¿Cómo evaluar la relación de salida de entrada - de la impresión 3D?

一, Desglose de la estructura de costos: contabilidad completa de la cadena de gastos claros a pérdidas ocultas
1. Costo directo: la "puerta triple" de energía, materiales y herramientas
Costo de los materiales: el costo de los materiales para la impresión 3D de metal suele ser entre 30% y 60%, dependiendo del tipo de material y qué tan bien funciona el proceso. Por ejemplo, el precio del polvo de aleación de titanio es 100 veces mayor que el de plástico ABS regular, pero la tecnología selectiva de fusión láser (SLM) puede elevar la tasa de utilización del material a más del 70%, significativamente más alto que el 40% - 60% de la fundición estándar. Las empresas deben reducir los costos aún más mediante el uso de sistemas de reciclaje de polvo de circuito cerrado (como uno en Guangzhou que tiene una tasa de reciclaje de más del 90%) y las cadenas de suministro localizadas (que reducen los costos de transporte en un 60% en la región del Delta del Río Yangtze).
Costo del equipo: Industrial -} Las impresoras 3D de metal de grado pueden costar decenas de miles a millones de yuanes, y sus gastos de depreciación deben extenderse durante la vida útil de cada producto (generalmente de 4 a 5 años). Por ejemplo, una empresa que fabrica piezas para aviones utiliza tecnología SLM para imprimir soportes de aleación de titanio. El costo de depreciación anual del equipo es el 18% del costo unitario. Sin embargo, debido a que el costo de depreciación de la unidad se extiende en muchas piezas (más de 5000 cada año), es solo el 60% del método tradicional.
Costo de energía: el equipo láser utiliza más potencia que el equipo de fusión en caliente, y los sistemas SLM de grado de grado industrial - pueden usar varios kilovatios de energía por hora. Pero con los sistemas de recuperación de calor (que ahorran el 20%de la energía) o la fuente de alimentación fotovoltaica (que reduce los precios de la electricidad en más del 50%), el porcentaje de costos de energía puede pasar del 30%–40%al 15%–20%.
2. Costos ocultos: los gastos de oportunidades perdidas, mano de obra, tasas de fracaso y tiempo
Costos laborales: las personas a menudo no se dan cuenta de cuánto trabajo se dedica a la preparación de los datos del modelo, vigilando el proceso de impresión, el procesamiento de publicaciones - y otras cosas. Por ejemplo, en un negocio de implantes médicos, el costo laboral para un producto es del 15%, y más del 60% se gasta en pruebas de calidad y optimización de diseño. La compañía ha reducido los gastos de mano de obra al 8% mediante el uso de herramientas de diseño asistidas AI {}}} (como Autodesk NetFabb) y el equipo de procesamiento automatizado Post -.
Costo de tasa de falla: la tasa de falla de la impresión 3D metal es normalmente entre 5% y 15%, y depende de los materiales, los parámetros del proceso y la estabilidad del equipo. Al configurar una base de datos de procesos con más de 2000 propiedades de aleación y herramientas de monitoreo de tiempo real -} como la suite de monitoreo de EOS, una cierta empresa de piezas de automóviles ha reducido la tasa de falla de impresión del 12% al 3% y ahorró más de 2 millones de yuanes al año en costos de eliminación de desechos.
Costo del tiempo: debe encontrar un compromiso entre el beneficio de "iteración rápida" de la impresión 3D y el ciclo de entrega. Un negocio aeroespacial, por ejemplo, utiliza la impresión 3D para hacer cámaras de combustión de motor de cohetes. Esto reduce el tiempo de investigación y desarrollo de seis meses a dos semanas, pero aún lleva 72 horas producir una pieza. La compañía ha acortado todo el ciclo de entrega a 10 días mediante la impresión paralela (colaboración entre muchos dispositivos) y el diseño modular (dividiendo la cámara de combustión en 8 módulos sub - que se pueden imprimir al mismo tiempo).
2, Dimensión de la creación de valor: una evaluación de nivel multi - que pasa de ahorrar dinero a hacer mejoras estratégicas
1. Capa básica: una mirada cuantitativa de cuánto dinero se ahorra al reducir los costos directos
En el caso de hacer moldes, puede costar decenas de miles a cientos de miles de yuanes y tardar semanas en hacer un molde. Una empresa que realiza electrodomésticos reduce los costos en un 58% y aceleró los tiempos de entrega a 15 días mediante el uso de la impresión 3D para hacer moldes personalizados.
Si hace más de 2000 piezas al año, el ROI en moldes impresos en 3D puede ser más del 100% en dos años.
En una pequeña situación de producción de lotes, la impresión 3D cuesta un 63% menos por unidad que la fundición tradicional cuando la producción es inferior a 5000 piezas. Una cierta empresa de fabricación electrónica hizo 500 disipadores de calor únicos con impresión 3D. Esto ahorró el 42% del costo por pieza en comparación con los métodos anteriores y eliminó el riesgo de basura de moho.
2. Progreso: Cambiar el valor de la libertad de diseño y la flexibilidad de la cadena de suministro
Hacer estructuras complejas: la impresión 3D puede hacer cosas como canales de flujo internos y estructuras de celosía que son difíciles de hacer con otros métodos . 3 D La impresión permitió que una empresa de motor de aviación realice boquillas de gasolina con solo una parte en lugar de 20. Esto redujo el peso en un 25% y mejoró la eficiencia del combustible en un 3%. La evaluación del valor debe pensar en:
Beneficios de la mejora del rendimiento: menores costos de combustible por año;
Costos de mantenimiento más bajos: menos tiempo dedicado al mantenimiento porque hay menos piezas de las que cuidar;
Evitar los riesgos de la cadena de suministro significa no dejar que la producción se detenga porque el suministro de un proveedor está cortado.
Una empresa de equipos médicos realiza implantes de articulación de rodilla a medida utilizando impresión 3D. Esto aumenta el porcentaje de pacientes que obtienen los implantes correctos del 75% al ​​98% y reducen el tiempo que lleva recuperarse después de la cirugía en un 40%. Necesita contener una evaluación de su valor:
Mejorar el beneficio clínico al reducir los ahorros de costos médicos causados ​​por la segunda tasa de cirugía;
Prima de marca: el dinero extra que paga por los artículos personalizados en lugar de los regulares;
Velocidad de respuesta del mercado: acortar el tiempo desde el diseño hasta la entrega ayuda a ganar participación de mercado.
3. Nivel estratégico: el largo -} Beneficios de término de la fabricación verde y la ecología industrial
Material Circular Economy: un sistema cerrado -} de reciclaje de polvo de bucle ha ayudado a una empresa a reciclar el 90% de su polvo de aleación de titanio, lo que le ha ahorrado más de 3 millones de yuanes al año en materias primas. Las siguientes cosas deben tenerse en cuenta al descubrir su valor:
Beneficios de reducir las emisiones de carbono: reciclar una tonelada de aleación de titanio corta las emisiones de carbono en 12 toneladas en comparación con el uso de materias primas. Esto está en línea con la política arancelaria de carbono de la UE;
Mejora de las calificaciones de ESG: las prácticas de fabricación ecológica pueden ayudar a las empresas a obtener préstamos a tasas de interés más bajas y obtener dinero del gobierno, como los fondos especiales de economía circular del "14 ° plan quinquenario" de China.
Reconstrucción de la ecología de la industria: una determinada compañía de automóviles utilizó la impresión 3D para crear "fabricación distribuida". Esto hizo la tasa de rotación de inventario de las micro fábricas regionales (que tenían 3 - 5 impresoras de grado industrial) tres veces más alta que la de las plantas tradicionales. Necesita pensar en su valor en términos de:
Bajando el costo de la logística: la reducción del radio de la cadena de suministro ahorra dinero en el transporte;
Velocidad de respuesta a la demanda: el tiempo entre realizar un pedido y obtenerlo ha bajado de 14 días a 3 días, lo que hace que los clientes sean más felices.
3, Modelo de evaluación dinámica: de un proyecto a una mejora continua de la ecología industrial
1. Optimización iterativa basada en datos
Configure una base de datos de tiempo real - que incluya información sobre las cualidades del material, los parámetros del proceso y el estado del equipo. Luego, utilice métodos de aprendizaje automático como bosques aleatorios y redes neuronales para adivinar números importantes como la tasa de éxito de la impresión y la tasa de consumo de materiales. Una compañía analizó 100,000 conjuntos de datos de impresión y descubrió que cuando la potencia del láser es de 280 W y la velocidad de escaneo es de 1200 mm/s, la densidad del material de aleación de titanio puede alcanzar el 99.2%. Esto significa que el volumen de la estructura de soporte se reduce en un 30%, lo que reduce el costo de cada pieza en un 18%.
2. La forma en que la sinergia ecológica puede ahorrar costos
Trabajando juntos en todos los departamentos: trabaje con proveedores de materiales para establecer laboratorios conjuntos y hacer aleaciones de especialidad baratas. Por ejemplo, una compañía hizo aleaciones de titanio de aluminio que son 45% más baratos que el titanio puro.
Colaboración vertical: intercambio de datos de procesos con fabricantes de equipos para alentar actualizaciones más inteligentes de equipos. Por ejemplo, el sistema de proceso adaptativo de Platinum Technology puede cambiar automáticamente la configuración en función del estado del material, lo que significa menos trabajo manual.
Cross - Colaboración fronteriza: trabaje con compañías de software para crear una plataforma gemela digital que mejore todo el proceso de diseño, impresión e inspección. Por ejemplo, la integración perfecta entre el software Siemens NX y las impresoras EOS reduce el tiempo que lleva iterar en un diseño de 72 horas a 8 horas.
3. La política y el mercado juntos impulsan la economía
Obtener dividendos de póliza: para reducir los riesgos de inversión en las primeras etapas, preste atención a las políticas como la certificación y el seguro de la empresa "especializado, refinado, especial y nuevo" nacionales para el primer equipo tecnológico clave (establecido). Por ejemplo, una compañía obtuvo un incentivo financiero del 30% para comprar equipos mediante la solicitud del proyecto "Proveedor de soluciones del sistema de fabricación verde".
Comprensión de la demanda del mercado: use la investigación del cliente, como el análisis del modelo Kano, para encontrar escenarios de aplicación de valor -} de alto. Una compañía, por ejemplo, descubrió que había una necesidad de peso ligero (reduciendo el peso en más del 30%) y la entrega rápida (acortando el ciclo de 45 días a 10 días) de nuevas bandejas de baterías de vehículos de energía. Luego crearon una solución de impresión 3D específica que aumentó la ganancia en cada pieza en un 25%.