Российский производитель промышленного оборудования мирового уровня

  1. Главная страница
  2. /
  3. Полезная информация
  4. /
  5. Срок окупаемости станка с ЧПУ: как считать

Срок окупаемости станка с ЧПУ: как считать

Как рассчитать срок окупаемости станка с ЧПУ самостоятельно, какие факторы влияют на результат, почему одни предприятия выходят в плюс за 6 месяцев, а другие ждут три года.

Почему чугун?
Минеральное литьё
Способность гасить вибрации
Температурный диапазон
Плотность чугуна
Итоги

Почему чугун?

Минеральное литьё в народе называют очень по-разному — искусственный гранит, полимербетон, синтегран, синтетический камень и так далее. Но далее мы будем называть всё это минеральным литьём, поскольку это общее, объединяющее понятие для всего перечисленного.

Поскольку в нашу жизнь (а в нашем случае — и в металлообработку) всё быстрее входят новые технологии, давайте немного разберёмся с ними.

Тема этой статьи — отличие старых добрых чугунных станин от новых станин из минерального литья. Она для тех, кто хочет сделать ЧПУ по металлу своими руками, узнать то-то новое о мире станков из полимера или тех, кто подумывает купить гранитный ЧПУ или чугунный станок.

Итак, начнём.

Минеральное литьё

Чугунная промышленность развита давно и во множестве стран. Конкуренция давно свела оптово-розничные цены
к несократимому минимуму, поэтому чугун относительно недорог.

Исторически чугун был выбран для станков среди всех доступных материалов не случайно. Он значительно выигрывал у сплавов меди и железа по устойчивости к вибрации и жёсткости. Альтернативой по этим характеристикам был лишь натуральный камень, но его хрупкость, сложности обработки и сопряжения деталей не позволили развивать это направление. В 19 веке в Европе появилась литая сталь, но и тогда, и сейчас типы сталей, подходящие для станин станков, стоили дороже чугуна.

Поэтому все технологические линии, относящиеся к производству чугуна, за века довели до совершенства, все доступные типы этого сплава были исследованы и разработаны. Королём станин стал чугун — не из-за какого-то одного наилучшего качества, а по причине удачного соответствия двух характеристик: цены и способности к демпфированию (подавлению колебаний механизмов станка) при должном объеме и массе.

По сравнению со станинами минерального литья чугун — более привычен. Но есть одно "но". Полимеры были впервые синтезированы в 19 веке, разработки наполнителей для полимерных композиционных материалов начались в 20 веке, патент на синтегран (синтетический гранит) был опубликован в 1998 году. Развитие технологий минерального литья продолжается ежедневно, и нельзя не принимать это в расчёт.

Минеральноё литьё — это не одна технология, а общее название сотен видов смесей из фракций природных минералов и различных смол.

Различные типы минерального литья отличаются по характеристикам друг от друга не меньше, чем чугун от алюминия. Поэтому нет смысла при сравнении с литьём из чугуна для станин употреблять термин "минеральное литьё". Сравнивать можно только конкретные технологии изготовления, применяющиеся руками конкретных людей.

Наполнителями для минерального литья могут быть карбонат кальция, каолин, тальк, металлические порошки, оксиды сурьмы и алюминия, слюда и асбест, стеклянные, керамические волокна, а также множество других вещей. На данный момент в производстве станин для станков ЧПУ из искусственного гранита лидируют по распространённости кварцевые и гранитные композиты. Таблица для сравнения серого чугуна СЧ18, используемого для станин, и видов минерального литья, дана ниже.

Характеристики

Серый чугун марки СЧ18

Кварцевое литьё

Гранитное литьё

Плотность, кг/м.куб.

7200

2450-2700

2350-2600

Прочность, Н/мм2

изгиб - 300,
сжатие - 700

изгиб - 515,
удар - 135,
сжатие - 2200

изгиб - 134,
удар - 61,
сжатие - 1921

Шероховатость
обработанных
поверхностей деталей,
Ra

до 3,2

до 1,6

до 2

Температура
эксплуатации без
критических
деформаций геометрии

+23℃  ±2℃

от +18℃ до 28℃

от +20℃ до +25℃

Впитываемость воды по
весу, %

0

0,02

0,33

Стоимость материала, руб/кг

от 180

от 140

от 120

Интересно то, что сегодня минеральные композиты по стоимости примерно равны или ниже, чем литьё из чугуна. Что же остальные характеристики?

Давайте посмотрим, какие из них более важны или менее важны для производственных целей и для вас лично как человека, имеющего дело 
со станком ЧПУ из полимербетона или чугуна.

Способность гасить вибрации

Важнейшей характеристикой является виброустойчивость (или демпфирование). Это способность материала станины гасить колебания от работы самого станка.

Момент важный. От него зависит, насколько вибрирует рабочий инструмент (фреза, сверло или резец) относительно заготовки. Точность станка (а если конкретнее, то точность изделий, выпускаемых на станке) напрямую зависит от этого фактора.

Чугун имеет виброустойчивость 10-15%, этот показатель лучше, чем, например, у стали (1-4%) или алюминия (0.1-1%). Минеральное литьё, однако, имеет показатели виброустойчивости примерно в 6-8 раз выше чугуна.

Непременным спутником вибрации является шум. Больше вибрации — больше шума, больше виброустойчивости — шум станины из гранита снижается.

С точки зрения устойчивости к ударам, изгибам и сжатиям более высокие показатели имеет, опять же, минеральное литьё, в особенности кварцево

Температурный диапазон

Эксплуатации чугуна уже (от слова "узкий"), чем
у минерального литья. И если для чугунной ванны изменение на 20 или 50 градусов не имеет значения,
то для точно откалиброванного и настроенного станка точность уменьшается с каждым лишним градусом. Станина минерального литья менее требовательна
к комнатной температуре. Из-за разности показателей температурных деформаций этих материалов.

Обкатка минерального литья проходила долгое время. Если взять синтегран (синтетический гранит), то:

В 1984 году вильнюсский завод шлифмашин отлил из него станину и державки резцов. Без других изменений шероховатость поверхность после обработки снизилась в 1,5-1,7 раз;

В 1993 году проводилось сравнение синтегранового вертикально-фрезерного станка 65Б90ПМФ4 и чугунного станка. Отклонения в вибрации бабки у синтеграна были в 1,6 раз меньше, чем у станка с чугунной станиной, а отклонения в вибрации самой станины — в 2,6 раза;

В 1993 же году тестировался расточной станок 2754В. Точность обработки на гранитной станине в сравнении с чугунной по основному показателю — круглости отверстий — отличалась в 1,5-2 раза в пользу минерального композита.

(Ссылка — научная работа Ю. В. Кирилина " Применение полимербетона для изготовления базовых деталей тяжелых фрезерных станков", 2008,УДК 621. 914.3-181.2.531)

Плотность чугуна

— выше, чем у любого минерального сырья: он совершенно не гигроскопичен, что положительно влияет на неизменность его характеристик в течение многих лет службы. Минеральные композиты здесь проигрывали еще лет 15 назад.

Ведутся, однако, разработки нового поколения минерального литья в направлении уменьшения в составе доли связующих смол. Это бы уменьшило пористость материала.

Наиболее впечатляющими результатами могут похвастаться разработчики кварцевого литья, где было решено использовать в работе разные фракции кварца с размером частицы от 0.1 до 9 мм. Это дало максимальное заполнение пустот в композите и уменьшение доли эпоксидной смолы до 6-7% и гигроскопичности — до 0.02% веса. В пример можно привести нашу разработку, которую мы серийно выпускаем. Мы поддерживаем именно такие характеристики литья из кварцевого композита.

Кварцевый композит производится в процессе вибропрессования под высоким давлением. Сочетание вибраций и откачивания воздуха из смеси исключают пористость конечного продукта, поскольку все вкрапления воздуха из материала удалены. Также в процессе вибропрессования в состав добавляется кварцевая пудра в заданном количестве – она полностью исключает возможность образования микропустот. Как итог – плотный и твердый материал, который полностью устойчив к любым типам загрязнений и химическим веществам.

Из-за большого количества микропустот в раннем минеральном литье складывалась нездоровая тенденция — отслоение металлических деталей из-за усадки композита после остывания. Однако описанное выше снижение количества эпоксидки до 6-7% и заполнение пустот мелкими фракциями к настоящему времени устранили этот минус.

Одной из особенностей чугунной станины, в свою очередь, является необходимость "отстоять" станину в течение нескольких месяцев, а лучше лет, чтобы медленная, почти незаметная усадка чугуна не сбила геометрию станка в процессе эксплуатации.

Это не помешает вам, если вы, покупая станину из чугуна, знаете дату её производства. Проследите за этим.

Итоги

Что нужно мастеру, который собирается купить станину обрабатывающего центра для станка?

  • Если его не беспокоит шум и вибрация, если производство не требует высокой точности, но хочется иметь вариант станины, проверенный веками — это, конечно, чугун.
  • Если для него важна невысокая стоимость, виброустойчивость и высокая точность обработки — это конечно, минеральное литьё.

Успехов!

Поделитесь статьей , если было интересно:

Станок с ЧПУ — это инвестиция от нескольких миллионов рублей. Прежде чем подписывать договор, любой руководитель задаёт один вопрос: когда окупится? Ответ зависит от конкретных цифр производства, а не от маркетинговых обещаний продавца. В статье — как рассчитать срок окупаемости станка с ЧПУ самостоятельно, какие факторы влияют на результат, почему одни предприятия выходят в плюс за 6 месяцев, а другие ждут три года, и как выбрать схему финансирования: покупка, лизинг или аренда. Примеры расчётов — на реальных цифрах.
 

Готовые станки Альфа719 в производственном цеху перед отгрузкой клиентам. Источник: https://a719.ru


ФОРМУЛА РАСЧЁТА СРОКА ОКУПАЕМОСТИ
Базовая формула проста: срок окупаемости = стоимость станка ÷ ежемесячная прибыль от его работы. Но дьявол в деталях — что именно считать прибылью и как учесть все затраты.

Полная формула выглядит так:
Срок окупаемости (мес.) = Стоимость станка ÷ (Выручка от станка в месяц − Операционные расходы в месяц)

Где операционные расходы включают:

  1. Зарплата оператора — 60 000–150 000 руб/мес в зависимости от региона и разряда
  2. Электроэнергия — фрезерный станок потребляет 5–15 кВт/ч, за смену 8 ч при цене 7 руб/кВт это 280–840 руб/смену
  3. Режущий инструмент — 5 000–30 000 руб/мес в зависимости от материала и объёма
  4. СОЖ, смазка, расходники — 3 000–10 000 руб/мес
  5. Техническое обслуживание — закладывайте 1–2% от стоимости станка в год, то есть 7 000–25 000 руб/мес
  6. Аренда площади — если платите за цех, включите пропорциональную долю

Выручка от станка — это деньги, которые он приносит за месяц: заказы на обработку деталей, экономия на аутсорсинге или прибыль от готовой продукции. Если станок работает в 2 смены по 8 часов, 22 рабочих дня — это 352 часа машинного времени в месяц.

ПРИМЕР РАСЧЁТА: ФРЕЗЕРНЫЙ ЦЕНТР F462
Возьмём конкретный пример. Небольшое производство покупает фрезерный обрабатывающий центр f462 стоимостью 8 500 000 рублей. Считаем по месяцам.

Исходные данные:

  1. Стоимость станка: 8 500 000 руб.
  2. Загрузка: 1 смена × 8 ч × 22 дня = 176 ч/мес
  3. Стоимость машинного времени для клиентов: 3 500 руб/ч
  4. Выручка в месяц: 176 × 3 500 = 616 000 руб.

Операционные расходы в месяц:

  1. Зарплата оператора: 80 000 руб.
  2. Электроэнергия (7 кВт × 8 ч × 22 дня × 7 руб): ≈ 8 600 руб.
  3. Инструмент: 15 000 руб.
  4. Расходники и СОЖ: 5 000 руб.
  5. ТО (1,5% от стоимости в год): 10 600 руб.
  6. Итого расходов: 119 200 руб.

Прибыль от станка: 616 000 − 119 200 = 496 800 руб/мес

Срок окупаемости: 8 500 000 ÷ 496 800 = 17 месяцев
При загрузке в 2 смены (352 ч/мес) выручка вырастает до 1 232 000 руб., прибыль — до ≈ 1 100 000 руб., и срок окупаемости сокращается до 8 месяцев. Именно поэтому двухсменный режим работы — ключевой рычаг ускорения окупаемости.

ПРИМЕР РАСЧЁТА: ТОКАРНО-ФРЕЗЕРНЫЙ ЦЕНТР
Для токарно-фрезерного центра t600r260 стоимостью 11 000 000 руб. картина другая: станок заменяет токарный + фрезерный операции в один установ, поэтому стоимость машинного времени выше — 4 500–5 000 руб/ч. При 1 смене (176 ч/мес):

  1. Выручка: 176 × 4 700 = 827 200 руб/мес
  2. Расходы (оператор, инструмент, ТО, электричество): ≈ 140 000 руб/мес
  3. Прибыль: ≈ 687 000 руб/мес
  4. Срок окупаемости: 11 000 000 ÷ 687 000 = 16 месяцев

Плюс к расчёту — экономия на аутсорсинге. Если до покупки ТФЦ предприятие отдавало фрезерные операции на сторону и платило 200 000 руб/мес, эту сумму тоже нужно включить в «прибыль» от станка. Тогда окупаемость ускоряется до 12 месяцев.


ЧТО ВЛИЯЕТ НА СРОК ОКУПАЕМОСТИ: 6 ФАКТОРОВ
В практике машиностроительных предприятий срок окупаемости ЧПУ-станка разбегается от 6 до 36 месяцев. Вот почему:

  1. Загрузка станка — главный фактор. Станок, простаивающий 40% времени, окупается вдвое дольше. Перед покупкой честно ответьте: есть ли реальный портфель заказов на 1–2 смены в день, или загрузка будет нарастать постепенно?
  2. Стоимость машинного времени — зависит от сложности деталей, материала и допусков. Простые детали из стали — 2 500–3 000 руб/ч. Сложные из титана или нержавейки с жёсткими допусками — 5 000–8 000 руб/ч.
  3. Точность и качество станка — станок с высокой повторяемостью (±0,003 мм) даёт меньше брака. Потери от брака легко съедают 10–15% выручки. Полимербетонные станины, например у Альфа719, снижают вибрации и напрямую уменьшают процент переделок.
  4. Количество смен — переход с 1 на 2 смены при тех же расходах на оборудование сокращает срок окупаемости в 1,8–2 раза. Основные затраты (станок, аренда) фиксированы, а выручка удваивается.
  5. Стоимость и условия финансирования — при покупке в лизинг первоначальные вложения минимальны, но ежемесячный платёж увеличивает операционные расходы. При покупке за свои средства — наоборот.
  6. Стоимость обслуживания и инструмента — российские станки дешевле в сервисе: запчасти доступны, специалисты есть в России. Для импортных станков ТО и запчасти после 2022 года существенно подорожали.

image.png
Финансовый расчёт и планирование инвестиций. Источник: https://pixabay.com/photos/calculator-calculation-insurance-385506/


ПОКУПКА, ЛИЗИНГ ИЛИ АРЕНДА: СРАВНЕНИЕ
Схема финансирования влияет не только на срок окупаемости, но и на денежный поток в первые месяцы работы:

Параметр Вариант 1: покупка Вариант 2: лизинг Вариант 3: аренда
Стоимость входа 8–15 млн руб. 0–500 тыс. руб. (аванс) 0 руб.
Ежемесячный платёж 0 (после покупки) 150–300 тыс. руб. 200–400 тыс. руб.
Срок окупаемости 6–24 мес. 12–36 мес. Нет (аренда бессрочна)
Владение станком Ваше Ваше после выкупа Не ваше
Когда выгодно Есть капитал, длинный горизонт Нет капитала, рост производства Разовый проект

Лизинг позволяет начать работу со станком без изъятия 8–15 млн рублей из оборота. Ежемесячный платёж по лизингу часто меньше, чем прибыль от загруженного станка — то есть станок фактически платит сам за себя. Подробнее о вариантах финансирования — в разделе лизинг и рассрочка на сайте Альфа719.


ТИПИЧНЫЕ ОШИБКИ ПРИ РАСЧЁТЕ ОКУПАЕМОСТИ
Вот что чаще всего занижает реальный срок окупаемости в бизнес-плане:

  1. Завышенная загрузка. «Будем работать 24/7» — в реальности первые 3–6 месяцев уходят на отладку, поиск клиентов, обучение оператора. Закладывайте 60–70% от теоретического максимума.
  2. Не учтён инструмент. Режущий инструмент — это 3–15% от стоимости операции. Для нержавейки и титана цифра выше.
  3. Забыта стоимость оператора. Квалифицированный наладчик ЧПУ в Москве стоит 120 000–180 000 руб/мес. Это существенная статья расходов.
  4. Не учтён простой на ТО. Плановое обслуживание — 1–2 дня в квартал. Внеплановый ремонт — риск. Закладывайте КПД станка 85–90%, не 100%.
  5. Игнорирована стоимость денег. Если покупаете в кредит или лизинг, переплата по процентам увеличивает реальную стоимость станка. Используйте формулу NPV для более точного расчёта.

КОГДА СРОК ОКУПАЕМОСТИ МЕНЬШЕ 12 МЕСЯЦЕВ
В каких ситуациях станок с ЧПУ окупается меньше чем за год:

  1. Замена аутсорсинга. Если платите за обработку деталей сторонней компании 400 000–600 000 руб/мес, собственный станок закроет эту статью расходов и окупится за 12–18 месяцев даже без новых клиентов.
  2. Двухсменный режим с первого дня. Уже есть загрузка — срок окупаемости делится пополам.
  3. Высокомаржинальная продукция. Авиационные детали, медицинские изделия, оснастка — стоимость машинного времени 6 000–10 000 руб/ч. При такой ставке даже дорогой станок окупается за 6–10 месяцев.
  4. Российский станок вместо импортного. При сопоставимых характеристиках цена ниже на 30–50%, что напрямую сокращает знаменатель формулы.

Специалисты Альфа719 помогут сделать предварительный расчёт окупаемости под вашу номенклатуру деталей и загрузку — бесплатно, до принятия решения о покупке. Для этого достаточно описать типовые детали и примерный объём производства.
image.png
Производственный цех с металлообрабатывающим оборудованием. Источник: https://pixabay.com/photos/factory-machine-industrial-industry-1149440/

Срок окупаемости станка с ЧПУ — это управляемая переменная, а не случайная величина. Двухсменная работа, правильная загрузка, минимизация простоев и грамотный выбор схемы финансирования позволяют выйти в плюс за 6–12 месяцев. Посмотреть каталог фрезерных обрабатывающих центров и токарных станков с ЧПУ российского производства с условиями лизинга — на a719.ru.

Полезные ссылки:

  1. Каталог фрезерных обрабатывающих центров Альфа719
  2. Каталог токарных станков с ЧПУ Альфа719
  3. Лизинг и рассрочка на станки Альфа719
  4. Фрезерный центр f462 — характеристики и цена
  5. Токарно-фрезерный центр t600r260 — характеристики
  6. Что такое лизинг оборудования — Гарант

Остались вопросы? Задайте их нашим спецалистам

Перезвоним вам в ближайшее время

соответствии с политикой обработки данных