**Voor spuitgieten (IM)** is een aanzienlijke investering in gereedschap nodig, maar de kosten per eenheid zijn laag, waardoor het de meest kosteneffectieve oplossing is voor de productie van grote volumes (meestal >500-1.000 eenheden). **CNC-verspaning** heeft bijna geen instelkosten, maar hoge kosten per eenheid door machinetijd en materiaalverspilling, waardoor het ideaal is voor prototypes en kleine oplages. De keuze hangt af van het vinden van het "break-even punt" waar de afschrijving van gereedschap wordt overtroffen door de besparing in stuksprijs.
Definities
- Spuitgieten (IM): Een vormgevend productieproces waarbij gesmolten materiaal (meestal thermoplastisch) onder hoge druk in een op maat gemaakte metalen mal wordt gespoten. Het is een standaard voor massaproductie.
- CNC-verspaning (Computer Numerical Control): Een subtractief productieproces waarbij computergestuurde snijgereedschappen materiaal verwijderen uit een massief blok (voorraad) om het uiteindelijke onderdeel vorm te geven.
- Rentabiliteitspunt: De productiehoeveelheid waarbij de totale kosten van het spuitgieten (gereedschap + kosten per eenheid × hoeveelheid) gelijk zijn aan de totale kosten van CNC-verspaning (kosten per eenheid × hoeveelheid).
Spuitgieten wordt rendabeler dan CNC-verspaning naarmate de productievolumes voorbij het break-evenpunt stijgen.Echt
Hoewel het spuitgieten hoge initiële gereedschapskosten met zich meebrengt, betekenen de lage cyclustijd en eenheidskosten dat de totale projectkosten aanzienlijk dalen per onderdeel bij hoge volumes.
CNC-bewerking is altijd duurder dan spuitgieten om kunststof onderdelen te maken.Vals
Voor kleine volumes (1-100 onderdelen) of prototypes is CNC goedkoper omdat de dure matrijsfabricagekosten die nodig zijn voor spuitgieten vermeden worden.
Belangrijkste kostenveroorzakers en parameters
De volgende tabel vergelijkt de belangrijkste economische en technische variabelen die de kosten van beide processen beïnvloeden.
| Parameter | Spuitgieten (IM) | CNC-bewerking |
|---|---|---|
| Voorafgaande kosten (NRE) | Hoog ($3.000 - $100.000+) voor ontwerp en productie van mallen | Laag ($0 - $500) voor CAM-programmering en opspannen |
| Kosten per eenheid | Laag ($0,10 - $10,00) | Hoog ($5,00 - $200,00+) |
| Cyclustijd | Seconden (15s - 60s typisch) | Minuten tot uren |
| Materiaal Afval | Laag (lopers kunnen vaak opnieuw worden geslepen/gerecycled) | Hoog (bij subtractief proces ontstaan spanen/spanen) |
| Tolerantie Standaard | DIN 16742 / ISO 20457 (losser) | ISO 2768 (strenger) |
| Schaalkosten | Lineair (kosten dalen snel met het volume) | Constant (kosten blijven hoog per eenheid) |
| Afwerking oppervlak | Glad/extuur (bepaald door het polijsten van de gietvorm) | Zichtbare gereedschapsmarkeringen (nabewerking vereist) |
Voordelen en nadelen
Spuitgieten
| Voordelen | Nadelen |
|---|---|
| Schaalvoordelen: Extreem lage eenheidskosten voor grote series. | Hoge toetredingsdrempel: Mallen zijn duur en het duurt weken om ze te maken. |
| Herhaalbaarheid: Miljoenen identieke onderdelen met minimale afwijkingen. | Ontwerpbeperkingen: Vereist ontwerphoeken, uniforme wanddikte. |
| Materiaalopties: Uitgebreid assortiment polymeren en additieven beschikbaar. | Moeilijkheid van wijziging: Een stalen mal vervangen is duur en traag. |
| Complexe meetkunde: Kan complexe vormen maken met schuifregelaars/lifters. | Initiële doorlooptijd: T1-monsters kunnen 2-8 weken duren. |
CNC-bewerking
| Voordelen | Nadelen |
|---|---|
| Snelheid: Onderdelen kunnen binnen 24-48 uur worden gemaakt. | Hoge variabele kosten: Machinetijd is duur en lineair. |
| Nauwkeurig: Superieure toleranties (±0,01 mm is standaard). | Meetkundige grenzen: Kan niet gemakkelijk ondersnijdingen of diepe binnenzakken machinaal bewerken. |
| Ontwerpvrijheid: Trekhoeken zijn niet nodig; uniforme wanden zijn niet nodig. | Materiaal afval: Je betaalt voor het blok, niet alleen voor het uiteindelijke volume. |
| Sterkte: Onderdelen zijn isotroop (gelijkmatige sterkte in alle richtingen). | Slijtage van gereedschap: Frezen degraderen, waardoor de oppervlakteafwerking over lange runs wordt aangetast. |
CNC-bewerkte onderdelen hebben meestal isotrope structurele eigenschappen.Echt
Omdat CNC onderdelen worden gesneden uit een massief geëxtrudeerd of gegoten blok, zijn de materiaaleigenschappen over het algemeen uniform in alle richtingen, in tegenstelling tot gegoten onderdelen die vloeilijnen hebben.
Je kunt exact hetzelfde 3D CAD-bestand zonder wijzigingen gebruiken voor zowel CNC-bewerking als spuitgieten.Vals
Spuitgieten vereist specifieke DFM-kenmerken (Design for Manufacturing), zoals ontwerphoeken en consistente wanddikte, die niet vereist zijn voor CNC.
Toepassingsscenario's: Wanneer welke gebruiken?
Kies CNC verspanen wanneer:
- Volume is laag: De productie ligt onder de 100-300 stuks.
- Snelheid is cruciaal: Je hebt binnen 1-3 dagen functionele onderdelen nodig.
- Ontwerp is vloeiend: Het ontwerp is nog steeds in ontwikkeling; het veranderen van een CAD-bestand is gratis, het veranderen van een mal niet.
- Strenge toleranties: Het onderdeel vereist nauwkeurige passingen (bijv. H7-passen) die onmogelijk te maken zijn met krimpgevoelige kunststoffen.
- Hoge wanddikte: Voor het onderdeel zijn dikke massieve delen nodig die bij het gieten tot verzakkingen zouden leiden.
Kies voor spuitgieten wanneer:
- Volume is hoog: De productie bedraagt meer dan 500-1.000 eenheden per jaar.
- Kosten per onderdeel zijn belangrijk: De beoogde BOM-kosten (Bill of Materials) zijn strikt.
- Complexe oppervlakteafwerkingen: Specifieke texturen (bijv. VDI 3400) of hoogglansafwerkingen zijn out-of-the-box vereist.
- Inzetgieten: Tijdens het proces moet je metalen inzetstukken of messing fittingen met schroefdraad inkapselen.
- Lichtgewicht: Het ontwerp maakt gebruik van dunne wanden en ribben voor een efficiënte verhouding tussen sterkte en gewicht.
Stapsgewijs proces: Het break-evenpoint berekenen
Om het exacte punt te bepalen waar spuitgieten goedkoper wordt dan CNC, volg je deze berekeningsworkflow:
-
Citaten verkrijgen:
- Ontvang een stevige offerte voor de Vorm (Tooling) kosten [T(im)] en Gegoten eenheid kosten [U(im)].
- Vraag een offerte aan voor de CNC-eenheid kosten [U(cnc)] (Setup wordt meestal afgeschreven in eenheidskosten of minimaal).
-
Pas de formule toe:
De break-even hoeveelheid (Q) is waar de totale kosten overeenkomen.
T(im) + [U(im)×Q] = U(cnc)×QOplossen voor Q:
Q = T(im)/[U(cnc)-U(im)] -
Analyseer het resultaat:
- Als je vereiste volume < Q is, blijf dan bij CNC.
- Als je vereiste volume > Q is, investeer dan in Spuitgieten.
-
Houd rekening met doorlooptijd:
- Als de break-even 400 eenheden is, maar je hebt ze nodig volgende weekDe kostenbesparing van het gieten is irrelevant vanwege de doorlooptijd van 4 weken voor het maken van de gereedschappen.
Bij spuitgieten kunnen complexe oppervlaktetexturen rechtstreeks vanuit het gereedschap worden geïntegreerd.Echt
Mouldholtes kunnen chemisch worden geëtst of met EDM worden getextureerd om automatisch specifieke afwerkingen (zoals lederkorrel of mat) op elk onderdeel aan te brengen.
CNC-bewerking produceert minder materiaalafval dan spuitgieten.Vals
CNC is subtractief en verandert grote delen van het ruwe blok in afvalspaanders, terwijl spuitgieten alleen materiaal toevoegt waar dat nodig is en vaak runners recyclet.
FAQ: Spuitgieten vs. CNC kosten
1. Wat is de typische break-even hoeveelheid tussen CNC en spuitgieten?
Hoewel dit verschilt per complex onderdeel, ligt de break-even meestal tussen 200 en 500 eenheden. Voor eenvoudige onderdelen blijft CNC langer goedkoper. Voor complexe onderdelen waar CNC-bewerking uren duurt, wordt gieten sneller goedkoper (vaak rond 100 eenheden). Kijk op ZetarMold's kostengids1 voor de huidige marktgemiddelden.
2. Waarom is CNC-verspaning duurder per eenheid?
CNC-kosten worden bepaald door machinetijd. Als het 30 minuten duurt om een onderdeel te bewerken, betaal je voor 30 minuten machinebewerking plus arbeid en overhead voor elk deel. Spuitgieten kan datzelfde onderdeel in 30 seconden maken.
3. Kan ik prototypen met een "Soft Mold" in plaats van CNC?
Ja. Aluminium tooling (Rapid Tooling) overbrugt de kloof. Het is goedkoper en sneller (1-2 weken) dan stalen productiemallen, maar biedt wel echte spuitgietproducten om te testen voor de massaproductie.
4. Hoe beïnvloeden tolerantievereisten de kosten?
Krappe toleranties verhogen de kosten in beide gevallen, maar exponentieel in het gieten. CNC houdt van nature ±0,05 mm aan. Om dat te bereiken bij het spuitgieten zijn precisiemallen en wetenschappelijke procesbesturing nodig, waardoor de NRE-kosten (Non-Recurring Engineering) toenemen. Zie ISO 2768-normen2 voor bewerkingslimieten.
5. Zijn de materiaalkosten hoger voor CNC of voor spuitgieten?
De CNC materiaalkosten zijn hoger omdat u betaalt voor de aanvankelijke blokgrootte (de voorraad) en het verwijderde materiaal wordt vaak verkocht als laagwaardig schroot. Bij gieten betaalt u voor het nettogewicht van het onderdeel plus een klein runnerpercentage.
Samenvatting
De beslissing tussen Spuitgieten en CNC-bewerking is strikt een vergelijking van Volume versus complexiteit. CNC is de superieure keuze voor snelheid, hoge precisie en kleine volumes (minder dan 300 stuks), omdat het het risico van investering in gereedschap wegneemt. Spuitgieten is de onbetwiste koning van de schaalbaarheid; zodra het initiële "leergeld" voor gereedschap betaald is, levert het identieke onderdelen tegen een fractie van de kosten en tijd. Voor succesvolle productlanceringen beginnen ingenieurs vaak met CNC voor validatie en stappen over op spuitgieten als de marktvraag bevestigd is.
NL 
EN 
ES 
FR 
DE 
PT 
AR 
RU 
JA 
KO 
IT 
TR 
PL 