prototypene, lås konstruksjonen og støp deretter.

Selv når N er lav, må serien passe produksjonen. Ved presstøping er det typisk snakk om noen tusen deler i året eller per ordre, ved kokillestøping typisk en femte- til tiendedel av det. For sinkpresstøping gjelder de samme prinsippene.

Mellomløsningen: støp emnet, maskiner det som må

Det er sjelden enten eller. For en del med noen få kritiske mål er det ofte mest lønnsomt å støpe emnet og maskinere bare flatene som krever det. Delen støpes med maskineringsmonn på de kritiske flatene og ferdig geometri ellers. Så freses eller dreies bare det som må være tettere enn støping gir, i vår egen CNC-maskinering.

Ett av produkteksemplene våre er en presstøpt sinkbrakett som gjenges og gjøres montasjeklar hos oss.

De andre metodene

Støping og maskinering er ikke de eneste alternativene. Sprøytestøping i plast er sterk når delen ikke må lede varme eller ta last i mange år. MIM vinner på små, kompliserte deler i høye antall. 3D-printing i metall har ingen verktøykostnad og passer prototyper og de aller minste seriene, men prisen per del faller nesten ikke med antallet. Laserskjæring og kantpressing lager delen av plate, og stansing slår det meste på pris når delen er tynn, flat og lages i svært høye antall. Tommelfingerregelen er at jo mer geometri delen har i tre retninger, desto tidligere lønner støping seg.

Hva du bør sende oss

• Tegningen eller 3D-modellen, helst som STEP.
• Hva du betaler per del i dag, hvis delen allerede lages.
• Årsvolum og forventet levetid for produktet.
• Hvilke mål som faktisk er kritiske, bare de som avgjør funksjonen.

Da regner vi på N sammen med deg, med ekte tall for din del, og sier fra hvis svaret er at du bør fortsette å maskinere. Hva selve verktøyet koster, forklarer vi i hva koster et støpeverktøy. Send forespørsel.