Факторы затрат на аддитивное производство 2020

  • автор:

В этой статье мы рассмотрим основные факторы затрат на аддитивное производство, актуальные в 2020 году.

Факторы затрат на аддитивное производство – введение

Факторы затрат на аддитивное производство – введение

С развитием Индустрии 4.0 все больше производителей в различных отраслях рассматривают возможность дополнить свои возможности аддитивным производством.

Вы думаете об участии в этой новой парадигме? Тогда вам необходимо знать основные факторы затрат на аддитивное производство. Давайте рассмотрим четыре основных фактора производственных затрат, связанных с аддитивным производством.

Факторы затрат на аддитивное производство — четыре основных

Факторы затрат на аддитивное производство можно разделить на четыре основные области:

— стоимость станков и инструментов,

— рабочая сила,

— материалы,

— постобработка.

Аддитивное производство может помочь снизить производственные расходы в трех из этих критических областей. По сравнению с традиционным субтрактивным производством и литьем под давлением.

Факторы затрат на аддитивное производство - инвестиции в оборудование и инструменты

Факторы затрат на аддитивное производство — инвестиции в оборудование и инструменты

Безусловно, самой большой движущей силой затрат на аддитивное производство являются первоначальные инвестиции в производственное оборудование. Первоначальные затраты на оборудование составляют от 45 до 74% от общих затрат на аддитивное производство продукта. (Согласно недавнему исследованию Национального института стандартов и технологий (NIST).

Оборудование для прецизионного аддитивного производства может быть довольно дорогостоящим в приобретении и установке. Поэтому первоначальные вложения в оборудование являются главным фактором затрат на аддитивное производство.

Deloitte ссылается на исследования, показывающие, что затраты на инструменты, связанные с этим оборудованием, составляют около 30% от стоимости инструментов для литья под давлением. Хотя инвестиции в оборудование для аддитивного производства значительны.

Затраты на оснастку составляют около 5% от общих производственных затрат аддитивного производства. Для сравнения. Инструменты для литья под давлением составляют более 90% от общей стоимости традиционно производимого продукта.

В чем еще заключается экономия? В том, что процесс послойной печати делает оборудование аддитивного производства чрезвычайно адаптируемым к широкому спектру продуктов. Тогда как инструменты субтрактивного производства должны быть разработаны для каждого продукта.

Факторы затрат на 3D-печать — расходы на оплату труда

Затраты на рабочую силу в аддитивном производстве составляют примерно такую ​​же долю от общих затрат. По сравнению с традиционными методами производства.

Во многом это связано с высокой степенью автоматизации обоих методов. В результате затраты на рабочую силу могут быть снижены за счет упрощения деталей как в традиционном, так и в аддитивном производстве. По сути, это включает в себя переработку продукта таким образом, чтобы общее количество деталей, которые необходимо изготовить, было уменьшено. Что снижает затраты на производство, сборку и постобработку.

Согласно вышеупомянутому исследованию NIST, затраты на рабочую силу в аддитивном производстве составляют менее 10% от общих производственных затрат.

Факторы затрат на 3D-печать - затраты на материалы

 

Факторы затрат на 3D-печать — затраты на материалы

По сравнению с металлическими слитками или пластмассами для литья под давлением материалы, используемые в процессах аддитивного производства, могут иметь значительно более высокую цену.

Согласно исследованию, опубликованному Международной ассоциацией оценки и анализа затрат, стоимость материалов для аддитивного производства выше, чем у традиционных производственных материалов, до 8 раз в пересчете на массу. Точные затраты зависят от ряда факторов. Включая аддитивный процесс и точные материалы, используемые при производстве.

Детали, изготовленные с помощью аддитивного производства, имеют меньшую сложность, требуют меньше времени на производство и потребляют значительно меньше (до 90%) сырья в целом. Несмотря на более высокие удельные затраты на сырье.

Это компенсирует высокие затраты на сырье. Сырье составляет в среднем от 18% до 30% общих производственных затрат. Ожидается, что эти затраты уменьшатся по мере появления на рынке большего количества вариантов материалов.

Факторы затрат на 3D-печать — затраты на постобработку

Любая изготовленная деталь потребует некоторого уровня постобработки. Металлические детали обычно полируются или промываются. В случае деталей, изготовленных аддитивным способом, особенно тех, которые используются в прецизионных механических системах, это требует удаления лишнего материала и обработки поверхности.

NIST обнаружил, что затраты на постобработку составляют от 4 до 13% общих производственных затрат. В зависимости от конкретного процесса и используемых материалов.

Как и в приведенном выше примере затрат на рабочую силу, затраты на постобработку как для традиционных, так и для аддитивных деталей неизбежны и одинаковы независимо от выбранного вами метода.

Экономическое обоснование аддитивного производства

Несмотря на факторы затрат на аддитивное производство, есть одно существенное преимущество. Это экономия времени на производстве прототипов и готовой продукции.

Хотя первоначальные вложения могут быть значительными, время, которое вы сэкономите, повышает производительность. И позволяет традиционным производителям осваивать новые, прибыльные области.

Гибкость процессов аддитивного производства также дает дизайнерам большую свободу сосредоточиться на проектировании с учетом функциональности, а не на технологичности.

Факторы затрат на аддитивное производство – примеры экономии

Факторы затрат на аддитивное производство – примеры экономии

Рассмотрим случай с Phytec, семейной немецкой компанией по производству электроники. Это компания по производству сенсорных датчиков и датчиков окружающей среды для устройств IoT с использованием системы аддитивного производства.

Phytec смогла сократить время производства переделки печатных плат BGA с шагом 0,5 мм на 97%, сэкономив компании 34 дня.

Еще один отличный вариант использования аддитивного производства можно найти в аэрокосмической промышленности. Истребитель F-18 Hornet, находящийся на вооружении более 20 лет, включает более 100 деталей аддитивного производства.

Что касается гражданского сектора, то руководители авиационной отрасли обнаружили, что уменьшенный вес деталей самолетов, изготовленных аддитивным способом, позволяет ежегодно экономить миллионы долларов на расходах на топливо.

Northwest Airlines смогла сэкономить 440 000 долларов на топливе для международных рейсов. Установив в свои самолеты детали аддитивного производства.

Инновации в области аддитивного производства позволили производителям производить все более сложные продукты. Но с меньшими отходами и меньшими затратами времени.

В целом снижаются и затраты на оборудование. Средняя цена на системы АП снизилась на 51% за пять лет после поправки на инфляцию. По данным NIST.

Поскольку технологии продолжают развиваться, производителям в любой отрасли следует рассмотреть возможность дополнения существующих производственных процессов аддитивным производством.

В электронной промышленности аддитивное производство позволяет разработчикам создавать все более сложные устройства с захватывающими новыми форм-факторами.

Использование проводящих наночастицы чернил в процессе 3D-печати позволяет наносить слой за слоем многослойные электронные устройства для дополнительных приложений. Например, таких как беспроводные датчики, носимая электроника и приложения Интернета вещей.

Ожидается, что диапазон приложений будет только расширяться по мере развития возможностей обработки и систем.

по материалам nano-di.com

Все о 3D-печати в нашем обзоре Рынок 3D-печати.

Все новости в наших группах: вконтакте, twitter, facebook