Comment évaluer le rapport entrée-sortie de l'impression 3D?

一, panne de la structure des coûts: comptabilité de la chaîne entière des dépenses claires aux pertes cachées
1. Coût direct: la "triple porte" d'énergie, de matériaux et d'outils
Coût des matériaux: Le coût des matériaux pour l'impression en métal 3D se situe généralement entre 30% et 60%, selon le type de matériau et le fonctionnement du processus. Par exemple, le prix de la poudre d'alliage de titane est 100 fois celui du plastique ABS ordinaire, mais la technologie sélective de fusion laser (SLM) peut augmenter le taux d'utilisation des matériaux à plus de 70%, nettement supérieure à 40% à 60% de la coulée standard. Les entreprises doivent réduire encore plus les coûts en utilisant des systèmes de recyclage en poudre en boucle fermée (comme un à Guangzhou qui a un taux de recyclage de plus de 90%) et des chaînes d'approvisionnement localisées (ce qui réduit les coûts de transport de 60% dans la région du delta de la rivière Yangtze).
Coût de l'équipement: les imprimantes 3D métalliques de qualité industrielle peuvent coûter des dizaines de milliers à des millions de yuan, et leurs frais d'amortissement doivent être répartis sur la durée de vie de chaque produit (généralement 4 à 5 ans). Par exemple, une entreprise qui fabrique des pièces d'avions utilise la technologie SLM aux supports en alliage de titane. Le coût d'amortissement annuel de l'équipement est de 18% du coût unitaire. Cependant, comme le coût d'amortissement unitaire est réparti sur de nombreuses pièces (plus de 5000 chaque année), il ne représente que 60% de la méthode traditionnelle.
Coût de l'énergie: L'équipement laser utilise plus d'énergie que l'équipement de fusion à chaud, et les systèmes SLM de qualité industrielle peuvent utiliser plusieurs kilowatts de puissance par heure. Mais avec les systèmes de récupération de chaleur (qui économisent 20% d'énergie) ou l'alimentation photovoltaïque (qui réduit les prix de l'électricité de plus de 50%), le pourcentage de coûts énergétiques peut passer de 30% à 40% à 15% à 20%.
2. Coûts cachés: les dépenses des opportunités manquées, de la main-d'œuvre, des taux d'échec et du temps
Coûts de main-d'œuvre: les gens ne réalisent souvent pas combien de travail se déroule dans la préparation des données du modèle, en gardant un œil sur le processus d'impression, le post-traitement et d'autres choses. Par exemple, dans une entreprise d'implants médicaux, le coût de la main-d'œuvre d'un produit est de 15%, et plus de 60% sont dépensés pour des tests de qualité et une optimisation de conception. L'entreprise a réduit les dépenses de main-d'œuvre à 8% en utilisant des outils de conception assistés par AI (comme Autodesk Netfabb) et des équipements de post-traitement automatisés.
Coût du taux de défaillance: Le taux de défaillance de l'impression 3D métallique se situe normalement entre 5% et 15%, et cela dépend des matériaux, des paramètres du processus et de la stabilité de l'équipement. En créant une base de données de processus avec plus de 2000 propriétés d'alliage et des outils de surveillance en temps réel comme la suite de surveillance d'EOS, une certaine entreprise de pièces automobiles a réduit le taux d'échec de l'impression de 12% à 3% et a économisé plus de 2 millions de yuans par an en frais d'élimination des déchets.
Coût du temps: vous devez trouver un compromis entre l'avantage de «l'itération rapide» de l'impression 3D et du cycle de livraison. Une entreprise aérospatiale, par exemple, utilise l'impression 3D pour fabriquer des chambres de combustion de moteurs de fusée. Cela réduit le temps de recherche et de développement de six mois à deux semaines, mais il faut encore 72 heures pour produire une pièce. La société a raccourci l'intégralité du cycle de livraison à 10 jours en utilisant l'impression parallèle (collaboration entre de nombreux appareils) et la conception modulaire (brisant la chambre de combustion en 8 sous-modules qui peuvent être imprimés en même temps).
2, Dimension de la création de valeur: une évaluation à plusieurs niveaux qui passe de l'économisation de l'argent à la réalisation d'améliorations stratégiques
1. Couche de base: un aperçu quantitatif de la quantité d'argent économisé en réduisant les coûts directs
Dans le cas de la fabrication de moules, il peut coûter des dizaines de milliers à des centaines de milliers de yuan et prendre des semaines pour fabriquer un moule. Une entreprise qui fait des appareils électroménagers réduit les coûts de 58% et a accéléré des délais de livraison à 15 jours en utilisant l'impression 3D pour fabriquer des moules personnalisés.
Si vous faites plus de 2000 pièces par an, le ROI sur les moules imprimés en 3D peut être supérieur à 100% en deux ans.
Dans une petite situation de production par lots, l'impression 3D coûte 63% moins par unité que la coulée traditionnelle lorsque la sortie est inférieure à 5000 pièces. Une certaine entreprise de fabrication électronique a fabriqué 500 dissipateurs de chaleur uniques en utilisant l'impression 3D. Cela a économisé 42% du coût par pièce par rapport aux méthodes précédentes et s'est débarrassé du risque de déchets de moisissure.
2. Progrès: modification de la valeur de la liberté de conception et de la flexibilité de la chaîne d'approvisionnement
Faire des structures complexes: l'impression 3D peut faire des choses comme des canaux d'écoulement internes et des structures de réseau qui sont difficiles à fabriquer avec d'autres méthodes . 3} D a permis à une entreprise de moteur aéronautique de faire des buses d'essence avec une seule partie au lieu de 20. Cela a réduit le poids de 25% et amélioré le rendement énergétique de 3%. L'évaluation de la valeur doit penser:
Avantages de l'amélioration des performances: baisse des coûts de carburant par an;
Coûts d'entretien inférieurs: moins de temps consacré à l'entretien car il y a moins de pièces à prendre en charge;
Éviter les risques de la chaîne d'approvisionnement signifie ne pas laisser s'arrêter la production car l'approvisionnement d'un fournisseur est coupé.
Une entreprise d'équipement médical fabrique des implants conjoints sur mesure en utilisant l'impression 3D. Cela augmente le pourcentage de patients qui obtiennent les bons implants de 75% à 98% et réduisent le temps nécessaire pour récupérer après la chirurgie de 40%. Il doit contenir une évaluation de sa valeur:
Améliorer les avantages cliniques en abaissant les économies de coûts médicales causées par le deuxième taux de chirurgie;
Brand Premium: l'argent supplémentaire que vous payez pour les articles personnalisés au lieu de ceux réguliers;
Vitesse de la réponse du marché: Le raccourcissement du temps de la conception à la livraison aide à gagner des parts de marché.
3. Niveau stratégique: les avantages à long terme de la fabrication verte et de l'écologie industrielle
Économie circulaire des matériaux: un système de recyclage en poudre en boucle fermée a aidé une entreprise à recycler 90% de sa poudre d'alliage en titane, ce qui l'a permis de plus de 3 millions de yuans par an sur les matières premières. Les choses suivantes doivent être prises en compte lors de la détermination de sa valeur:
Avantages de la réduction des émissions de carbone: recycler une tonne de poudre en alliage de titane coupe les émissions de carbone de 12 tonnes par rapport à l'utilisation de matières premières. Ceci est conforme à la politique tarifaire du carbone de l'UE;
Amélioration des notes ESG: les pratiques de fabrication vertes peuvent aider les entreprises à obtenir des prêts à des taux d'intérêt plus bas et à obtenir de l'argent du gouvernement, des fonds spéciaux de l'économie circulaire du «14e plan quinquennal» de la Chine.
Reconstruire l'écologie de l'industrie: une certaine entreprise automobile a utilisé l'impression 3D pour créer une «fabrication distribuée». Cela a fait le taux de renouvellement des inventaires des micro-usines régionaux (qui comptait 3 à 5 imprimantes de qualité industrielle) trois fois plus élevées que celles des plantes traditionnelles. Il doit penser à sa valeur en termes de:
Abaisser le coût de la logistique: la réduction du rayon de la chaîne d'approvisionnement permet d'économiser de l'argent sur le transport;
Vitesse de réponse à la demande: Le temps entre passer une commande et l'obtenir est passé de 14 jours à 3 jours, ce qui rend les clients plus heureux.
3, Modèle d'évaluation dynamique: d'un projet à une amélioration continue de l'écologie industrielle
1. Optimisation itérative basée sur les données
Configurez une base de données en temps réel qui comprend des informations sur les qualités matérielles, les paramètres de processus et l'état de l'équipement. Ensuite, utilisez des méthodes d'apprentissage automatique comme les forêts aléatoires et les réseaux de neurones pour deviner des nombres importants comme le taux de réussite de l'impression et le taux de consommation de matériaux. Une entreprise a examiné 100 000 ensembles de données d'impression et a constaté que lorsque la puissance laser est de 280 W et que la vitesse de balayage est de 1200 mm / s, la densité du matériau en alliage de titane peut atteindre 99,2%. Cela signifie que le volume de la structure de support est réduit de 30%, ce qui réduit le coût de chaque pièce de 18%.
2. La façon dont la synergie écologique peut réduire les coûts
Travailler ensemble dans tous les départements: Travailler avec des fournisseurs de matériaux pour installer des laboratoires conjoints et faire des alliages spécialisés bon marché. Par exemple, une entreprise a fabriqué des alliages de titane en aluminium qui sont à 45% moins chers que le titane pur.
Collaboration verticale: échange des données de processus avec les fabricants d'équipements pour encourager les mises à niveau plus intelligentes de l'équipement. Par exemple, le système de processus adaptatif de Platinum Technology peut modifier automatiquement les paramètres en fonction de l'état du matériel, ce qui signifie moins de travail manuel.
Collaboration transfrontalière: travailler avec des sociétés de logiciels pour créer une plate-forme jumeau numérique qui améliore l'ensemble du processus de conception, d'impression et d'inspection. Par exemple, l'intégration transparente entre le logiciel Siemens NX et les imprimantes EOS réduit le temps nécessaire pour itérer sur une conception de 72 heures à 8 heures.
3. La politique et le marché conduisent ensemble l'économie
Obtenir des dividendes politiques: pour réduire les risques d'investissement dans les premiers stades, faites attention aux politiques telles que la certification et l'assurance nationales, spécialisées, raffinées, spéciales et nouvelles pour le premier (ensemble) d'équipement technologique clé. Par exemple, une entreprise a obtenu une incitation financière de 30% à l'achat d'équipement en postulant au projet "Fournisseur de solutions du système de fabrication verte".
Comprendre la demande du marché: utiliser la recherche client, comme l'analyse du modèle Kano, pour trouver des scénarios d'application de grande valeur. Une entreprise, par exemple, a constaté qu'il y avait un besoin de poids léger (réduire le poids de plus de 30%) et une livraison rapide (raccourcissement du cycle de 45 jours à 10 jours) de nouveaux plateaux de batterie de véhicules d'énergie. Ils ont ensuite créé une solution d'impression 3D ciblée qui a augmenté le profit de chaque pièce de 25%.