Quali aspetti economici del metal additive manufacturing non stai calcolando?

processo di metal additive manufacturing

Vorresti poter conoscere i costi dei tuoi componenti prodotti con metal additive manufacturing per capire il ritorno sull’investimento di questa tecnologia, ma non trovi nessuno che ti dia le informazioni di cui hai bisogno.

Quali sono i dati reali che devi conoscere per capire l’impatto economico del metal additive sulla tua produzione?

In questo articolo scoprirai quali sono i costi che dovrai sostenere per implementare le tecnologie di metal additive manufacturing nella tua filiera produttiva.

L’analisi che fanno molti si riduce ai costi Ben Strutturati, ovvero tutte quei costi fissi che dovrai affrontare: materiali, consumabili, l’energia e il tempo macchina.

Prima elencherò i costi Ben Strutturati, quelli fissi, come nessuno te li ha mai mostrati. Alla fine, vedremo in dettaglio qual è il costo Non Strutturati che devi prendere in considerazione se vuoi fare un investimento profittevole in tecnologie di metal am.

1) Costi del materiale

Secondo l’analisi della ricercatrice Eleonora Atzeni del Politecnico di Torino del 2012, il costo del materiale per metal additive manufacturing è dieci volte superiore del costo legato alla materia prima per le lavorazioni tradizionali.

stampa 3D componenti meccaniciNell’esempio utilizzato da Atzeni, il costo della materia prima necessaria per produrre un componente in alluminio con la produzione tradizionale è di € 2,59, mentre con i metodi additivi il costo della polvere è di € 25,81.

Guardando questi dati penserai che produrre in metal AM sia più costoso e sconveniente, ma è perché stiamo guardando i soliti costi fissi / Ben Strutturati e non vediamo i vantaggi della tecnologia sui Costi Non Strutturati e nell’insieme dell’intera produzione.

In questa proporzione non si tiene conto del tempo produttivo, diviso nel tempo laser, ovvero il tempo in cui laser passa sulla polvere per dare vita al componente e le post-produzioni sul pezzo come la lucidatura.

Non si tiene conto della possibilità di produrre più componenti diversi in un unico job di stampa: posizionando componenti diversi nello stesso piatto di stampa riduci i tempi di produzione perché in poche ore puoi avere molti pezzi con geometrie e dimensioni differenti.

Con i metodi tradizionali, invece, impiegheresti molti più giorni e forza lavoro per ottenere lo stesso risultato

I costi produttivi per la lavorazione tradizionale, anche se il materiale costa meno, sono 20 volte maggiori.

Ma non finisce qui: pensa agli altri costi Non Strutturati che devi affrontare con i metodi tradizionali per produrre un tuo componente.

Un componente complesso, spesso è formato da più parti: le viti e i pezzi che devono essere assemblati.

Per produrre questo piegatore meccanico con i metodi tradizionali, ad esempio, quali sono i costi Non Strutturati che hanno reso la produzione tradizionale costosa e lunga?

2) Il lento ritorno economico

Un euro investito nella realizzazione di una parte del componente impiega, secondo le stime date da questo caso studio, 11 giorni a rientrare in cassa.

Vediamo perché…

Di solito, il materiale impiega ben 7 giorni (168 ore) in inventario prima che venga utilizzato.

Il materiale viene impiegato per ben 35,5 ore per la produzione, come vedrai nel caso studio a fine articolo.

Dobbiamo aggiungere almeno 20 ore di tempi morti per le ore di chiusura della fabbrica (notte e weekend) e il tempo che si perde fra un passaggio produttivo e l’altro.

Ti ricordo che, mentre la produzione in metal additive manufacturing è un procedimento lineare; con i metodi tradizionali i passaggi produttivi passano da una mano all’altra, da un macchinario all’altro, causando ritardi e attese che minano il tuo fatturato.

Per completare il processo produttivo, è necessario attendere altri 2 giorni per le post lavorazioni sui componenti, con dei trattamenti che, spesso, si delegano a fornitori esterni, ritardando ancora di più il flusso produttivo.

In totale, il tempo necessario per produrre il componente con i metodi tradizionali è di 11 giorni.

Solo il 13,12% del tempo totale viene impiegato nella produzione effettiva.

Come puoi vedere in questo esempio, limitarsi a comparare il costo dei materiali per il metal am, rispetto al materiale utilizzato con i metodi tradizionali, significa tenere conto di un calcolo approssimativo che non ti fornisce nessuna indicazione puntuale sui benefici del metal additive manufacturing.

Quando si parla dei costi operativi dell’additive manufacturing, devi sempre tenere conto dell’intero flusso produttivo e non dei singoli costi: gas, macchinario, polveri metalliche ecc.

3) Costi della macchina per metal am

Questo è una delle spese che interessa maggiormente.
Questo Costo Strutturato, però, è un dato che non ti dice nulla sull’impatto economico di una macchina per metal additive manufcaturing sulla tua produzione.

Quando fai un investimento in borsa, ad esempio, vuoi sapere che sei oggi impegni 10 mila euro del tuo capitale, entro quanto tempo potrai recuperare quella cifra.

Con una macchina per metal additive manufacturing il calcolo del ROI non può essere così semplicistico, ma devi considerare sia i costi Ben Strutturati come la manutenzione e la gestione della macchina, sia i costi Non Strutturati, come l’utilizzo della forza lavoro, i tempi di effettiva produzione, il tempo in magazzino e molti altri.

Finalmente, sai che il costo della macchina è solo la punta dell’Iceberg per capire se il metal additive manufcaturing è adatto alla tua produzione.

4) Il consumo di energia

Sono pochi gli studi che calcolano il consumo di energia di una macchina per metal additive manufacturing, messa in comparazione con i macchinari tradizionali.

Nel 2003, i ricercatori Hopkinson e Dickens nel loro esame sull’impatto economico del metal am hanno incluso nel calcolo il consumo di energia, ma non nel rendiconto finale, dato che il consumo influenzava sul costo totale solo dell’1%.

stampa 3D componenti meccaniciLo studio del ricercatore Morrow (2013) ha dimostrato come i consumi energetici siano direttamente connessi al rapporto fra il volume solido e cavità, ovvero il rapporto fra lo spazio del materiale, il suo ingombro esterno e il suo spazio vuoto.

Quando il rapporto solido-cavità è basso, il metal additive manufacturing produce il componente con bassi consumi energetici. L’orientamento del pezzo, ovvero come è stato posizionato il componente sul piatto di stampa, influisce drasticamente sui consumi di energia.

Come fai ad ottenere questi dati e ad avere un autentico prospetto dell’impatto economico sulla tua produzione prima ancora d’investire nella tecnologia?

Ed eccoci arrivati al costo più importante che nessuno ti ha mai nominato…

Nessuno ti dice che i soldi che dovrai spendere, non sono tanto nella tecnologia in sé e nei consumabili, ma nel tempo e nei test necessari per capire se la tecnologia additiva sarà profittevole per la tua produzione oppure no.

Oltre ai calcoli che ti ho mostrato, dovresti poter provare una macchina per metal additive e fare una prova sui tuoi componenti, valutando, almeno di base, i costi di produzione e i tempi.

Ed è proprio per questo motivo che ho creato un percorso di accompagnamento alle tecnologie di metal additive manufacturing che fornisce una valutazione dell’impatto economico della tecnologia su una produzione meccanica.

ho ideato il percorso 3D4YOU che ti permette di provare una macchina di metal additive manufacturing ancora prima di comprarne una

Per saperne di più su questa possibilità, puoi scaricare gratis il caso studio che ti mostra i costi di produzione del piegatore che abbiamo visto in questo articolo.

Ho messo in comparazione la lavorazione tradizionale con la produzione in metal additive.

P.s: L’analisi preliminare non si sofferma solo sui i costi di produzione e i tempi, ma ti mostra se produrre il tuo componente in 3D ha senso, se è fattibile ed economicamente conveniente oppure no.

Clicca sul bottone in fondo alla pagina per ottenere il caso studio gratuito e informarti sull’opportunità unica di provare una macchina per metal additive manufacturing ancora prima di comprarne una.

You can’t do today’s job, with yesterday’s methods and be in business tomorrow.

Ti aspetto,

Ivano Corsini

Picture of Ivano Corsini

Ivano Corsini

Fondatore e CEO di 3D4MEC Srl
Creatore di CorSystem - Stampa 3D Superveloce per la meccanica

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