Die Kostenkalkulation von Kunststoffteilen erfordert Kenntnisse über den Prozess der Spritzgießverarbeitung. Neben allgemeinen Betriebsdaten fließen auch spritzgieß- und projektspezifische Daten in eine Kostenkalkulation ein. Die allgemeine Kostenrechnung definiert zwar diesen betriebswirtschaftlichen Begriff, geht aber nie auf die speziellen Belange der Kostenrechnung von Kunststoff-Bauteile ein.
Die Konstruktion legt im Wesentlichen schon die Kosten von Kunststoffteilen fest. Jeder Konstrukteur und Projektleiter sollte die kostenbeeinflussenden Parameter kennen und in der Lage sein, eine Formteilkalkulation selbst durchzuführen. Die Formteilkalkulation ist ein iterativer Prozess, der den Konstruktionsprozess während des Projektfortschritts begleitet und in regelmäßigen Abständen überarbeitet werden muss.
Im Rahmen unseres Seminars „Kostenkalkulation von Kunststoff-Formteilen“ setzen wir ein offenes Excel-Tool ein. Dieses stellen wir auch unseren Seminarteilnehmern zur Verfügung. Dieses Excel-Tool bietet die Möglichkeit, den Berechnungsalgorithmus nachzuvollziehen und, da die Arbeitsblätter nicht geschützt sind, die Berechnungen ggf. auch an die betrieblichen Notwendigkeiten anzupassen. Die Formeln sind mit Namen programmiert und der Rechenweg ist leicht nachvollziehbar. Zentrales Anliegen unseres Seminars ist nicht die Anwendung des Excel-Tools, sondern die Vermittlung eines Grundverständnisses für die Einflussfaktoren auf die Kostenkalkulation.
Betriebliche Daten für die Kostenkalkulation von Kunststoffteilen
Der erste Schritt ist die Ermittlung der Betriebsdaten. Sofern sich die Daten nicht ändern, wird dies nur einmalig durchgeführt. Die Sozialkostenfaktoren berücksichtigen unterschiedliche Schichtsysteme und Stundensätze für die relevanten Tätigkeiten. Für Einkaufsteile (Granulat und Einlegeteile) wird ein Zuschlag zur Berücksichtigung des Einkaufsprozesses, der Lagerhaltung und auch der Verzinsung vorgenommen. Der Gemeinkostensatz für Granulat berücksichtigt in der Regel auch den Trocknungsprozess. Die Fertigungsgemeinkosten beinhalten die indirekten Personalkosten für die Betriebsleitung und Fertigungsplanung. Vertriebs- und Verwaltungskosten sowie Gewinn und Skonto werden ebenfalls durch Zuschläge berücksichtigt.
Auch die Arbeitszeiten (Arbeitstage pro Jahr und Schichtstunden) sind betrieblich unterschiedlich geregelt. Der Nutzungsgrad ist nicht zu verwechseln mit dem Auslastungsgrad. Der Nutzungsgrad, häufig auch als Verfügbarkeit bezeichnet, berücksichtigt unvermeidbare Betriebsstörungen und Stillstände, jedoch keine Pausen, da der Spritzgießprozess automatisch abläuft und die manuelle Entnahme in der Regel über ein Ablageband gepuffert wird. Typische Werte ohne Verkettung der Fertigungsprozesse liegen im Bereich von 90 – 96 %. Bei starrer Verkettung mit Folgeprozessen (z. B. anschließende Inline-Lackierung der Bauteile) wird der Nutzungsgrad häufig nur mit 80 – 85 % angenommen.
Anschaffungskosten und Instandhaltung
Ein Zuschlag auf die Anschaffungskosten der Spritzgießmaschine berücksichtigt den zusätzlichen Investitionsbedarf für Trockner, Temperiergeräte und Granulatversorgung. Bei einer Neuplanung einer Spritzgießfertigung auf der grünen Wiese liegt dieser Zuschlagsfaktor in der Größenordnung von 80 – 100 % der Anschaffungskosten für die Spritzgießmaschinen. Hinzu kommen in diesem Fall Investitionen für die elektrische Blindleistungskompensation, die Instandhaltung und die Anschaffung von Hallenkränen und Transporteinrichtungen. Die Instandhaltungskosten für Spritzgießmaschinen hängen von der Nutzung und dem Alter der Maschinen ab.
Die Kosten für elektrische Energie variieren stark von Betrieb zu Betrieb. Die Kühlwasserkosten berücksichtigen jeweils einen geschlossenen Kreislauf für die Werkzeug- und Maschinenkühlung, so dass nur Wasserverluste und ggf. Energiekosten in die Betrachtung einfließen. Je nach Gebäudestandard variiert ebenfalls die Raummiete für die Produktionshalle. In vielen Fällen gehen die Kosten für Verpackung und zusätzlichen Prüfaufwand in die Herstellungskosten ein.
Je höher die Anzahl der Formnester im Werkzeug, desto aufwendiger ist die Werkzeuginstandhaltung. Die Amortisationszeit des Werkzeugs und die kalkulatorische Verzinsung der Anschaffungskosten fließen ebenfalls in die Kostenkalkulation ein.
Bestimmung der Zykluszeit
Ein wesentlicher Einflussfaktor für die Ausbringung ist die Zykluszeit. Die Zykluszeit setzt sich im Wesentlichen, oft zu mehr als 70 %, aus der Kühlzeit und den Nebenzeiten für das Öffnen und Schließen des Werkzeugs sowie für die Teileentnahme zusammen. Die Kühlzeit kann unter der Annahme einer ebenen Platte konstanter Dicke mit konstanter Werkzeugoberflächentemperatur auf beiden Seiten mit verschiedenen Formeln berechnet werden. In den Formeln wird das Erreichen der Entformungstemperatur als Kriterium für das Ende der Abkühlung angenommen.
In der Praxis wird die Entformungstemperatur oft missverständlich verwendet, ohne die genauen Umstände anzugeben. Außerdem wird die Entformungstemperatur in den meisten Werkstoffdatenblättern aus Wettbewerbsgründen etwas zu hoch angegeben.
Eine Möglichkeit zur Ermittlung der effektiven Kühlzeit ist eine Füllsimulation unter Berücksichtigung der realen Kühlkanalgeometrie im Spritzgießwerkzeug. Diese Information steht jedoch erst während der Werkzeugkonstruktion zur Verfügung.
Unter der Annahme einer Stückzahl pro Jahr, Berücksichtigung der betrieblichen Arbeitszeiten, Nutzungsgrad und Ausschuss kann eine notwendige Nestzahl bestimmt werden. Nach Festlegung der Nestzahl im Werkzeug ist die Werkzeugauslegung definiert und die stündliche Ausbringung der Gutteile kalkulierbar.
Maschinenstundensatz für das Spritzgießen
Die Auswahl der Spritzgießmaschine erfolgt nach Zuhaltekraft, Einspritzvolumen, Größe der Aufspannfläche und Holmabständen sowie Sondereinflüssen (Mehrkomponenten- und Sonderverfahren). Die Zuhaltekraft oder das Spritzvolumen bestimmen häufig die Größe und damit die Investitionskosten der Spritzgießmaschine.
Einige Maschinenhersteller stellen überschlägige Maschinenstundensätze in Abhängigkeit von Größe und Typ der Spritzgießmaschine zur Verfügung. Unsere Möglichkeit der Berechnung des Maschinenstundensatzes ist jedoch genauer, da hier die Betriebsdaten (z.B. Energiekosten), die stark streuen können, berücksichtigt werden.
In die Berechnung des Maschinenstundensatzes fließen die Investitionskosten, der Platzbedarf, die Energiekosten, die Kühlwasserkosten und die Nebenkosten ein. Der ermittelte Maschinenstundensatz zeigt durch den moderaten Kostenanstieg beim Übergang vom 2-Schicht- zum 3-Schichtbetrieb die Notwendigkeit, die hohen Investitionskosten möglichst durch einen 3-Schichtbetrieb zu amortisieren. Im 3-Schichtbetrieb sind die Energiekosten der größte Anteil.
Um die Zykluszeit zu erhalten, werden die prozessrelevanten Nebenzeiten hinzugerechnet. Diese Nebenzeiten sind Erfahrungswerte oder werden von vergleichbaren Prozessen übernommen.
Kostenkalkulation von Kunststoffteilen
Wir berechnen im Rahmen des Seminars „Kostenkalkulation von Kunststoff-Formteilen“ an verschiedenen Beispielen die Kosten unter Berücksichtigung des Materialeinsatzes, des Maschinenstundensatzes in Verbindung mit Ausbringung, Personal und Werkzeug. Bei kleinen Stückzahlen geht die Werkzeugamortisation überproportional in die Gesamtkosten ein. Bei hohen Stückzahlen hingegen steigt der Materialanteil an den Gesamtkosten in vielen Fällen auf 90 % der Gesamtkosten. Da die Werkzeugkosten mit einer Vervielfachung der Formneste unterproportional ansteigen, kann der Einsatz eines Werkzeuges mit mehreren Normnestern auch bei Stückzahlen weit unterhalb der Kapazitätsgrenze wirtschaftlich sinnvoll sein.
Das Seminar „Kostenkalkulation von Kunststoffformteilen“ behandelt alle oben genannten Themen. Wir führen dieses Seminar in der Regel zweimal jährlich durch. Wir bieten das Seminar „Kostenkalkulation von Kunststoff-Formteilen“ auch als Inhouse-Veranstaltung an.
Das einhellige Feedback unserer Seminarteilnehmerinnen und -teilnehmer ist: Jetzt wissen wir, worauf es ankommt!
IKET
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