Après avoir lu le désormais célèbre article sur une valve de ventilateur qui peut être imprimée en 3D pour 1 $, par rapport à la valve de fabrication traditionnelle coûtant 11000 $, j'ai réalisé que la façon dont les coûts d'impression 3D sont calculés est encore largement simplifiée, ce qui conduit à se fier à deux incomplètes modèles de coûts. La plus courante dit que contrairement à la fabrication traditionnelle, il n'y a jamais d'économies d'échelle et que le coût par pièce reste constant, qu'une seule pièce ou des centaines de pièces soient imprimées. Un autre modèle est que les coûts d'impression 3D diminuent légèrement avec le nombre d'unités à mesure que davantage de pièces sont ajoutées au lit de construction, et que le temps de construction moyen par pièce diminue.
Figure 1: Modèles courants de coûts d'impression 3D
Les deux modèles ci-dessus fournissent une approximation des coûts et sont souvent utilisés par les bureaux de service, mais ils ont tous deux le même défaut: ils ne
Pour l'impression 3D, il existe cinq principaux contributeurs aux coûts:
Coût du matériau: utilisation du matériau pour la pièce, le matériau de support et les autres déchets de matériaux Amortissement de la machine: partie du prix de la machine attribuée à une pièce en raison du temps d'utilisation de la machine pour la fabrication de la pièce Coûts consommables: coût des consommables utilisés pour la construction (plateaux de construction, gaz argon, filtres, tête d'impression, etc.) Coûts de main-d'œuvre: frais de personnel impliqués dans la construction (préparation du fichier de construction, préparation de la machine, surveillance de la construction, nettoyage de la machine et retrait du support) Risque: Risque de défaillance impliqué dans la construction de cette partie. Se présente généralement en deux types différents, le risque de temps
Dans cet article, nous examinerons de plus près le coût d'amortissement de la machine et comment son utilisation influe sur celle-ci.
Laisser
Figure 2: Calculs d'amortissement des machines
L'utilisation de la machine est le pourcentage du temps pendant l'année où la machine produit des pièces. Étant donné que l'utilisation est dans le dénominateur de l'équation ci-dessus, il existe une relation inverse entre le coût des pièces et l'utilisation de la machine. En d'autres termes, le coût des pièces diminue à mesure que l'utilisation de la machine augmente.
L'utilisation réelle de la machine est très difficile à deviner sans disposer de données fiables, de nombreuses entreprises utiliseront donc un nombre fixe pour l'utilisation. Ils choisissent souvent un nombre compris entre 60% et 70%
D'autres entreprises ayant accès aux données historiques estimeront l'utilisation de la machine sur la base des chiffres passés. De nombreux facteurs peuvent influencer le chiffre d'utilisation, tels que la maintenance, les temps d'arrêt et le nettoyage de la construction, mais d'après notre expérience, les principaux contributeurs sont la disponibilité du personnel pour modifier les versions et avoir suffisamment de pièces à produire.
La disponibilité du personnel est souvent oubliée car la fabrication additive est considérée comme un processus de fabrication sans pilote. Bien que cela soit principalement vrai, le personnel est toujours nécessaire pour préparer et nettoyer la machine entre les versions ainsi que pour surveiller si la version a échoué. Si une construction se termine au milieu de la nuit sans personnel disponible, une machine reste inactive, ce qui réduit l'utilisation jusqu'au matin, lorsqu'un technicien peut préparer la machine pour une nouvelle construction.
Pour résoudre ce problème, les entreprises ont tendance à planifier des constructions plus longues à terminer en dehors des heures de travail. La planification des générations de cette manière réduit le temps d'inactivité d'une machine entre les générations.
Figure 3: planification de construction non optimisée, utilisation à 62%
Figure 4: Planification optimisée de la construction 79% d'utilisation
Nous avons vu des entreprises passer à une machine plus rapide, espérant des économies de coûts grâce à un meilleur débit de pièces, uniquement pour la machine inactive car il n'y a pas assez de pièces pour l'occuper. Si la machine peut produire des pièces deux fois plus rapidement mais que le nombre de pièces produites par an est le même, le coût d'amortissement de la machine par pièce reste le même.
En tenant compte de cela, il est important d'adapter le plus possible le débit de la machine à la demande de pièces:
Figure 5: Équipement de production adapté à la demande de pièces
Ces deux points montrent que l'impression 3D est similaire aux méthodes de production traditionnelles, où il est nécessaire d'obtenir un débit, une demande de pièces et une planification de la production corrects afin de minimiser les coûts de fabrication des pièces.
En tenant compte de l'utilisation de la machine et de la façon dont la plupart des utilisateurs de la fabrication additive adoptent la technologie, nous proposons le modèle ci-dessous, qui prend en compte tout ce dont nous avons discuté dans cet article et montre comment le coût par pièce de l'impression 3D change en fonction du nombre des pièces fabriquées et du nombre de machines nécessaires à leur fabrication:
Figure 6: Coût par pièce réaliste basé sur l'utilisation
Sur la base du graphique ci-dessus, nous voyons que les coûts peuvent être réduits au minimum si nous pouvons faire correspondre la demande de pièces avec la capacité de la machine. Chez Blueprint, lorsque nous créons un modèle de retour sur investissement pour nos clients, nous regroupons souvent de nombreuses pièces pour améliorer l'utilisation de la machine. Parfois, nous changerons le matériau de certaines pièces ou remanierons une pièce afin qu'elle puisse tenir dans une chambre de construction plus petite. Sachant cela, que devez-vous faire?
Si vous cherchez à acquérir du matériel de production, demandez des chiffres de temps de construction réels en fonction de vos pièces, puis planifiez à quoi ressemblera une semaine de construction typique. Cela vous aidera à créer un retour sur investissement basé sur l'utilisation et adapté à vos conditions spécifiques.
Une fois que la machine est opérationnelle, surveillez son utilisation. S'il est faible (inférieur à 60%), identifiez la cause. Pouvez-vous mieux planifier les builds? Si vous ne
Essayez également de modifier la conception de vos pièces pour réduire les temps de construction. Une formation sur la conception pour la fabrication additive réduira l'utilisation des matériaux et réduira le temps de construction, ce qui améliorera l'économie globale de vos pièces.
Quelles que soient les modifications de conception nécessaires, ne
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Loic dirige le développement de Blueprint
Blueprint est un cabinet de conseil en fabrication additive, réunissant plus de 16 ans de connaissances et d'expérience dans l'industrie. Comme le monde
Si vous souhaitez discuter de cet article ou de votre stratégie de fabrication additive, l'équipe de Blueprint est là pour vous aider. Laisser
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