Ekonomi Pencetakan 3D

Pencetakan 3D maju ke bidang produksi, baik dalam hal penahanan kerja untuk membantu operasi pemesinan dan suku cadang penggunaan akhir khusus. Meskipun nilai sebuah printer mungkin tidak terlihat pada awalnya, menjalankan perhitungan akan menceritakan kisah yang berbeda. Posting ini akan memandu Anda melalui ekonomi pencetakan 3D melalui perhitungan biaya dan Pengembalian Investasi. Return On Investment (ROI) adalah alat evaluasi yang digunakan untuk menghitung pengembalian yang Anda peroleh dari investasi berdasarkan persentase. Ini dapat berlaku untuk teknologi manufaktur juga, untuk membantu menentukan seberapa banyak Anda dapat menghemat dengan menggunakan sesuatu seperti printer 3D untuk membenarkan biayanya. Meskipun harga printer 3D mungkin terdengar mahal, namun uang yang Anda hemat dengan menghilangkan biaya produksi produk "rutin" seperti biaya penyimpanan pekerjaan, pembuatan prototipe, dan peralatan yang dapat membuat printer bernilai investasi. Di bawah, kami menguraikan langkah-langkah yang dapat Anda ambil untuk menghitung ROI untuk printer Anda.

Menemukan ROI Anda:

1. Menghitung Biaya Bagian Cetakan Anda

Langkah pertama untuk menentukan ROI printer 3D Anda adalah menghitung biaya bahan per bagian. Perangkat lunak Eiger Markforged memberikan perkiraan material untuk menyederhanakan proses ini. Saya akan menggunakan tuas rem, salah satu bagian sampel kami, untuk contoh ini. Seperti yang ditunjukkan, saya menggunakan 13,16 sentimeter kubik Onyx dan 17,30 sentimeter kubik serat karbon.

Biaya dan volume per spool dari setiap bahan dapat ditemukan di halaman bahan kami, dan dengan informasi ini kami dapat menemukan harga per sentimeter kubik. Untuk Onyx, spool saat ini berharga $190 untuk 800 cc, atau $0,24/cc, dan serat karbon, spool saat ini berharga $150 untuk 50 cc, atau $3,00/cc. Dengan persamaan berikut saya dapat menentukan biaya bahan bagian saya:

(biaya per cc plastik * volume plastik) + (biaya per cc serat * volume serat) =Total Biaya ($0,24 /cc * 13,16 cc) + ($3/cc * 17,30 cc) =$3,16 + $51,90 =$55,06

Jadi total biaya tuas rem ini adalah $55,06. Bagi Anda yang akrab dengan pencetakan 3D desktop, ini mungkin tampak mahal. Namun, seperti yang ditunjukkan dalam perhitungan, sebagian besar biaya itu berasal dari serat karbon kontinu, yang memperkuat tuas rem ini menjadi sekuat logam. Namun tidak semua bagian perlu dikemas dengan serat karbon hanya untuk mencapai kekuatan itu. Seperti yang telah kami jelaskan di postingan sebelumnya, perutean serat yang efisien dapat mengurangi biaya dan waktu pencetakan.

Selain itu, salah satu nilai dari printer Markforged adalah keserbagunaannya. Dengan serat yang berbeda, Anda dapat mencapai sifat material yang berbeda. Misalnya, fiberglass, salah satu opsi serat kontinu kami yang lain, dapat mencapai kekuatan yang hampir sama dengan serat karbon, tetapi pada akhirnya menjadi lebih berat dan tidak terlalu kaku. Jika saya tidak peduli dengan berat, hanya kekuatan, maka fiberglass adalah pilihan yang lebih hemat biaya dengan harga $1,50/cc. Dengan file yang sama dan perutean serat yang dioptimalkan untuk fiberglass, jumlahnya sedikit berubah. Inilah yang saya dapatkan:

($0,24 /cc * 14,07 cc) + ($1,50/cc * 13,61 cc) =$3,38 + $20,42 =$23,80

Dengan fiberglass, saya dapat mencapai kekuatan yang hampir sama dan menghemat $31,27. Inilah sebabnya mengapa sangat penting untuk menentukan properti apa yang Anda inginkan di bagian Anda. Setiap bahan memiliki sifat uniknya sendiri, dan memahami cara menggunakan serat untuk keuntungan Anda untuk bagian terkuat akan membantu Anda mengurangi biaya. Suku cadang tidak harus dikemas dengan serat karbon untuk memenuhi kebutuhan kekuatan yang diperlukan dari produk Anda. Meskipun kekuatannya bergantung pada geometri, Anda dapat menggunakan geometri dan kondisi pemuatan bagian Anda untuk mengoptimalkan perutean serat di seluruh bagian Anda. Misalnya, jika Anda hanya perlu menahan pembengkokan pada satu bidang, gunakan panel sandwich alih-alih mengisi setiap lapisan dengan serat, seperti yang dijelaskan di sini. Teknik ini memungkinkan pengurangan biaya lebih lanjut untuk mendapatkan suku cadang yang kuat, indah, dan presisi.

2. Menentukan Biaya Produksi Alternatif

Jadi sekarang saya telah menentukan biaya akhir bagian saya adalah $55,06, saatnya untuk membandingkan biaya itu dengan biaya metode manufaktur lainnya. Bagian ini biasanya digiling dengan CNC, jadi saya mengirimkannya ke layanan manufaktur pihak ketiga untuk mendapatkan perkiraan biaya. Untuk jumlah di bawah 100, biaya per unit adalah $195,95. Untuk jumlah lebih dari 100, biaya per unit adalah $ 117,11 dan penurunan lebih lanjut dalam jumlah massal. Biaya ini dapat bervariasi tergantung pada layanan atau metode pemesinan yang Anda gunakan. Misalnya, jika bagian ini dicetak, biaya awal akan sangat tinggi untuk memproduksi cetakan, tetapi biaya per bagian setelah cetakan diproduksi akan menjadi minimal.

Dengan membandingkan kedua proses tersebut, segera jelas bahwa pencetakan 3D adalah pilihan yang lebih murah. Selisih harga (biaya pemesinan CNC per bagian – biaya cetak per bagian) adalah $140.89. Namun, ada sedikit lebih dari itu. Printer 3D memiliki biaya overhead awal, dan layanan pemesinan CNC hanya beroperasi per bagian. Di sinilah banyak insinyur dan desainer terjebak membenarkan biaya printer 3D. Harga awal Enterprise Kit kami adalah $13.499, sedangkan suku cadang mesin CNC hanya beberapa ratus dolar setiap kalinya.

3. Menemukan Titik Impas Anda

$140,89 yang dapat Anda hemat dengan setiap prototipe, alat, atau produk yang Anda kirim ke toko mesin eksternal dibuat, dan Anda dapat berspekulasi berapa banyak bagian yang diperlukan untuk mencapai titik impas, yang berarti menghitung berapa banyak bagian yang diperlukan untuk mencapai titik impas. menebus biaya mesin. Dengan asumsi Anda hanya mencetak satu bagian ini, Enterprise Kit akan membayar sendiri dalam 96 bagian:

$13,499/$140,89 96

4. Pengembalian Investasi:Nilai Pencetakan 3D

96 bagian mungkin tampak tidak sepadan, tetapi perhitungan sederhana ini mengandung banyak abstraksi – kita hanya membicarakan satu bagian yang cukup sederhana di sini. Pencetakan 3D menghilangkan biaya produksi overhead yang diperlukan untuk setiap bagian, untuk setiap perubahan desain. Tuas rem yang sama yang digunakan sebelumnya memiliki biaya perkakas $2.865 untuk prototipe cetakan injeksi. Jika ada modifikasi yang dibuat untuk desain itu, biaya itu harus disertakan dengan setiap perubahan desain. Harga printer 3D hanya perlu dibayar sekali, sedangkan biaya tooling dan prototyping diperlukan untuk setiap desain. Biaya overhead tersebut dikombinasikan dengan penundaan waktu tunggu produksi, siklus pengembangan produk, membuat investasi tersebut sepadan, seperti yang dapat dibuktikan oleh beberapa pelanggan kami:

“Kami dapat mengambil bagian yang akan menelan biaya $400, dengan waktu pengerjaan dua setengah minggu dari salah satu vendor lokal kami, kami mencetaknya selama akhir pekan dan lantai manufaktur sangat menyukainya, jika tidak. sedikit lebih baik…dan mereka menggunakannya hingga hari ini,” kata Joe Walters, Insinyur Desain Produk Baru di Arow Global. “Saya memperkirakan bahwa kita telah melihat pengembalian penuh dari pencetakan 5 bagian masing-masing dari 3 komponen prototipe cetakan injeksi plastik yang berbeda, khususnya dari tidak harus berinvestasi dalam perkakas lunak yang secara tradisional digunakan untuk membuat bagian cetakan injeksi.”

5.Menghitung ROI Anda

ROI Anda dapat dihitung dengan informasi tentang biaya perkakas overhead dari metode fabrikasi lain dan biaya produk yang mungkin dihasilkan printer Anda. Ini adalah fungsi dari jumlah cetakan yang benar-benar Anda hasilkan – jika Anda membeli printer hanya untuk mencetak satu bagian, itu tidak akan sebanding dengan investasinya. Namun semakin banyak bagian yang Anda cetak, dengan setiap desain baru, setiap iterasi, printer 3D Markforged Anda dapat mendorong pengembangan produk menjadi lebih efisien waktu dan hemat biaya.

Katakanlah Anda sedang merancang bagian yang akan dicetak dengan injeksi. Saya akan menggunakan kutipan yang saya dapatkan di tuas rem untuk contoh ini. Dengan biaya overhead sebesar $2.865 dan biaya bagian individual sebesar $3,46, setiap iterasi desain bagian tersebut secara efektif menghabiskan biaya $2869,46 untuk prototipe tanpa printer 3D profesional. Mengetahui hal ini, ROI Anda dapat dihitung dengan persamaan berikut:

ROI =100% * (Keuntungan Dari Investasi – Biaya Investasi)/Biaya Investasi

Keuntungan dari Investasi dalam hal ini adalah berapa banyak uang yang Anda hemat menggunakan manufaktur aditif daripada cetakan injeksi. Jika saya mengerjakan tiga produk berbeda, saya ingin menyesuaikan produksi, dan saya tahu bahwa setiap produk akan melalui tiga iterasi, yaitu sembilan bagian masing-masing dengan cetakan atau proses pemesinan uniknya sendiri. Sebagai abstraksi, saya akan menggunakan kutipan cetakan injeksi yang disediakan di atas untuk menghitung keuntungan dari investasi. Biaya Investasi adalah biaya printer 3D – dalam hal ini, Mark Two Enterprise.

Keuntungan dari Investasi =(9*$2,869,46) – (9*$55,09) =$25.329,33

Sekarang saya bisa menghitung ROI:

ROI =100% * ($25,329,33 – $13,499)/$13,499 =87,6%

Angka ini adalah "jumlah" bersih yang Anda peroleh dari pembelian printer. Dari 9 prototipe produk, Mark Two Enterprise tidak hanya membayar untuk dirinya sendiri dan mencapai titik impas, tetapi juga mengembalikan 87,6% dari biaya di atas itu. Di sinilah kekuatan manufaktur aditif benar-benar bersinar – tidak hanya untuk pembuatan prototipe tetapi juga untuk membuat beberapa bagian yang menyebabkan biaya produksi overhead ini. Keindahan printer 3D Markforged adalah pada hal-hal yang dapat dihasilkannya dengan bahan berkekuatan tinggi:perkakas, perlengkapan, bahkan cetakan injeksi, dapat secara drastis menghilangkan biaya produksi overhead. Kecepatan dan kualitasnya meningkatkan siklus pengembangan produk, memungkinkan pelanggan kami menghasilkan suku cadang yang rapi dan berkinerja tinggi dalam waktu kurang dari sehari. Tawaran kemampuan beradaptasi, apa pun suku cadangnya, memungkinkan Anda memproduksi suku cadang dengan kekuatan dan kualitas yang dibutuhkan untuk berhasil dengan kecepatan dan biaya yang tak tertandingi di industri.

Belum punya printer 3D Markforged? Cobalah perangkat lunak kami sehingga Anda dapat menghitung ROI Anda sendiri.