Wie berechnen Sie die CNC-Kosten?

Für Unternehmen in Branchen wie der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Medizintechnik, die auf Präzisionskomponenten angewiesen sind, ist das Wissen, wie man die Kosten für die CNC-Bearbeitung (Computerized Numerical Control) berechnet, von entscheidender Bedeutung. Es ermöglicht Ihnen, Ihr Budget sinnvoll zu planen, Lieferanten fair zu vergleichen und letztendlich die Projektrentabilität zu steigern. Im Gegensatz zu Festpreisprodukten schwanken die CNC-Kosten je nach technischen Spezifikationen, Materialauswahl, Produktionseffizienz und Zusatzleistungen. Wir analysieren die wichtigsten Faktoren und führen Sie Schritt für Schritt durch die genaue CNC-Kostenberechnung.

Bevor Sie die Zahlen berechnen, müssen Sie die Schlüsselkomponenten identifizieren, die 90 % der CNC-Bearbeitungskosten ausmachen. Diese Faktoren bilden die Grundlage jeder genauen Kostenschätzung.

▶ 1.1 Materialkosten (20 %–40 % der Gesamtkosten)

Rohstoffe sind der Ausgangspunkt Ihres CNC-Projekts – und ihre Art, Qualität und Menge wirken sich direkt auf die Grundkosten aus. Die Wahl der Materialien hängt vom Verwendungszweck Ihres Teils ab (z. B. Festigkeit für Teile in der Luft- und Raumfahrt, Korrosionsbeständigkeit für medizinische Geräte).

Zu den gängigen CNC-Bearbeitungsmaterialien gehören:

● Metalle : Aluminium (6061 für allgemeine Verwendung, 7075 für hohe Festigkeitsanforderungen), Stahl (304 Edelstahl für Korrosionsbeständigkeit, 4140 legierter Stahl für Langlebigkeit), Titan (Ti-6Al-4V für geringe Festigkeit in der Luft- und Raumfahrt/Medizin).

●     Kunststoffe : PEEK (für Hochtemperaturanwendungen), ABS (für Konsumgüter), Nylon (für Verschleißfestigkeit), POM (für reibungsarme Teile).

Berechnungsformel :

Materialkosten = (Materialdichte × Teilevolumen × Materialpreis pro kg) ÷ Materialauslastung

Beispiel : Angenommen, Sie benötigen ein Teil aus Edelstahl 304 mit einem Volumen von 0,0005 m³ (Dichte von Edelstahl 304 = 7,9 kg/m³). Bei einem Materialpreis von 5 $/kg und einer Auslastung von 80 % (aufgrund von Schnittabfällen) ergibt sich folgende Rechnung:

(7,9 × 0,0005 × 5) ÷ 0,8 ≈ 0,0247 $ pro Teil.

Hinweis : Hochleistungsmaterialien wie Titan oder PEEK können die Materialkosten im Vergleich zu Standardaluminium (6061) um das Drei- bis Zehnfache erhöhen. Treffen Sie Ihre Wahl mit Bedacht und basierend auf den tatsächlichen Anforderungen Ihres Teils – Sie müssen nicht zu viel für Premiummaterialien ausgeben, wenn eine Standardoption ausreicht.

▶   1.2 Arbeitskosten (15–30 % der Gesamtkosten)

Zu den Arbeitskosten zählen die Fachkräfte, die Ihr Teil zum Leben erwecken: CNC-Bediener, Programmierer und Qualitätsprüfer. Die Preise variieren je nach Region und Qualifikationsniveau. Dies ist daher ein wichtiger Faktor, den Sie bei der Zusammenarbeit mit globalen Lieferanten berücksichtigen sollten.

●     Regionale Tarife : 15–30 USD/Stunde in Südostasien, 35–60 USD/Stunde in Nordamerika/Europa.

●     Skill-Prämie : Komplexe Aufträge (z. B. 5-Achsen-Bearbeitung für komplizierte 3D-Teile) erfordern 20–50 % höhere Arbeitskosten, da sie spezielle Fachkenntnisse erfordern.

Berechnungslogik :

Arbeitskosten = (Programmierzeit + Bearbeitungszeit + Inspektionszeit) × Stundenlohn

Wichtiger Tipp : Qualifizierte Teams reduzieren Fehler und Nacharbeit, was die Arbeitskosten langfristig senkt. Die Investition in einen Lieferanten mit erfahrenem Personal spart Ihnen auf lange Sicht Zeit und Geld.

▶   1.3 Maschinenkosten (10–25 % der Gesamtkosten)

Hierzu zählen die Abschreibung der CNC-Maschinen, die regelmäßige Wartung und der Energieverbrauch. Welchen Maschinentyp Sie benötigen, hängt von der Komplexität Ihres Teils ab – und für jede Maschine gilt ein anderer Stundensatz.

Berechnungsformel :

Maschinenkosten = Bearbeitungszeit × Maschinenstundensatz

Beispiel : Ein 3-Achsen-CNC-Fräsauftrag, der 2 Stunden dauert und 35 $/Stunde kostet, kostet 2 × 35 = 70 $ an Maschinenkosten.

▶   1.4 Bearbeitungszeit (der variabelste Kostentreiber)

Die Bearbeitungszeit ist der Faktor, der die Kosten am stärksten beeinflusst. Sie hängt von der Komplexität Ihres Werkstücks, den Schnittparametern (Geschwindigkeit, Vorschub) und der Werkzeugeffizienz ab. Selbst kleine Änderungen können hier erhebliche Auswirkungen auf die Gesamtkosten haben.

Schätzmethoden:

● Für einfache Teile : Verwenden Sie grundlegende Formeln für Standardvorgänge (z. B. das Fräsen eines Schlitzes oder das Bohren eines Lochs):

Bearbeitungszeit = (Schnittlänge ÷ Vorschubgeschwindigkeit) × Anzahl der Operationen

Beispiel : Das Fräsen eines 50 mm langen Schlitzes mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 100 mm/min dauert (50 ÷ 100) × 1 = 0,5 Minuten.

●   Für komplexe Teile : Verlassen Sie sich auf CAM-Software (Computer-Aided Manufacturing) wie Mastercam oder Fusion 360. Diese Tools simulieren den Bearbeitungsprozess und generieren präzise Zeitschätzungen – entscheidend für Teile mit 3D-Funktionen oder engen Toleranzen.

Profi-Tipp : Optimieren Sie Ihre Werkzeuge! Durch die Verwendung von Hartmetallwerkzeugen anstelle von HSS-Werkzeugen (Schnellarbeitsstahl) können Sie die Bearbeitungszeit um 30 bis 50 % reduzieren – ein enormer Kostenvorteil.

▶   1.5 Werkzeugverschleißkosten (5–10 % der Gesamtkosten)

CNC-Werkzeuge (Schaftfräser, Bohrer, Wendeschneidplatten) verschleißen mit der Zeit und müssen ausgetauscht werden. Die Kosten hängen hier vom Werkzeugmaterial und der Lebensdauer ab:

●   Hartmetallwerkzeuge : 10–50 $ pro Stück, halten aber 3–5 mal länger als HSS.

●   HSS-Werkzeuge : 2–5 $ pro Stück, müssen aber bei umfangreichen Arbeiten häufig ausgetauscht werden.

Berechnungsformel :

Werkzeugkosten pro Teil = (Anzahl der verwendeten Werkzeuge × Werkzeugpreis) ÷ Anzahl der pro Werkzeug produzierten Teile

Beispiel : Ein Hartmetall-Schaftfräser für 30 $, mit dem 100 Teile bearbeitet werden, kostet 30 ÷ 100 = 0,3 $ pro Teil.

▶   1.6 Zusätzliche Kosten (5 % – 15 % der Gesamtkosten)

Diese „versteckten“ Kosten werden leicht übersehen – aber sie summieren sich. Vergessen Sie nicht, sie in Ihr Budget einzubeziehen:

●   Oberflächenbehandlung : Eloxieren (1–3 $/Teil), Plattieren (2–5 $/Teil), Lackieren oder Wärmebehandlung (10–30 % mehr für hochfeste Teile wie 4140-Stahlkomponenten).

●   Design und Prototyping : Die Überarbeitung von CAD-Zeichnungen oder das Testen von Prototypen kostet für kleine Anpassungen 50 bis 200 US-Dollar – entscheidend, damit Ihr Teil vor der Massenproduktion richtig ist.

●   Verpackung und Versand : Internationale Bestellungen erfordern eine Schutzverpackung (Schaumstoff, Holzkisten) und Versand (See-/Luftfracht), was 5–50 $ pro Bestellung zusätzlich kostet.

●   Gemeinkosten : Verwaltungsgebühren, Qualitätskontrolle (z. B. CMM-Inspektion für Präzisionsteile: 20–50 $/Teil) und Abfallentsorgung.

Folgen Sie diesem einfachen Rahmen, um eine präzise Kostenschätzung für Ihr Projekt zu erhalten – keine fortgeschrittenen Mathematikkenntnisse erforderlich.

Schritt 1: Definieren Sie Ihre Teileanforderungen

Sammeln Sie zunächst alle Details, die Lieferanten für ein genaues Angebot benötigen:

●   2D/3D-CAD-Zeichnungen (einschließlich Toleranzen: z. B. ±0,01 mm für medizinische Teile, ±0,05 mm für Teile für den allgemeinen Gebrauch).

●   Materialart und -menge (Losgröße: 1–10 Prototypen vs. 1000+ Massenproduktion).

●   Oberflächengüte (Ra 0,8 μm für glatte Teile, Ra 6,3 μm für Funktionsteile) und Zusatzprozesse (Gewindeschneiden, Lochbohren).

Schritt 2: Berechnen Sie die direkten Kosten (Material + Arbeit + Maschine + Werkzeug)

Verwenden Sie die Formeln aus Abschnitt 1, um diese Kernausgaben zu summieren. Zur Verdeutlichung verwenden wir ein Beispiel aus der Praxis:

Schritt 3: Zusätzliche Kosten hinzufügen

Berücksichtigen Sie nun die „versteckten“ Kosten, die wir zuvor erwähnt haben:

●   Oberflächenbehandlung: Eloxieren (2 $/Teil)

●   Versand: 10 $ (internationale Luftfracht für 100 Teile)

●   Gemeinkosten: 10 % der direkten Kosten (75,3247 $ × 0,1 = 7,53 $)

●   Gesamtkosten: 2 + 10 + 7.53 = $19.53

Schritt 4: Berechnen Sie die endgültigen Gesamtkosten

Gesamtkosten der CNC-Maschine = Direktkosten + Zusatzkosten

= $75.3247 + $19.53 ≈ 94,85 $ (für 100 Teile oder ~0,95 $ pro Teil)

Wenn Sie die Kostentreiber verstehen, können Sie Ihre Ausgaben senken und gleichzeitig den Standard Ihrer Teile gewährleisten. So geht's:

●   Vereinfachen Sie die Teilekonstruktion : Vermeiden Sie zu enge Toleranzen (verwenden Sie nach Möglichkeit ±0,05 mm statt ±0,01 mm) und unnötig komplexe Merkmale (z. B. tiefe, schmale Schlitze, die die Bearbeitung verlangsamen).

●   Wählen Sie das richtige Material : Verwenden Sie für nicht kritische Teile Standardmaterialien wie Aluminium 6061 anstelle teurer Legierungen wie Titan – sparen Sie Premiummaterialien für Teile auf, die sie wirklich benötigen.

●   Erhöhung der Losgröße : Durch die Massenproduktion (über 1.000 Teile) werden die Fixkosten (Programmierung, Einrichtung) auf mehr Einheiten verteilt, wodurch die Stückkosten um 20–40 % gesenkt werden.

●   Arbeiten Sie mit erfahrenen Lieferanten zusammen : Ein erfahrener CNC-Anbieter kann Designoptimierungen (z. B. die Optimierung von Werkzeugwegen) vorschlagen, um die Bearbeitungszeit um 15 bis 30 % zu verkürzen. Wir haben Kunden geholfen, durch die Verfeinerung ihrer Teiledesigns Tausende zu sparen – fragen Sie uns nach Feedback!

Jeder CNC-Auftrag ist einzigartig – Ihre Materialwahl, die Komplexität des Teils und die Losgröße beeinflussen die Endkosten. Wenn Sie eine CAD-Zeichnung oder eine Projektbeschreibung haben, kann Ihnen unser CNC-Expertenteam innerhalb von 24 Stunden einen kostenlosen, detaillierten Kostenvoranschlag erstellen.

Wir sind spezialisiert auf hochpräzises CNC-Fräsen und -Drehen für Branchen wie die Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Medizintechnikbranche. Ob Sie einen Prototyp oder 10.000 Serienteile benötigen, wir bieten wettbewerbsfähige Preise und strenge Qualitätskontrollen (auf Wunsch durchlaufen alle Teile eine CMM-Prüfung).

Kontaktieren Sie uns noch heute, um uns die Details Ihres Projekts mitzuteilen – und lassen Sie uns Ihren Entwurf in eine kostengünstige Realität umsetzen!