怎么计算3D打印真实成本

Post by 橡皮泥 on 2020-06-04

来源:3DPrint

编译:简需SimpNeed

对于3D打印服务商而言,3D打印怎么报价,成本怎么计算,通常都是基于耗材成本而定。而这样计算成本未免过于简单,仅依赖于两个不完整的成本模型。模型一:最常见的说法是,与传统制造业不同,3D打印没有产生规模经济,无论打印1件还是100件,成本保持不变。模型二:3D打印成本随着零件数量的增加而略有减少,因为添加更多零件到打印床,降低了单个零件的平均打印时间。

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2   图1:常见的3D打印成本模型.jpg

常见的3D打印成本模型

上述两种模型只是给出了成本的近似值作为参考,但它们有个共同的缺陷:没有考虑机器损耗。

对于3D打印服务商而言,计算成本要考虑以下5个方面:

1,物料成本:零件用料、支撑用料和其他用料消耗。

2,机器折旧:3D打印机在打印过程中的机器损耗成本。

3,耗材成本:用于打印的耗材成本(包括打印床、氩气、过滤器、打印头等)。

4,人工成本:打印涉及到的人力成本(包括模型数据准备、机器准备、打印过程监控、机器清理以及后处理等)。

5,风险:打印失败的风险。一般有两种:一是时间风险:打印时间越长,出现故障的风险越高;二是模型构造的风险:某些几何形状对于部分打印技术而言,有较高的故障风险。

在本文中,我们将深入研究机器折旧成本以及机器利用率如何对其产生影响。

我们从一个基本方程式开始,这个方程式常常被遗忘或忽略,但对于理解3D打印的成本至关重要。

3   图2机器折旧计算.jpg

机器折旧计算

机器利用率是指机器一年内生产零件的时间百分比。因为利用率在上面公式的分母中,所以零件成本与机器利用率之间成反比。换句话说,随着机器利用率的提高,零件成本下降。

如果没有可靠的数据,很难估算实际的机器利用率,因此很多公司使用固定数字的利用率,通常在60%到70%之间,而这个数字往往过于乐观。有些公司则根据历史数据来估算机器利用率。利用率的影响因素有很多,例如维护、停机时间和模型清理。根据我们的经验,主要因素是人员可以更改模型并有足够的零件要打印。

由于增材制造被视为无人值守的制造过程,因此通常会忽略打印过程中的人力因素。尽管大多数情况下都是如此,但仍需要人员来在两次打印之间准备和清洁机器,以及监视打印是否失败。如果打印在半夜完成而没有人员值守,则机器会闲置,从而降低了利用率,要等到第二天技术人员上班时才能安排下一次打印。

为解决这个问题,3D打印服务商倾向于安排更长的打印时间以在工作时间之外完成。以这种方式调度能减少机器在两次打印之间闲置的时间。

4 Figure 3 Unoptimized build planning 62% utilization.png

未优化的构建计划,利用率为62%

5   Figure 4  Optimized build planning 79% utilization.png

优化的构建计划,利用率为79%

有服务商更换了打印速度更快的设备,寄希望于扩大产能来节约成本。但如果机器没有足够的打印件来保持运转,就会处于闲置状态。 如果机器以两倍的速度打印零件,但是每年的打印数量相同,那么每个打印件的机器折旧成本将保持不变。基于这一点,重要的是使机器的产能尽可能接近零件要求:

6 图5:与零件需求相匹配的生产设备.jpg

与零件需求相匹配的生产设备

这两点说明3D打印与传统的加工方式相似,在传统的加工方式中,必须确定正确的产量、零件要求和生产计划,以最大程度地降低制造成本。

综合机器利用率以及大多数3D打印用户如何利用的问题,本文提出以下模型,该模型综合了本文中讨论的所有内容,显示了3D打印的零件成本如何根据数量而变化。 要打印的模型数量以及打印所需的机器数量:

7   图6:基于实际利用率的零件成本.jpg

基于实际利用率的零件成本

从上图可以看出,如果我们将零件需求与机器产能相匹配,则成本可以降低到最低。当我们为客户创建投资回报率(ROI)模型时,我们通常把许多零件组合在一起以提高机器利用率。 有时我们会改变某些零件的材料或重新设计,以使其适合较小的打印仓。 基于这一点,你会怎么做?

如果你打算购买3D打印设备,那么根据你的零件要求提供实际的制造时间,做一个典型的一周制造计划。有助于创建适合你个人条件的基于利用率的投资回报率(ROI)。机器启动并运行后,要监控其利用率,如果低于60%,找出原因,是不是可以制定更有效的计划? 如果对零件的需求不足,投资于识别零部件并将其转化为添加剂; 从长远来看,这项投资最终会为你省钱。同时要更改零件的设计以缩短打印时间,接受3D打印设计方面的培训将减少材料消耗,缩短打印时间,从而提高整体零件经济性。

每个零件的初始成本,都是基于有限数量计算得出的,不管怎么更改设计,都不必担心。记住,你设法识别并过渡到增材制造的任何多余零件,都将导致所有3D打印零件的成本降低不断监控你对3D打印的使用,可以看到使用的越多,成本就越少,你会获得更多的专业知识。积极管理机器利用率并投资于提高劳动力技能,将是实现增材制造良好经济效益的关键。

以上3D打印成本计算方法,主要针对3D打印服务商和有志进入3D打印行业的初学者,希望通过本篇提供一个成本控制和核算的思路,帮助3D打印业者更好规划模型和设备。针对一般用户的需求,为方面客户迅速准确的得到3D打印报价,简需SimpNeed 3D打印云平台提供了在线下单智能报价系统,用户只需上传模型、设定参数、选择打印材料和后处理工艺,系统就会即时算出打印价格,为客户节省时间和金钱成本。一键打印入口:http://www.simpneed.com/customise

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