企业如何评估 3D 打印是否比铸造更经济？

تحليل الحجم ونقطة التعادل: المحرك الأساسي

العامل الأكثر أهمية في هذا التقييم الاقتصادي هو حجم الإنتاج. تتميز الطباعة ثلاثية الأبعاد بانعدام تكاليف الإعداد تقريبًا، لكنها تمتلك تكلفة ثابتة عالية لكل جزء. في المقابل، تتطلب الصب المعدني استثمارًا أوليًا كبيرًا في تصنيع القوالب والأدوات، لكن تكلفة كل جزء تصبح منخفضة جدًا عند الإنتاج على نطاق واسع. يجب على الشركات إجراء تحليل نقطة التعادل. بالنسبة للأحجام المنخفضة جدًا (مثل 1-50 قطعة)، تكون الطباعة ثلاثية الأبعاد غالبًا أكثر اقتصادية. أما بالنسبة للإنتاج عالي الحجم الإنتاج الكمي (مثل 10,000+ قطعة)، فإن الصب يكون أكثر فعالية من حيث التكلفة بشكل كبير. يعتمد القرار على تحديد الحد الذي تصبح عنده التكلفة الأولية العالية للأدوات مجزية عند توزيعها على عدد كافٍ من الوحدات لتكون أقل من تكلفة الوحدة للطباعة ثلاثية الأبعاد.

تعقيد الجزء وتكرار التصميم

تتفوق الطباعة ثلاثية الأبعاد اقتصاديًا عند إنتاج أجزاء ذات تعقيد هندسي عالٍ — مثل القنوات الداخلية، والهياكل الشبكية، أو التجميعات الموحدة — والتي يصعب أو يستحيل صبها دون cores متعددة وأدوات معقدة. غالبًا ما تكون تكلفة طباعة جزء معقد مشابهة لتكلفة جزء بسيط، في حين أن التعقيد يزيد بشكل كبير من تكلفة صب الأدوات وصعوبة التنفيذ. علاوة على ذلك، خلال مرحلة النماذج الأولية و التصميم، حيث تكون التكرارات متكررة، تكون الطباعة ثلاثية الأبعاد أكثر اقتصادًا لأنها تتجنب تكلفة ووقت تعديل أدوات الإنتاج المكلفة لكل تغيير تصميم.

المدة الزمنية وتوقيت الوصول إلى السوق

السرعة عامل اقتصادي حاسم. يمكن لـ النمذجة السريعة عبر الطباعة ثلاثية الأبعاد توفير أجزاء وظيفية خلال أيام، مما يسرع التطوير ويسمح بوصول أسرع إلى السوق، وهو ما يمكن أن يوفر ميزة تنافسية وفرصة إيرادات كبيرة. في المقابل، يتطلب الصب التقليدي وقتًا لإعداد القوالب والأدوات (غالبًا من 4 إلى 12 أسبوعًا)، مما يؤخر بدء الإنتاج. بالنسبة لـ التصنيع منخفض الحجم أو الإنتاج الجسري، يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد أن تكون أكثر اقتصادية بملء الفراغ أثناء تصنيع أدوات الصب الدائمة، مما يمنع فقدان المبيعات.

تكاليف المواد والمعالجة اللاحقة

يجب أن يشمل التقييم الشامل جميع التكاليف. عادة ما تكون مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد (خصوصًا المعادن) أكثر تكلفة للكيلوغرام مقارنة بسبائك الصب مثل الألمنيوم A380. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تتطلب كلا العمليتين معالجة لاحقة. قد تحتاج الأجزاء المطبوعة إلى إزالة الدعائم، والتشطيب على الماكينة للميزات الحرجة، وتشطيب السطح. تتطلب الأجزاء المصبوبة تقليم الزوائد والـ feeders وغالبًا نفس التشطيب على الماكينة ومعالجات سطحية مثل البودرة. يجب أن يتم تضمين إجمالي تكلفة الملكية، بما في ذلك العمالة للمعالجة اللاحقة، في التحليل.