부품의 레이저 절단 가공비(레이저 절단비)는 그 부품의 총 절단 시간과 레이저 장비의 시간당 가공 비용(장비의 시간당 사용 비용)을 통하여 계산할 수 있다.
1. 총 절단 시간 계산
1) 부품의 레이저 절단 속도 설정
레이저 절단 속도는 재료의 종류, 두께 및 설비 능력에 따라 변경될 수 있으며, 레이저 절단 가공비에 직접적인 영향을 미친다.
레이저 절단 속도가 빠르면 생산성이 높으나 더 높은 전력이 필요할 수 있다. 반대로 레이저 절단 속도가 느리면 치수 정밀도가 높으나, 생산 시간이 길어져 원가가 상승한다.
이에 따라, 품질수준과 가공비를 동시에 만족하는 적절한 절단 속도를 찾는 것이 중요하다.
2) 부품의 레이저 절단 길이 계산
상세한 레이저 절단 길이는 판금용 CAM 프로그램이나 CAD를 통해 구할 수 있으며, 일반적으로 절단 길이는 아래와 같이 계산할 수 있다.
* 절단 길이(mm) = 외형 절단길이 + 부품 내부 홀길이 X 홀수
3) 부품의 총 절단 시간 계산
실제 공정중 피어싱 시간이 필요하므로 총 절단시간은 레이저 절단 길이뿐만 아니라 피어싱 시간을 더하여, 아래와 같이 계산한다. 이 때 일반적인 피어싱 시간은 재료의 종류 및 두께에 따라 다르나, 대개 피어싱 1회당 1~5초 정도 적용한다.
* 레이저 절단 시간(min) = 레이저 절단 길이 (mm) / 레이저 절단 속도(mm/min) + 피어싱 횟수 X 피어싱 시간(sec) / 60
2. 레이저 장비의 시간당 가공 비용 계산
일반적으로 레이저 장비의 종류, 회사의 인건비에 따라 시간당 가공비는 많은 차이를 보인다. 레이저 장비의 시간당 가공 비용(장비의 시간당 사용 비용)은 아래와 같이 구한다.
* 시간당 사용 비용(원/hr) = 시간당 장비사용료(원/hr) + 노무비(원/hr) + 소모품비(원/hr) + 시간당 전력 비용(원/hr) + 공장점용 사용료(원/hr) + 시간당 유지보수비(원/hr)
* 참고: steel의 경우 80,000~180,000 원/hr, 알루미늄이나 스텐레스의 경우 120,000~250,000 원/hr 의 시간당 가공비를 흔히 사용한다.
1) 시간당 장비 사용 비용(원/hr)
이 값은 장비투자비와 감가상각기간을 고려하여 아래와 같이 계산한다.
* 장비 사용 비용(원/hr) = 장비금액(원) / [감가상각기간(year) X 연간 예상운영시간(hr/year)]
예를 들어, 투자액이 600,000,000 원, 감가상각 기간이 5 year이고 연간 운영 시간이 3,000 시간/year 인 경우 시간당 장비 사용 비용은 시간당 40,000 원에 해당한다.
2) 노무비(원/hr)
* 노무비(원/hr) = 운영자의 시간당 인건비(원/hr) X 장비를 운영하기 위한 시간의 비율 %
예를 들어, 운영자의 시간당 비용이 20,000 원이고, 그 기계에서 자신의 작업시간 중 50%를 소비한다면 시간당 노무비는 10,000 원이 된다.
3) 소모품비(원/hr)
레이저 장비에 소요되는 소모품은 렌즈, 레이저 노즐, 세라믹 링, 보호 가스 등으로 구성된다 . 이러한 소모품의 시간당 비용은 장비의 작동 시간에 따라 다르므로, 연간 소모품비(원)를 집계한 후 연간 운영시간(hr)으로 나누어 계산한다.
4) 시간당 전력 비용(원/hr)
* 전력 비용(원/hr) = 장비 소비 전력(kW) X 전력량 요금(원/kWh)
5) 장비 공장점용 사용료(원/hr)
* 공장점용 사용료(원/hr) = 공장 연간 임대비(원/year) X 공장내 장비 점유면적 비율 % / 장비 예상 운영 시간(hr/year)
6) 시간당 유지보수료(원/hr)
* 시간당 유지보수료(원/hr) = 연간 유지보수비(원/year) / 장비 예상 운영 시간(hr/year)
3. 레이저 절단 가공비 (레이저 절단비) 계산
부품의 레이저 절단 가공비(레이저 절단비)는 위에서 구한 절단 시간(min) X 시간당 가공 비용(원/hr) / 60 의 식으로 구할 수 있다.
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