VHM oder HSS: Ab wann rentiert sich der teurere Bohrer wirklich?
Ein HSS-Bohrer für 2,52 € oder ein VHM-Bohrer für 82,47 €?
Wer nur auf den Einkaufspreis schaut, müsste nicht lange überlegen. Der HSS-Bohrer kostet in unserem Beispiel nur einen Bruchteil des Vollhartmetallbohrers.
Aber genau hier liegt ein typischer Denkfehler in der Fertigung: Der günstigste Bohrer im Einkauf ist nicht automatisch das günstigste Werkzeug im Prozess.
Denn am Ende zählt nicht, was der Bohrer kostet. Entscheidend ist, was die fertige Bearbeitung kostet, inklusive Maschinenzeit, Vorschub und Standzeit.
Wir haben das einmal anhand eines einfachen Beispiels durchgerechnet.
Die Ausgangssituation
Verglichen werden zwei 5 mm Bohrer zur Bearbeitung von Aluminiumprofilen:
HSS-Bohrer VHM-Bohrer
Typ: Ø5x52/86 mm TiN, DIN 338 Ø5x15/40/80 mm, LorX
Werkzeugpreis: 2,52 € 82,47 €
Maschinenstundensatz: 50 €/h 50 €/h
Drehzahl: 4.456 U/min 19.099 U/min
Bohrvorschub: 450 mm/min - 1.900 mm/min
Allein beim Werkzeugpreis sieht der Vergleich zunächst eindeutig aus: Der VHM-Bohrer kostet rund 33-mal so viel wie der HSS-Bohrer.
Aber betrachten wir jetzt die Bearbeitungsleistung.
450 mm/min gegen 1.900 mm/min
Der HSS-Bohrer arbeitet in unserem Beispiel mit einem Bohrvorschub von: 450 mm/min
Der VHM-Bohrer erreicht: 1.900 mm/min
Damit ist der VHM-Bohrer in diesem Beispiel beim Vorschub mehr als viermal so schnell.
Und genau hier beginnt sich der höhere Werkzeugpreis zu relativieren.
Denn während ein Werkzeug vielleicht 2,52 € oder 82,47 € kostet, kostet die CNC-Maschine in unserem Beispiel: 50 € pro Stunde.
Je länger die Bearbeitung dauert, desto höher werden die tatsächlichen Fertigungskosten.
Wichtig: Die Standzeiten in unserem Beispiel sind bewusst fiktiv
Bevor wir weiterrechnen, ist uns eine Klarstellung besonders wichtig:
Die im folgenden Beispiel verwendeten Standzeiten von 10 Stunden beim HSS-Bohrer und 40 Stunden beim VHM-Bohrer sind keine allgemeingültigen Standzeitangaben.
Wir wollen damit ausdrücklich nicht sagen:
Ein HSS-Bohrer hält grundsätzlich nur 10 Stunden und ein VHM-Bohrer grundsätzlich 40 Stunden.
Das wäre falsch.
Die tatsächliche Standzeit eines Werkzeuges hängt von vielen Faktoren ab, zum Beispiel von
dem zu bearbeitenden Material,
der Maschine,
den Schnittdaten,
der Kühlung beziehungsweise Schmierung,
der Werkzeuggeometrie,
der Werkzeugspannung,
der Bohrtiefe,
der Bearbeitungsstrategie
und den realen Produktionsbedingungen.
Die Werte 10 Stunden und 40 Stunden wurden von uns bewusst gewählt, weil sich damit einfach und nachvollziehbar rechnen lässt.
Sie dienen ausschließlich dazu, sichtbar zu machen, wie Werkzeugpreis, Maschinenzeit, Vorschub und Standzeit gemeinsam die tatsächlichen Bearbeitungskosten beeinflussen.
Was jedoch aus unserer praktischen Erfahrung feststeht:
VHM-Bohrer können bei richtiger Anwendung ohne Weiteres eine vierfach höhere Standzeit als vergleichbare HSS-Bohrer erreichen.
Die tatsächlichen Standzeiten können dabei in der Praxis ganz andere Werte erreichen als die hier verwendeten 10 bzw. 40 Stunden.
Entscheidend ist für unsere Betrachtung also nicht die absolute Stundenanzahl, sondern das Verhältnis zwischen den Werkzeugen.
Vergleich 1: Was passiert bei gleicher Standzeit?
Um zunächst nur den Einfluss des höheren Vorschubs zu betrachten, nehmen wir für beide Werkzeuge eine fiktive Standzeit von 10 Stunden an.
HSS-Bohrer
450 mm/min × 60 min× 10 h = 270.000 mm = 270 m Bearbeitungsstrecke
Die Maschinenkosten betragen: 10 h × 50 €/h = 500 €
Dazu kommt der Bohrer: 500 € + 2,52 € = 502,52 €
Damit liegen die Kosten bei: 502,52 € ÷ 270 m = 1,86 €/m
VHM-Bohrer
1.900 mm/min × 60min × 10 h = 1.140.000 mm = 1.140 m Bearbeitungsstrecke
Auch hier betragendie Maschinenkosten: 10 h × 50 €/h = 500 €
Dazu kommt der VHM-Bohrer: 500 € + 82,47 € = 582,47 €
Damit liegen die Kosten bei: 582,47 € ÷ 1.140 m = 0,51 €/m
1,86 €/m gegen 0,51 €/m
Das Ergebnis istdeutlich.
Obwohl der VHM-Bohrer im Einkauf rund 33-mal teurer ist, sinken die Kosten pro bearbeitetem Meter in diesem Beispiel von: 1,86 €/m auf 0,51 €/m
Das entspricht einer Reduzierung von rund: 73 %
Und dabei haben wir für beide Werkzeuge sogar dieselbe fiktive Standzeit von 10 Stunden angesetzt.
Der mögliche Standzeitvorteil von Vollhartmetall ist hier also noch gar nicht berücksichtigt.
Ab wann hat sich der höhere Werkzeugpreis amortisiert?
Jetzt kommen wir zur entscheidenden Frage: Wann sind die zusätzlichen 79,95 € für den VHM-Bohrer wieder verdient?
Der Preisunterschied zwischen beiden Werkzeugen beträgt: 82,47 € − 2,52 € = 79,95€
Der HSS-Bohrererreicht bei 450 mm/min: 27 Meter Bearbeitungsstrecke pro Stunde
Bei einem Maschinenstundensatz von 50 € entstehen damit Maschinenkosten von rund: 1,85 €/m
Der VHM-Bohrer erreicht bei 1.900 mm/min: 114 Meter pro Stunde
Die Maschinenkostenliegen damit bei nur rund: 0,44 €/m
Die Differenzbeträgt damit etwa: 1,41 € Maschinenkosten pro Meter
Teilen wir jetztden höheren Werkzeugpreis durch die Ersparnis: 79,95 € ÷ 1,41 €/m ≈ 57 Meter
Das bedeutet:
Nach rund 57 Metern kumulierter Bearbeitungsstrecke hat sich der Mehrpreis des VHM-Bohrers in diesem Beispiel bereits amortisiert.
Voraussetzung ist natürlich, dass beide Werkzeuge diese Strecke unter den zugrunde gelegten Bedingungen problemlos erreichen.
Was bedeuten diese 57 Meter für die Maschinenzeit?
Auch das ist interessant.
Für 57 Meter benötigt der HSS-Bohrer bei 450 mm/min ungefähr: 2,1 Stunden
Der VHM-Bohrer benötigt bei 1.900 mm/min für dieselbe Strecke lediglich: ca. 30 Minuten
Damit werden für dieselbe Bearbeitungsstrecke bereits rund: 1,6 Maschinenstunden eingespart.
Bei 50 € Maschinenstundensatz entspricht das ungefähr dem Mehrpreis des VHM-Bohrers.
Ab diesem Punkt beginnt der wirtschaftliche Vorteil.
Und jetzt kommt die Standzeit hinzu
Bis hierhin haben wir den VHM-Bohrer bewusst noch nicht über eine längere Standzeit bevorteilt.
Jetzt rechnen wir mit unserem zweiten, ebenfalls bewusst vereinfachten Beispiel:
HSS: 10 Stunden fiktive Standzeit
VHM: 40 Stunden fiktive Standzeit
Damit bilden wir einen Standzeitfaktor von 4 ab.
Noch einmalwichtig: Die 10 bzw. 40 Stunden sind keine tatsächlichen Standzeit versprechen.
Wir verwenden sie lediglich, um den wirtschaftlichen Effekt einer vierfachen Standzeit leicht verständlich darstellen zu können.
VHM: 4.560 Meter mit einem Werkzeug
Bei 1.900 mm/min und 40 Stunden ergibt sich: 1.900 mm/min × 60 min × 40 h = 4.560.000 mm = 4.560 m
Der VHM-Bohrer bearbeitet in unserem Rechenmodell mit einem Werkzeug insgesamt 4.560 Meter.
Wie vieleHSS-Bohrer wären für dieselbe Strecke notwendig?
Ein HSS-Bohrer erreicht bei unserer fiktiven Standzeit von 10 Stunden: 270 Meter
Für 4.560 Meter benötigen wir somit rechnerisch: 4.560 m ÷ 270 m = 16,9 -rund 17 HSS-Bohrer
Werkzeugkosten: 17 × 2,52 € = 42,84 €
Interessanterweise liegen die reinen Werkzeugkosten damit weiterhin unter den 82,47 € des VHM-Bohrers.
Wer jetzt ausschließlich auf die Werkzeugrechnung schaut, könnte immer noch sagen: „Dann ist HSS doch günstiger.“
Aber jetzt betrachten wir die Maschinenzeit.
Für dieselbe Strecke benötigt HSS rund 169 Maschinenstunden
Für 4.560 Meter Bearbeitungsstrecke benötigt der HSS-Bohrer bei 450 mm/min:
4.560.000 mm ÷ 450mm/min = 10.133 Minuten (168,9 Stunden Maschinenzeit)
Der VHM-Bohrerbenötigt für dieselbe Strecke: 40 Stunden
Wir vergleichen also: HSS: 168,9 Stunden mit VHM: 40 Stunden
Das sind rund: 129 Stunden Unterschied für exakt dieselbe Bearbeitungsstrecke.
Was bedeutet das in Euro?
Bei einem Maschinenstundensatz von 50 € entstehen beim HSS-Bohrer rund:
168,9 h × 50 €/h = 8.445 € Maschinenkosten
plus 42,84 €Werkzeugkosten.
In Summe: 8.487€
Beim VHM-Bohrer:
40 h × 50 €/h = 2.000€
plus 82,47 € Werkzeugkosten.
In Summe: 2.082,47€
Damit ergibt sich in unserem Rechenbeispiel ein Unterschied von rund: 6.400 € für dieselbe Bearbeitungsstrecke.
Der Einkaufspreis des Werkzeuges ist nur ein kleiner Teil der Wahrheit
Genau deshalb halten wir den reinen Vergleich von Werkzeugpreisen für zu kurz gedacht.
Natürlich sind 2,52 € weniger als 82,47 €.
Das kann jeder Taschenrechner feststellen.
Aber eine Fertigung verdient ihr Geld nicht damit, möglichst günstige Bohrer einzukaufen.
Sie verdient ihrGeld damit, Bauteile schnell, zuverlässig und wirtschaftlich herzustellen.
Deshalb muss die entscheidende Frage lauten: Nicht: „Was kostet mein Bohrer?“
Sondern: „Was kostet mich die fertige Bohrung?“
Was gehört zuden tatsächlichen Werkzeugkosten?
Für eine wirtschaftliche Bewertung betrachten wir unter anderem:
- Werkzeugpreis
- erreichbaren Schnittdaten
- Maschinenstundensatz
- tatsächliche Standzeit
- Werkzeugwechsel
- Stillstandzeiten
- Prozesssicherheit
- Ausschuss
- Nacharbeit
- Bearbeitungsqualität
Erst wenn diese Faktoren gemeinsam betrachtet werden, lässt sich beurteilen, welches Werkzeug wirklich günstiger ist.
Genau deshalb betrachten wir bei LA Tools & Service Werkzeug, Maschine und Prozess als Gesamtsystem. Denn Werkzeugtechnik, optimierte Schnittdaten und die richtige Anwendung gehören zusammen.
Wann lohnt sich also ein VHM-Bohrer?
Unser Beispiel zeigt sehr deutlich:
Ein VHM-Bohrer muss nicht erst mehrere hundert oder tausend Stunden laufen, damit sich der höhere Einkaufspreis rechnet.
Bei den hierzugrunde gelegten Schnittdaten und einem Maschinenstundensatz von 50 €/h ist der Mehrpreis rechnerisch bereits nach ungefähr: 57 Metern Bearbeitungsstrecke ausgeglichen.
Danach wirkt sich der wesentlich höhere Vorschub direkt auf die Fertigungskosten aus.
Kommt zusätzlich die in der Praxis mögliche mehrfach höhere Standzeit hinzu, wird der wirtschaftliche Unterschied noch größer.
Teurer einkaufen kann günstiger produzieren bedeuten
Das klingt zunächst widersprüchlich.
In der CNC-Fertigung ist es aber Alltag:
Ein teureres Werkzeug kann das deutlich günstigere Werkzeug sein.
Nicht weil sein Einkaufspreis niedriger wäre, sondern weil es:
schneller arbeitet, länger eingesetzt werden kann und teure Maschinenzeit spart.
Genau deshalb sollte ein Werkzeug niemals nur anhand seines Stückpreises bewertet werden.
Der Werkzeugpreis steht auf der Rechnung. Die tatsächlichen Kosten entstehen auf der Maschine.
Wissen Sie, was Ihre Bohrungen tatsächlich kosten?
