PEEK Costo di lavorazione CNC: ripartizione dei prezzi per grado e volume

Quanto costa la lavorazione CNC PEEK? Una ripartizione dei prezzi grado per grado

PEEK Il prezzo e il costo di lavorazione CNC è una sorpresa per molti ingegneri Per produrre una parte prototipo a zero volμme, i prezzi possono variare da 50 a molte centinaia di dollari, e il prezzo finale dipende da fattori che non sono immediatamente trasparenti (in particolare, il grado di PEEK utilizzato) In questo articolo noi e×ammina costi del mondo reale per PEEK vergine, vetro e riempito di carbonio, fornire informazioni su come la parte completa l'×ità e il volμme influisce sulla curva dei costi e delineare le tecniche pratiche che gli ingegneri delle applicazioni sul campo impiegano per ridurre al minimo i costi per parte senza compromettere la qualità.

Perché la lavorazione CNC PEEK costa più della plastica standard

Il prezzo di lavorazione PEEK CNC premiμm rispetto alle plastiche di ingegneria standard è significativo, ma non per le ragioni che i nuovi acquirenti e×pect La famiglia di polietere etere chetone di termoplastici semicristallini sopravvive al funzionamento continuo a 260C (500F) con proprietà meccaniche superiori, elevata resistenza e stabilità alle alte temperature Tali prestazioni hanno un prezzo elevato, ma potrebbero non essere i costi più diretti che dovrai sostenere.

Il materiale grezzo è la vera influenza del costo, non lo sforzo di lavorazione I dati basati sul mercato indicano che il materiale PEEK varia da 40-500 per chilogrammo a seconda del grado e della forma, al contrario di 5-1/kg per Del, pro×infine un premiμm 10x pre-taglio! Sulla base dei fattori di lavorabilità disponibili al pubblico, il costo di lavorazione relativo di PEEK è dell'ordine di 0,9 contro 12L14 di acciaio per lavorazione libera (o valutato a 1,0). In pratica, le macchine PEEK sono quasi altrettanto facilmente quanto modeste di acciaio dolce automobilistico, una circostanza che sembra dissipare l'idea sbagliata a livello di popolazione secondo cui PEEK è una macchina termoplastica difficile ed esigente.

Questo non vuol dire che il PEEK entri in officina senza altri problemi di lavorazione aggiuntivi La sua resistenza al calore e la bassa conduttività termica spingono a velocità di lavorazione più lente per evitare che il calore si accumuli tra utensile e pezzo Solitamente, i macchinisti riducono le velocità di avanzamento di 20-30% a quella dell'acetale o del nylon, che possono aumentare notevolmente il tempo di lavorazione I gradi riempiti, in particolare il PEEK rinforzato con fibra di carbonio, accelereranno l'usura degli utensili da taglio di 2-3 volte, aumentando i costi degli utensili Questi tre fattori di prezzo del materiale, velocità di taglio e durata dell'utensile sono quindi responsabili di maggiori costi di lavorazione nell'alto volume del PEEK Servizio di lavorazione CNC costi.

Riepilogo per il costo consapevole: Budget 50-70% di un PEEK parte del costo di produzione complessivo per il componente grezzo di magazzino Tecniche di controllo del processo di lavorazione più facili sono secondarie La decisione saliente è scelta del grado.

Costo del materiale PEEK per grado: vergine, riempito di vetro e riempito di carbonio

I prezzi PEEK sono una funzione del grado e del fattore di forma Scegliere quello giusto è fondamentale per il controllo dei costi finali I costi dei prodotti azionari Virgin PEEK vanno da 100-250$/kg, mentre i materiali certificati per lo spazio o dal punto di vista medico possono superare i 500$kg L'accertamento dei meriti da investire nel prodotto PEEK più costoso di cui hai effettivamente bisogno è essenziale per risparmiare sui costi.

Virgin PEEK è adatto per la maggior parte delle esigenze di lavorazione generali in cui si desidera resistenza chimica, funzionamento ad alta temperatura e basso coefficiente di attrito, ma l'applicabilità non è così grave da richiedere un elevato carico meccanico. Il PEEK riempito, rinforzato con fibre di vetro o carbonio, soddisfa specifiche esigenze aerospaziali e mediche laddove la lavorazione del PEEK richiede stabilità dimensionale e maggiore rigidità senza costi elevati Altri come GF30 riempito con fibra di vetro 3013T 301T rappresentante offre una migliore rigidità del PEEK vergine senza il costo totale che presenta CF30 puro.

Grado della striscia Economia di picco Puro (grado vergine) ha il prezzo più basso, il grado medico più economico PEEK ha il prezzo più alto Il prezzo del grado medico PEEK è più alto a causa del suo requisito di tracciabilità, della certificazione di biocompatibilità ASTM F2026 e ISO 10993 e del basso numero di fornitori Per alcune applicazioni che non richiedono la certificazione implanto-grado, il passaggio dal medico al PEEK vergine ridurrà il costo complessivo di 50-70%.

the Nota Bene. Queste gamme di prezzi sono accumulate da diverse fonti industriali e listini prezzi dei distributori, quindi i prezzi effettivi differiranno a seconda del fornitore, delle quantità degli ordini e della situazione del mercato.

Fattori di costo: complessità delle parti, tolleranze e finitura superficiale

Oltre al materiale di grado, tre parametri di lavorazione determineranno ciò che la lavorazione CNC richiede in termini di costo del pezzo PEEK: tolleranze dimensionali, complessità geometrica e requisiti di finitura superficiale. Questi parametri hanno tutti impatti diversi sul tempo di lavorazione, sui requisiti di fissaggio e sul numero di configurazioni che comportano un costo p ART.

La geometria delle parti definisce la lavorazione ad asse 3 vs. 5 Le parti prismatiche diritte in avanti con caratteristiche su una o due facce vengono lavorate su un mulino o tornio convenzionale a 3 assi a $35-140/ora (= centri di lavoro statunitensi) o $15-35/ora (=Asia) Forme complesse, fori filettati a doppio angolo, sottosquadri e caratteristiche a pareti sottili guidano il tempo della macchina nell'intervallo ‘5 assi’ a $75-250/ora a livello nazionale o $20-80/ora da fornitori asiatici.

La lavorazione a cinque assi richiede tempi di programmazione maggiori, un fissaggio speciale e un tempo di configurazione maggiore, ma può ridurre drasticamente i costi totali dei pezzi eliminando configurazioni multiple ed errori di riposizionamento dei pezzi.

La finitura superficiale è un altro fattore Le finiture lavorate regolari Ra 1,6-3,2 metri si presume siano incluse senza costi aggiuntivi nei costi di lavorazione dichiarati Una finitura lucida Ra 0,2-0,4 metri è un'operazione aggiuntiva e aggiunge un ulteriore 20-40% ai costi di lavorazione.

PEEK lucida bene ma ogni operazione aggiuntiva aumenta il tempo di movimentazione e lavorazione.

La ricottura è spesso omessa dai costi PEEK Quando viene lavorato, il PEEK è soggetto ad accumuli di sollecitazioni interne, portando a cambiamenti dimensionali a seguito della lavorazione, specialmente dove sono specificate tolleranze strette La ricottura a 200 C dopo la lavorazione può alleviare queste sollecitazioni; questo processo costa tra $15 e $50 per lotto e aumenta il tempo di consegna del lotto da 1 a 2 giorni.

Al fine di produrre componenti PEEK altamente accurati, la ricottura viene eseguita (tra le passate di sgrossatura e finitura) sulla maggior parte delle parti PEEK ad alta precisione; Ciò aggiunge molte fasi di cambio e configurazione degli utensili alla produzione di queste parti.

Prezzi reali di lavorazione CNC PEEK: prototipo per produzione

Il costo di lavorazione CNC PEEK diminuirà significativamente con l'aumento delle dimensioni del ciclo di produzione Un componente prototipo che costa $200 ciascuno a 5 pezzi potrebbe avere un prezzo compreso tra $30 e $50 alle quantità di produzione La tabella 3 seguente mostra i prezzi indicativi a tre livelli di produzione basati su quotazioni di assemblatori, forum di macchinisti e rapporti di benchmarking:
Queste cifre mostrano valori indicativi per i tre livelli di produzione.

Il delta dei costi da prototipo a produzione su PEEK rispetto ai polimeri di base è ancora più sorprendente. Tutti i costi di configurazione, programmazione e ispezione del primo articolo sono ammortizzati solo su una manciata di parti lavorate a CNC durante la fase di prototipo, ovviamente, ma quando il volume raggiunge il conteggio delle centinaia di off, questi costi fissi diventano insignificanti per pezzo e le officine di produzione possono eseguire cicli di lavorazione senza luci che riducono ulteriormente i tempi di lavorazione e i costi di lavorazione.

Per alcune domande di prospettiva dei macchinisti pubblicate sui forum del settore (tra cui, ad esempio, il gruppo Facebook MACHINIST) rivelano officine meccaniche statunitensi che citano $150-600 un pezzo per parti PEEK lavorate a basso volume e diametro 2 di moderata complessità I produttori asiatici che citano la stessa geometria tendono ad essere 2-4 inferiori (non necessariamente di qualità), ma certamente di costo La differenza sarebbe spiegata semplicemente dalla struttura dei costi (e dalle restanti carve competitive del mondo) se un'officina potesse dimostrare un'esperienza di lavorazione PEEK di successo.

Quando le stime dei costi di produzione all-in salgono oltre i 500-1.000+ pezzi di una singola parte, vale la pena considerare lo stampaggio a iniezione PEEK richiede stampi specializzati ad alta temperatura (costi di utensileria a $15.000-$50.000+) ma il costo per unità scende a circa $3-15, a seconda della geometria Il pareggio sarà fortemente influenzato dalla complessità delle parti: forme semplici (flaute elicoidali a candela, per esempio) possono rendere giustificabile lo stampaggio a meno di 1.000 parti, mentre geometrie complesse con tolleranze strette e interfacce possono essere lavorate a CNC fino a oltre 2.000 parti prima che i costi si equalizzino.

Si prega di notare che questi intervalli sono stime basate su dati di settore e quotazioni di officina meccanica Fattori come la geometria delle parti, le tolleranze di lavorazione, il grado PEEK utilizzato e i servizi esatti richiesti influenzeranno i costi di lavorazione CNC effettivi.

Per preventivi pronti per la produzione con tolleranze garantite, gli specialisti della lavorazione CNC in PEEK possono offrire una ripartizione degli elementi della linea per grado di materiale, costi di lavorazione e finiture o trattamenti secondari.

PEEK vs. Delrin vs. Ultem vs. PTFE: Confronto dei costi di lavorazione

In alcune situazioni il PEEK semplicemente non è un requisito assoluto Prima di pagare un premio per costosi servizi di lavorazione su una plastica $30, assicurati di valutare se un termoplastico ingegneristico meno costoso può fornire la stessa funzione Per guidare la scelta, ecco cinque materiali termoplastici forati e lavorati secondo standard comparativi di resistenza, chimica, fuoco e temperatura.

La lavorabilità relativa del PEEK è moderata: taglierà in modo pulito con un router in metallo duro, ma le strategie di velocità di avanzamento e refrigerante avranno bisogno di ottimizzazione per un'efficace rimozione del materiale Delrin (POM), tuttavia, la macchina è una delle plastiche più facili attorno a un materiale abbastanza morbido, con stabilità di tolleranza commisurata e formazione di trucioli I materiali in PTFE tendono ad essere all'altra estremità dello spettro: morbidi facili da lavorare, ma significativamente soggetti a deformazioni sotto la pressione dell'utensile da taglio che richiedono un funzionamento più lento e tempi di ciclo più lunghi.

Fonti del settore rivelano che molti ingegneri progettisti specifici per l'applicazione trovano che si ottiene da un $30 Delrin a un pezzo $140 PEEK nessun vantaggio funzionale, solo un aumento del costo del materiale Naturalmente, la temperatura operativa deve essere considerata: se la vostra condizione di lavoro non sarà mai superiore a 85-90C un grado di buona qualità 66 Nylon, Ultem (PEI), o Keta-Clear POM$ probabilmente corrispondere alla funzione di una parte PEEK ad un costo notevolmente inferiore.

PEEK può veramente giustificare i suoi costi nei requisiti ibridi: esposizione continua oltre 200C, l'ambiente chimico altamente aggressivo e la biocompatibilità obbligatoria richiesta dai requisiti aerospaziali, automobilistici e medici In questi casi, non c'è niente di meno costoso che può raggiungere la combinazione di resistenza meccanica, stabilità chimica e stabilità a lungo termine all'interno di queste condizioni operative che è disponibile da PEEK.

Per il confronto tra plastiche lavorabili con capacità di quotazione, vedere la pagina del servizio di lavorazione CNC di Lecreator (pdf) che contiene tutto il materiale supportato.

Fatto importante: valuta le tue reali condizioni operative, non passare a PEEK solo perché. Prenditi 10 minuti per controllare alcuni punti chiave, ti farà risparmiare 3-5 superamenti dei costi su una parte che non richiede prestazioni PEEK.

7 modi comprovati per ridurre i costi di lavorazione CNC PEEK

La riduzione del costo dei pezzi PEEK non dovrebbe andare a scapito delle prestazioni La maggior parte dei costi sarà guidata da scelte nella progettazione e nell'approvvigionamento piuttosto che dall'adozione dell'opzione più economica sulla qualità Ecco le sette tattiche utilizzate dai professionisti dell'approvvigionamento e dagli ingegneri progettisti per il taglio dei costi sulla lavorazione CNC PEEK.

1. grado 1. Selezionare il grado appropriato PEEK Non fornire in eccesso Virgin PEEK soddisferà quasi tutti i processi meccanici e chimici.

Aggiungendo GF30 (otturato in vetro) o grado medico al PEEK non riempito se quest'ultimo soddisfa i parametri di progettazione si aggiungerà $50-250/kg alle specifiche del materiale finale Controllare la temperatura operativa effettiva, il carico e i requisiti normativi prima di scegliere un grado rinforzato o certificato.

2. progettazione per la producibilità Ridurre al minimo le caratteristiche di tolleranza stretta solo a quelle dimensioni che richiedono funzionalmente tolleranze strette.

Ogni caratteristica che è tenuta a 0,001 o più stretta richiede un passaggio di finitura aggiuntivo, un ciclo di ricottura e una fase di ispezione Utilizzare tolleranze standard su superfici non accoppiate.

3. batch i tuoi ordini Il prezzo del prototipo è 3-5 volte superiore al prezzo di produzione per parte.

Se avrai ordini ripetuti, calcola più parti o quantità di ordini in lotti Passando da 5 pezzi a 50 puoi diminuire il costo/parte di 40-60%.

4. Per volumi superiori a 500-1000 considerare lo stampaggio a iniezione PEEK. A questi volumi il costo per parte per forme e forme semplici è ridotto al minimo (3-15), ma i costi di utensileria sono costosi ($15.000 $50.000+).

5. utilizzare un macchinista esperto PEEK I negozi esperti con PEEK avranno tassi di scarto inferiori a 10%.

I negozi nuovi al PEEK spesso butteranno via 20-40% del calcio, a causa di feed e velocità impropri, danni termici all'esterno del calcio ed errori di fissaggio Considerando il prezzo del materiale del PEEK, una differenza di velocità di scarto 30% su un'asta da 250/kg è una variazione di costo per parte.

6. Mantenere lo spreco di materiale al minimo, utilizzando, ove possibile, spazi vuoti a forma di rete vicini. Un annidamento efficiente di un numero di componenti su una singola asta o foglio è un modo consigliato per ridurre la quantità di materiale che diventa swarf.

Per i componenti PEEK su misura, chiedi consiglio al tuo macchinista prima di acquistare le scorte.

7. ridurre i requisiti di finitura superficiale Utilizzare finiture lucide (Ra 0,2-0,4 m) solo su superfici richieste per contatti o sigillature funzionalmente importanti.

Non specificare finitura lucida su superfici non funzionanti come lavorate (Ra 1,6-3,2 m) che migliora l'efficienza dei costi eliminando le fasi di rimozione che aumentano i costi di finitura 20-40%.

Domande Frequenti