هزینه های واحد چاپ تولید و ماشینکاری سنتی چگونه مقایسه می شود؟

1. ترکیب هزینه: حرکت از "استهلاک هزینه ثابت" به "در-} سرمایه گذاری تقاضا"
ماشینکاری سنتی دارای "هزینه های ثابت بالا و هزینه های حاشیه ای پایین" است و هزینه های اصلی آن ناشی از ایجاد قالب ، استهلاک تجهیزات و تولید انبوه است. به عنوان مثال ، ساخت مجموعه ای از قالب ها برای فرآیند قالب گیری تزریق برای قطعات داخلی خودرو ممکن است تا 120،000 یوان هزینه داشته باشد. هنگام تهیه 2000 قطعه ، هزینه یک قالب واحد می تواند به اندازه 60 یوان باشد. با این حال ، با چاپ سه بعدی ، نایلون 12 می تواند مستقیماً بدون نیاز به قالب ها قالب بندی شود. هزینه مواد و تجهیزات مورد استفاده فقط در هر قطعه 24 یوان کاهش می یابد ، که 72 ٪ پس انداز در هزینه های قالب است. دلیل اصلی این تفاوت این است که ماشینکاری سنتی مواد را از طریق فرآیند "کاهش مواد" از بین می برد ، که برای اطمینان از تولید استاندارد {13} D ، از طرف دیگر ، از فرآیند "افزودنی" استفاده می کند تا از فرآیند "افزودنی" استفاده کند تا لایه های دیجیتالی را بدون نیاز به قالب ها و تغییر هزینه های ثابت به هزینه های متغیر تبدیل کند.
هنگامی که صحبت از استهلاک تجهیزات می شود ، ابزارهای سنتی CNC (چنین پنج- پیوند محور CNC) معمولاً بیش از 500000 یوان هزینه دارند و هزینه های استهلاک آنها با گذشت زمان پخش می شود. چاپگرهای 3D-}} درجه (چنین تجهیزات SLS و MJF) حدود 500،000 یوان هزینه دارند ، اما هزینه های استهلاک آنها به تعداد قطعه آنها بستگی ندارد. این باعث می شود آنها برای مقیاس کوچک - ، موقعیت های ساختاری متنوع multi {9}. به عنوان مثال ، ماشین سازی محور پنج {{11 {11- یک نازل سوخت موتور هواپیمای خاص نیاز به برش 92 ٪ از مواد را از یک کل آلیاژ تیتانیوم ، که 3200 یوان در هر قطعه هزینه دارد. هنگامی که آنها به چاپ سه بعدی تغییر یافتند ، هزینه مواد به شدت به 800 یوان کاهش یافت ، که 75 ٪ افت داشت.
2. اثر مقیاس: رفتن از "رقیق کردن دسته" به "موجودی صفر" با شکستن نقطه بحرانی
ماشینکاری سنتی به دلیل اقتصاد مقیاس ارزان تر است. هنگامی که مبلغ سفارش بیش از 5000 قطعه باشد ، هزینه قالب ها روی قطعات بیشتری پخش می شود که هزینه برای هر قطعه را کاهش می دهد. اما هنگامی که مقدار سفارش کمتر از 1000 قطعه باشد ، هزینه هر قطعه ممکن است بالاتر از چاپ سه بعدی باشد. تولید 100 قطعه پلاستیکی به عنوان نمونه: قالب تزریق سنتی به هزینه قالب 50000 تا 200000 یوان نیاز دارد و هزینه کل 51000 تا 21000 یوان دارد. هزینه تک قطعه چاپ سه بعدی (Nylon SLS) 50 یوان است و هزینه کل فقط 5000 یوان است که فقط 1/10 هزینه قالب سازی تزریق است. این شکاف به ویژه در مناطقی با دسته های کوچک و ارزش بالا- اضافه شده ، از جمله مراقبت های بهداشتی و هوافضا بسیار مهم است. به عنوان مثال ، یک آزمایشگاه دندانپزشکی از پروتزهای چاپی سه بعدی استفاده کرده است تا روش قدیمی 5000 مشخصات را به مدت 7 روز به یک رویکرد تولید تقاضا در {22 {} با "اسکن همان روز تحویل روز بعد" تغییر دهد. این سرمایه موجودی آنها را از 8 میلیون یوان به 1.2 میلیون یوان کاهش داد.
ویژگی "موجودی صفر" چاپ سه بعدی آن را بسیار ارزان تر می کند. در تولید سنتی ، شرکت ها برای مقابله با تغییر در تقاضا باید چیزهای زیادی را قبل از مواقع انجام دهند. این "فروش موجودی" نامیده می شود. Backlog موجودی می تواند 20 ٪ تا 40 ٪ سرمایه در گردش را به خود اختصاص دهد. با ویژگی "موجودی دیجیتال" چاپ سه بعدی ، پرونده های طراحی را می توان در ابر ذخیره کرد و سفارشات را می توان بلافاصله هنگام ورود چاپ و ارسال کرد. این بدان معنی است که هیچ هزینه ای در رابطه با موجودی موجودی وجود ندارد. با قرار دادن دستگاه های چاپ سه بعدی در مرکز منطقه ، یک شرکت اتومبیل زمان لازم را برای تهیه قطعات یدکی از دو هفته به 48 ساعت کاهش داده است. این امر به دلیل خرابی کمتر منجر به مزایای غیرمستقیم بیش از 10 میلیون یوان شده است.
3. انعطاف پذیری طراحی: تغییر مقدار از "سازش فرآیند" به "ادغام عملکردی"
محدودیت های فرآیند باعث می شود که ماشینکاری سنتی در طراحی انعطاف پذیر باشد. به عنوان مثال ، ساخت ساختارهای پیچیده نیاز به ترکیبی از فرآیندهای مختلف ، چنین ریخته گری ، ماشینکاری و عملیات حرارتی دارد. هر مرحله می تواند اشتباه کند ، که می تواند باعث تغییر نرخ عملکرد شود. یک شرکت هوافضا خاص با استفاده از یک روش سنتی که دارای 18 مرحله و میزان عملکرد فقط 78 {5} چاپ D است ، از طرف دیگر فقط به سه مرحله نیاز دارد و میزان تولید 96 ٪ دارد. همچنین هزینه های کیفیت را 40 ٪ کاهش می دهد. همچنین ، ویژگی "کاهش مواد" ماشینکاری سنتی به این معنی است که کمتر از 30 ٪ از مواد مورد استفاده در واقع مفید هستند و بقیه زباله است. از طرف دیگر ، چاپ سه بعدی بیش از 90 ٪ از منابع را استفاده می کند که قیمت ها را حتی بیشتر می کند.
ادغام عملکردی زمانی است که چاپ سه بعدی واقعاً آزادی طراحی خود را نشان می دهد. به عنوان مثال ، یک براکت ماهواره ای خاص باید از 12 قسمت با استفاده از روشهای سنتی جوش داده شود ، که 45 ٪ از مواد را هدر می دهد. از طرف دیگر ، چاپ سه بعدی یکپارچه ، تمام قطعات را در یک ترکیب می کند و از 98 ٪ از مواد استفاده می کند ، که همچنین هزینه های نیروی کار را 60 ٪ کاهش می دهد زیرا تعداد فرآیندهای جوشکاری را کاهش می دهد. ظرفیت سفارشی سازی چاپ سه بعدی به یک مزیت اصلی در صنعت پزشکی تبدیل شده است. با استفاده از چاپ سه بعدی ، یک صفحه راهنمای ارتوپدی خاصی توانست کاملاً با استخوان های بیمار مطابقت داشته باشد. این چرخه تکرار محصول را از 3 ماه به 3 روز کاهش می دهد ، از احتمال ضایعات قالب از نقص طراحی جلوگیری می کند و بیش از 80 ٪ هزینه های غیرمستقیم را کاهش می دهد.
4. بهینه سازی زنجیره تأمین: تغییر در کارآیی از "تولید متمرکز" به "تولید توزیع شده"
تولید متمرکز برای زنجیره تأمین ماشینکاری سنتی بسیار مهم است. مشاغل باید با ساخت کالاهای زیادی به طور همزمان ، کارخانه ها را در کشورهای کم هزینه- و قیمت واحد پایین بسازند. اما یک زنجیره تأمین طولانی به معنای زمان تحویل طولانی تر و هزینه های لجستیکی بالاتر است. به عنوان مثال ، یک مدل تولید سنتی تأمین کننده قطعات جهانی خودرو برای انتقال کالاها از کارخانه ها در جنوب شرقی آسیا به بازارهای اروپا و ایالات متحده ، 6 تا 8 هفته طول می کشد. نرخ گردش مالی موجودی فقط 4 بار در سال است. با تولید توزیع شده سه بعدی (چاپ محلی ، تحویل محلی) ، زمان تحویل به 48 ساعت کاهش می یابد ، نرخ گردش مالی موجودی تا 24 بار در سال افزایش می یابد و راندمان سرمایه در گردش 6 برابر افزایش می یابد.
بهینه سازی زنجیره تأمین برای چاپ سه بعدی در توانایی پاسخ سریع به شرایط اضطراری مشهود است. یک مرکز چاپ سه بعدی آلمانی تولید پودر آلیاژ تیتانیوم را در سال 2023 بومی سازی کرد تا به سرعت نیازهای مشتریان هوافضا را برای اجزای ضروری در هنگام خرابی زنجیره تأمین برآورده کند. این امر از تأخیر 2-3 هفته ای که ماشینکاری سنتی ناشی از نیاز به حمل و نقل در خارج از کشور است ، جلوگیری می کند. همچنین ، جنبه "On-} تولید تقاضا" از چاپ سه بعدی به این معنی است که مشاغل لازم نیست حدس بزنند که از قبل به چه میزان نیاز دارند. این مسئله کاملاً مشکل ظرفیت تولید بیکار یا پس زمینه موجودی را که هنگام تغییر تقاضا در تولید سنتی اتفاق می افتد ، حل می کند.
5. مقایسه هزینه شرایط مرزی: دلایل مهم انتخاب فناوری
چاپ سه بعدی در مورد هزینه واحد مزایای زیادی را فراهم می کند ، اما به دلیل مواردی مانند خصوصیات مواد و کارآیی فرآیند تولید ، در همه شرایط قابل استفاده نیست. به عنوان مثال ، در بخش چاپ فلزی ، هزینه ذخیره خلاء پودر آلیاژ تیتانیوم (بیش از 5000 یوان در هر کیلوگرم پودر در سال) ممکن است باعث شود قیمت واحد مواد بالا برود. حتی در حالی که هزینه اولیه خالی های آلیاژ تیتانیوم که با استفاده از ماشینکاری سنتی ساخته شده است پرهزینه است ، می توان با ساخت تعداد زیادی از آنها به طور همزمان کاهش یافت. همچنین ، چاپ سه بعدی نسبتاً کند است. به عنوان مثال ، فناوری FDM چندین ساعت طول می کشد تا قطعات اندازه متوسط ​​{6}} ایجاد کند ، در حالی که ماشینکاری CNC به سادگی چند دقیقه طول می کشد. اما فن آوری های چاپ 3D-}}}} درجه مانند SLS و MJF با تولید بسیاری از قطعات به طور همزمان به بستن شکاف بهره وری کمک کرده اند.
از نظر استفاده صنعتی ، چاپ سه بعدی بیشترین هزینه- برای دسته های کوچک (کمتر از 1000 قطعه) ، پیچیدگی بالا و ارزش افزوده بالا است. ماشینکاری سنتی هنوز هم برای دسته های بزرگ (بیش از 5000 قطعه) ، شرایط استاندارد و پیچیدگی کم رقابتی است. در آینده ، پیشرفت در فناوری ذخیره سازی خلاء پودر فلزی ، فناوری چاپ سر لیزر Multi- و الگوریتم های پیشرفته بهینه سازی هزینه برای کاهش بیشتر هزینه واحد چاپ سه بعدی و افزایش مرزهای کاربرد آن پیش بینی شده است.