Làm thế nào để chi phí đơn vị của việc in sản xuất và gia công truyền thống so sánh?

1. Thành phần chi phí: Chuyển từ "Khấu hao chi phí cố định" sang "trên - Đầu tư nhu cầu"
Gia công truyền thống có "chi phí cố định cao và chi phí cận biên thấp", và chi phí chính của nó đến từ việc tạo khuôn, khấu hao thiết bị và sản xuất hàng loạt. Ví dụ, tạo ra một bộ khuôn duy nhất cho quá trình ép phun cho các bộ phận nội thất xe hơi có thể có giá lên tới 120.000 nhân dân tệ. Khi tạo ra 2000 mảnh, chi phí của một khuôn duy nhất có thể lên tới 60 nhân dân tệ. Tuy nhiên, với in 3D, nylon 12 có thể được đúc trực tiếp mà không cần khuôn. Chi phí của vật liệu và thiết bị được sử dụng chỉ mất giá bởi 24 nhân dân tệ mỗi mảnh, đây là khoản tiết kiệm 72% cho chi phí khuôn. Lý do chính cho sự khác biệt này là gia công truyền thống sẽ loại bỏ các vật liệu thông qua quá trình "giảm vật liệu", đòi hỏi phải đặt khuôn vào vị trí trước để đảm bảo sản xuất tiêu chuẩn . 3 d in, mặt khác, sử dụng quy trình "phụ gia" để xếp lớp vật liệu bằng lớp, biến các mô hình kỹ thuật số thành các đối tượng vật lý mà không cần phải thay đổi chi phí.
Khi nói đến khấu hao thiết bị, các công cụ máy CNC truyền thống (năm - liên kết trục CNC) thường có giá hơn 500.000 nhân dân tệ và chi phí khấu hao của chúng được trải ra theo thời gian; Công nghiệp - Máy in 3D (thiết bị SLS và MJF như vậy) có giá khoảng 500.000 nhân dân tệ, nhưng chi phí khấu hao của họ không phụ thuộc vào số lượng mà họ tạo ra. Điều này làm cho chúng tốt hơn cho tỷ lệ nhỏ -, đa - Các tình huống sản xuất đa dạng. Chẳng hạn, năm - Máy bay trục của một vòi phun nhiên liệu động cơ máy bay nhất định đòi hỏi phải cắt 92% vật liệu từ toàn bộ hợp kim Titanium, có giá 3200 nhân dân tệ mỗi mảnh. Khi họ chuyển sang in 3D, chi phí vật liệu giảm xuống còn 800 nhân dân tệ, giảm 75%.
2. Hiệu ứng tỷ lệ: Đi từ "pha loãng hàng loạt" đến "không tồn kho" bằng cách vượt qua điểm quan trọng
Gia công truyền thống rẻ hơn vì quy mô kinh tế. Khi số tiền đặt hàng là hơn 5000 miếng, chi phí của khuôn được trải ra trên nhiều mảnh hơn, làm giảm chi phí cho mỗi mảnh. Nhưng khi số lượng đặt hàng dưới 1000 mảnh, chi phí cho mỗi mảnh có thể cao hơn in 3D. Lấy việc sản xuất 100 bộ phận bằng nhựa làm ví dụ: Đúc phun truyền thống đòi hỏi chi phí khuôn từ 50000 đến 20000 Yuan, với tổng chi phí từ 51000 đến 21000 nhân dân tệ; Chi phí duy nhất của in 3D (SLS nylon) là 50 nhân dân tệ và tổng chi phí chỉ là 5000 nhân dân tệ, chỉ bằng 1/10 chi phí ép phun. Khoảng cách này đặc biệt quan trọng trong các khu vực có lô nhỏ và giá trị cao - được thêm vào, bao gồm cả chăm sóc sức khỏe và hàng không vũ trụ. Chẳng hạn, một phòng thí nghiệm nha khoa đã sử dụng răng giả in 3D để thay đổi cách dự trữ 5000 thông số kỹ thuật trong 7 ngày thành một phương pháp sản xuất nhu cầu trên - với "quét trong cùng ngày hôm sau." Điều này đã cắt giảm vốn hàng tồn kho của họ từ 8 triệu nhân dân tệ xuống còn 1,2 triệu nhân dân tệ.
Tính năng "Không tồn kho" của in 3D làm cho nó rẻ hơn nhiều. Trong sản xuất truyền thống, các tập đoàn phải tạo ra rất nhiều thứ trước để đối phó với những thay đổi về nhu cầu. Điều này được gọi là "bán hàng theo hàng tồn kho." Backlog hàng tồn kho có thể chiếm 20% đến 40% vốn lưu động. Với tính năng "Kiểm kê kỹ thuật số" của in 3D, các tệp thiết kế có thể được lưu trữ trên đám mây và các đơn đặt hàng có thể được in và vận chuyển ngay khi chúng đến. Điều này có nghĩa là không có chi phí liên quan đến việc giữ hàng tồn kho. Bằng cách đặt máy in 3D vào trung tâm khu vực, một công ty xe hơi đã cắt giảm thời gian cần thiết để cung cấp phụ tùng từ hai tuần xuống còn 48 giờ. Điều này đã dẫn đến lợi ích gián tiếp của hơn 10 triệu nhân dân tệ vì thời gian chết ít hơn.
3. Tính linh hoạt của thiết kế: Thay đổi giá trị từ "Thỏa hiệp quá trình" thành "Tích hợp chức năng"
Các giới hạn quá trình làm cho việc gia công truyền thống khó có thể linh hoạt trong thiết kế. Ví dụ, làm cho các cấu trúc phức tạp đòi hỏi sự kết hợp của các quy trình khác nhau, như vậy, việc đúc, gia công và xử lý nhiệt. Mỗi giai đoạn có thể phạm sai lầm, có thể khiến tỷ lệ năng suất thay đổi. Một công ty hàng không vũ trụ nhất định tạo ra các lưỡi tuabin bằng phương pháp truyền thống có 18 bước và tỷ lệ năng suất chỉ 78%. 3 d in, mặt khác, chỉ cần ba bước và có tỷ lệ sản xuất là 96%. Nó cũng cắt giảm chi phí chất lượng 40%. Ngoài ra, tính năng "giảm vật liệu" của gia công truyền thống có nghĩa là ít hơn 30% vật liệu được sử dụng thực sự hữu ích và phần còn lại là chất thải. Mặt khác, in 3D sử dụng hơn 90% tài nguyên, giảm giá hơn nữa.
Tích hợp chức năng là khi in 3D thực sự thể hiện sự tự do thiết kế của nó. Ví dụ, một khung vệ tinh nhất định cần được hàn từ 12 phần bằng các phương pháp truyền thống, làm lãng phí 45% vật liệu; Mặt khác, in 3D tích hợp kết hợp tất cả các bộ phận thành một và sử dụng 98% vật liệu, cũng cắt giảm 60% chi phí lao động vì nó cắt giảm số lượng quy trình hàn. Khả năng tùy chỉnh in 3D đã trở thành một lợi ích chính trong ngành y tế. Sử dụng in 3D, một tấm hướng dẫn chỉnh hình nhất định có thể khớp hoàn hảo với xương của bệnh nhân. Điều này đã cắt giảm chu kỳ lặp sản phẩm từ 3 tháng xuống còn 3 ngày, tránh được khả năng phế liệu nấm mốc từ các lỗ hổng thiết kế và cắt giảm chi phí gián tiếp hơn 80%.
4. Tối ưu hóa chuỗi cung ứng: Một sự thay đổi về hiệu quả từ "sản xuất tập trung" sang "sản xuất phân tán"
Sản xuất tập trung là rất quan trọng đối với chuỗi cung ứng của gia công truyền thống. Các doanh nghiệp cần xây dựng các nhà máy ở mức thấp - Các quốc gia chi phí và giá thấp hơn bằng cách sản xuất rất nhiều hàng hóa cùng một lúc. Nhưng một chuỗi cung ứng dài có nghĩa là thời gian giao hàng dài hơn và chi phí hậu cần cao hơn. Ví dụ, mô hình sản xuất truyền thống của nhà cung cấp bộ phận ô tô toàn cầu mất 6 đến 8 tuần để chuyển hàng hóa từ các nhà máy ở Đông Nam Á sang các thị trường ở châu Âu và Hoa Kỳ. Tỷ lệ doanh thu hàng tồn kho chỉ là 4 lần một năm. Với sản xuất phân tán được in 3D (in địa phương, giao hàng địa phương), thời gian giao hàng bị cắt giảm xuống còn 48 giờ, tỷ lệ doanh thu hàng tồn kho tăng lên 24 lần một năm và hiệu quả vốn lưu động tăng 6 lần.
Việc tối ưu hóa chuỗi cung ứng để in 3D là rõ ràng nhất về khả năng phản ứng nhanh chóng với các trường hợp khẩn cấp. Một cơ sở in 3D của Đức đã định vị việc sản xuất bột hợp kim titan vào năm 2023 để nhanh chóng đáp ứng nhu cầu của các khách hàng hàng không vũ trụ cho các thành phần thiết yếu trong quá trình phân hủy chuỗi cung ứng. Điều này tránh được sự chậm trễ 2 tuần 3 tuần mà gia công truyền thống sẽ gây ra bằng cách yêu cầu giao hàng ngoài khơi. Ngoài ra, khía cạnh "trên - sản xuất nhu cầu" của in 3D có nghĩa là các doanh nghiệp không phải đoán xem họ sẽ cần bao nhiêu trước. Điều này hoàn toàn giải quyết vấn đề về năng lực sản xuất nhàn rỗi hoặc tồn tại hàng tồn kho xảy ra khi nhu cầu thay đổi trong sản xuất truyền thống.
5. Chi phí so sánh điều kiện biên: Lý do quan trọng để chọn công nghệ
In 3D cung cấp rất nhiều lợi ích khi nói đến chi phí đơn vị, nhưng nó không thể được sử dụng trong mọi tình huống vì những thứ như phẩm chất của vật liệu và hiệu quả của quy trình sản xuất. Ví dụ, trong lĩnh vực in kim loại, chi phí lưu trữ chân không của bột hợp kim titan (hơn 5000 nhân dân tệ mỗi kg bột mỗi năm) có thể làm cho đơn giá của vật liệu tăng lên; Ngay cả khi chi phí ban đầu của các khoảng trống hợp kim titan được thực hiện bằng cách sử dụng gia công truyền thống là tốn kém, nó có thể được hạ xuống bằng cách làm rất nhiều trong số chúng cùng một lúc. Ngoài ra, in 3D tương đối chậm. Ví dụ: công nghệ FDM mất vài giờ để tạo các mảnh có kích thước trung bình -, trong khi gia công CNC chỉ mất vài phút. Nhưng công nghiệp - Các công nghệ in 3D như SLS và MJF đã giúp thu hẹp khoảng cách hiệu quả bằng cách sản xuất nhiều bộ phận cùng một lúc.
Về mặt sử dụng công nghiệp, in 3D là chi phí nhất - có hiệu lực cho các lô nhỏ (dưới 1000 mảnh), độ phức tạp cao và giá trị gia tăng cao. Gia công truyền thống vẫn cạnh tranh cho các lô lớn (hơn 5000 mảnh), các tình huống tiêu chuẩn hóa và độ phức tạp thấp. Trong tương lai, những tiến bộ trong công nghệ lưu trữ chân không bột kim loại, công nghệ in laser đa - và các thuật toán tối ưu hóa chi phí tinh vi được dự đoán sẽ giảm hơn nữa chi phí in 3D và tăng ranh giới ứng dụng của nó.