印刷の製造と従来の機械加工の単位コストはどのように比較されますか？

1。コスト構成：「固定コストの償却」から「-需要投資」への移行」
従来の機械加工には「固定コストが高く、限界コストが低い」とその主なコストは、カビの作成、機器の減価償却、および大量製造によるものです。たとえば、車の内部部品の射出成形プロセス用に金型を単一の金型にすると、最大120,000元の費用がかかる場合があります。 2000個を作るとき、単一の金型のコストは60元になります。ただし、3D印刷では、ナイロン12は金型を必要とせずに直接成形できます。使用される材料と機器のコストは、各ピース24元によってのみ減価します。これは金型費用を72％節約します。この違いの主な理由は、従来の機械加工が「材料削減」プロセスを通じて材料を除去することです。これにより、標準化された生産. 3 d印刷を確実にするために最初に金型を設置する必要があります。一方、「添加剤」プロセスは層ごとに「添加剤」プロセスを使用して、モールドを必要とせずにデジタルモデルを物理オブジェクトに変え、固定コストを変更する必要があります。
機器の減価償却に関しては、従来のCNC工作機械（5つの-軸リンケージCNCなど）は通常500,000元以上の費用がかかり、減価償却費は時間とともに広がります。 Industrial -グレードの3Dプリンター（そのようなSLSおよびMJF機器）は約500,000元の費用がかかりますが、その減価償却費はそれらが作るものの数に依存しません。これにより、小さな-スケール、Multi -バラエティ製造状況の方が適しています。たとえば、特定の航空機エンジン燃料ノズルの従来の5つの-軸の機械加工には、チタン合金全体の空白から材料の92％を削減する必要があります。彼らが3D印刷に切り替えると、材料コストは800元に急激に低下し、75％の低下になりました。
2。スケール効果：臨界点を突破することにより、「バッチ希釈」から「ゼロインベントリ」に移行する
規模の経済のため、従来の機械加工は安価です。注文量が5000個を超える場合、金型のコストはより多くのピースに広がり、ピースあたりのコストが低くなります。ただし、注文数量が1000個未満の場合、ピースあたりのコストは3D印刷よりも高くなる可能性があります。例として100個のプラスチック部品を生産するには、従来の射出成形には50000〜200000元の金型コストが必要で、総コストは51000〜21000元です。 3Dプリント（SLSナイロン）のシングルピースコストは50元であり、総コストはわずか5000元で、射出成形コストのわずか1/10です。このギャップは、ヘルスケアや航空宇宙を含む、小さなバッチと高価値-が追加された地域で特に重要です。たとえば、歯科研究所は3D印刷義歯を採用して、7日間の5000のスペックをオン-需要生産アプローチに「同じ日スキャンを翌日配達」して需要生産アプローチに変更しました。これにより、在庫資本は800万元から120万元に削減されました。
3D印刷の「ゼロインベントリ」機能は、はるかに安くなります。従来の製造では、企業は需要の変化に対処するために事前に多くのことをしなければなりません。これは「在庫駆動型販売」と呼ばれます。在庫バックログは、運転資本の20％から40％を占めることができます。 3D Printingの「デジタルインベントリ」機能により、設計ファイルはクラウドに保存でき、注文は到着時にすぐに印刷および出荷できます。これは、在庫の保有に関連するコストがないことを意味します。地域センターに3D印刷機を配置することにより、1台の自動車会社は、2週間から48時間のスペアパーツを提供するのにかかる時間を短縮しました。これにより、ダウンタイムが少ないため、1,000万元以上の間接的な利点が生まれました。
3。設計の柔軟性：値を「プロセス妥協」から「機能統合」に変更する
プロセスの制限により、従来の機械加工が設計に柔軟になります。たとえば、複雑な構造を作るには、鋳造、機械加工、熱処理など、さまざまなプロセスの組み合わせが必要です。各フェーズは間違いを犯す可能性があり、それにより降伏率が変化する可能性があります。特定の航空宇宙会社は、18のステップとわずか78％. 3 d印刷の収量率を持つ従来の方法を使用してタービンブレードを製造しています。一方、3つのステップは必要で、生産率は96％です。また、品質コストを40％削減します。また、従来の機械加工の「材料削減」機能は、実際に使用される材料の30％未満が有用であり、残りは無駄であることを意味します。一方、3D印刷はリソースの90％以上を使用しており、価格がさらに低下します。
機能的統合とは、3Dプリンティングが実際に設計の自由を誇示するときです。たとえば、特定の衛星ブラケットは、材料の45％を無駄にする従来の方法を使用して、12部から溶接する必要があります。一方、統合された3D印刷は、すべての部品を1つに組み合わせて、材料の98％を使用します。これにより、溶接プロセスの数を削減するため、人件費が60％削減されます。 3D印刷をカスタマイズする能力は、医療業界で重要な利点となっています。 3D印刷を使用して、特定の整形外科ガイドプレートは、患者の骨と完全に一致することができました。これにより、製品の反復サイクルが3か月から3日間に削減され、設計上の欠陥からの金型スクラップの可能性を回避し、間接費用を80％以上削減しました。
4。サプライチェーンの最適化：「集中生産」から「分散型製造」への効率の変化
集中生産は、従来の機械加工のサプライチェーンにとって非常に重要です。企業は、一度に大量の商品を製造することにより、低い-コストの国に工場を建設する必要があります。しかし、サプライチェーンが長いことは、配達時間が長く、物流費が高いことを意味します。たとえば、グローバルな自動車部品サプライヤーの従来の生産モデルは、東南アジアの工場からヨーロッパおよび米国の市場に商品を移動するのに6〜8週間かかります。在庫の離職率は年にわずか4回です。 3D印刷された分散製造（ローカル印刷、ローカル配送）により、配送時間は48時間まで削減され、在庫の回転率は年に24回まで上昇し、運転資本効率は6回上昇します。
3D印刷用のサプライチェーンの最適化は、緊急事態に迅速に対応する能力に最も顕著です。ドイツの3D印刷施設は、2023年にチタン合金粉末の生産をローカライズし、サプライチェーンの故障中に重要なコンポーネントに対する航空宇宙クライアントのニーズを迅速に満たしました。これにより、従来の機械加工がオフショア出荷を必要とすることによって引き起こされる2〜3週間の遅延を避けました。また、3D印刷の「-需要生産」の側面は、事前に必要な量を推測する必要がないことを意味します。これは、従来の製造で需要が変化したときに起こるアイドル生産能力または在庫バックログの問題を完全に解決します。
5。コスト比較境界条件：テクノロジーを選択する重要な理由
3Dプリンティングは、ユニットコストに関して多くの利点を提供しますが、材料の品質や生産プロセスの効率性など、あらゆる状況では使用することはできません。たとえば、金属印刷のセクターでは、チタン合金粉末の真空貯蔵コスト（年間1キログラムあたり5000元以上）により、材料の単価が上昇する可能性があります。従来の機械加工を使用して作られたチタン合金ブランクの初期コストは費用がかかりますが、一度に多くを作ることで低下させることができます。また、3D印刷は比較的遅いです。たとえば、FDMテクノロジーは中程度の{-サイズのピースを作成するのに数時間かかりますが、CNCの機械加工には数分かかります。しかし、SLSやMJFなどの産業-グレードの3D印刷技術は、多くの部品を同時に製造することで効率のギャップを埋めるのに役立ちました。
産業用の観点から、3Dプリンティングは、小さなバッチ（1000個未満）、高い複雑さ、および高い付加値に有効な最もコスト-です。従来の機械加工は、大きなバッチ（5000個以上）、標準化された、および低い複雑さの状況では依然として競争力があります。将来、金属粉末真空貯蔵技術、マルチ-レーザーヘッド印刷技術、および洗練されたコスト最適化アルゴリズムの進歩は、3D印刷の単位コストをさらに削減し、アプリケーションの境界を増やすことが予想されます。