在我們身邊有些東西是很難估價的,尤其是公司生產的產品或設計的零件。另一方面,成本是很容易估算的。在我們購買設備支付費用的時候,我們需要了解一臺設備的成本是多少。
我們還可以對開發一種產品的成本做出合理的估算,因為我們可以計算出設計它所花費的時間、制作原型的成本、測試每個原型的成本等等。各種努力在產品開發過程中增加了價值,而量化這些價值是有挑戰性的。如果產品在市場上反響很好,那么我們就知道這些努力確實增加了價值,但是在每個開發階段增加了多少價值,仍有待進一步解釋。
作者眼里的am成本方程,主要由四部分組成,它們分別是材料、構建時間、機器成本和預處理/后處理成本。有一個道理很簡單:需要的材料越多,零件的成本就越高。構建時間和設備成本有一點耦合。較長的構建時間等于更高的成本,但一臺更昂貴的設備,操作成本會更高,并提供了更快的制造速率。當然,制造零件的最大高度也會增加制造時間和隨后的設備成本,因為涂覆器大約需要花費10秒,來鋪展新的粉末層。這種“死時間”和相關的成本可能看起來微不足道,但當你擴展到數千層時,它就會變得非常重要。結合行業的平均水平,預處理和后處理成本大約占am部件總成本的40%。使用該模型,使用激光pbf制造的金屬am部件的總成本可以被估計為材料成本和機器成本的總和,后者是建造時間和層重寫時間的直接函數,所有除以1減去歸因于前/后處理的成本百分比。
為了便于計算,我們假設預/后處理成本為50%,這樣我們只需將材料和機器成本的總和加倍,就可以估算金屬am部件的總成本。我們還可以將這種節省與其他因素的節省進行比較,例如粉末原料成本的降低或生產效率的提高,從擁有更多的激光或其他提高建造速度的改進。 我讓們從后兩個問題開始。如果粉末原料成本降低了10-20%,那么材料成本也降低了10-20%。當我們應用預處理/后處理乘數時,這些節省直接轉化為總成本,但僅與材料成本與機器成本的比率成比例。例如,如果材料成本和機器成本在零件成本中所占比例相等,這可能適用于像鈦這樣昂貴的材料,那么在應用我們的預處理/后處理假設后,總成本減少了5-10%,因為只有一半的成本是由材料造成的。
同樣的邏輯也適用于構建速度。如果構建速度加倍,那么構建時間就會減少,但不會減少50%,因為我們還有恢復時間。一個較短的部分(低z高度)可能會減少45%的構建時間,而一個較高的部分可能只會減少30%,而不是你預期50%或75%的節省。不幸的是,多激光pbf系統的每小時成本可能比單激光系統高出50-100%,而且縮短構建時間所節省的成本并不像你預期的那么高。不幸的是,多激光pbf系統的每小時成本可能比單激光系統高出50-100%,而且縮短構建時間所節省的成本并不像您預期的那么高。為了便于討論,讓我們假設將構建速率加倍可以使金屬am部件的機器成本降低30%。與材料一樣,在應用我們的預處理/后處理乘數后,這種節省轉化為最終成本與材料成本和機器成本的比例。在這種情況下,按50%的比例分攤,最終成本將減少15%。
那么,dfam是如何比較的呢?如果我們像通常那樣使用dfam來減輕結構的重量,那么我們就可以節省重量,從而降低材料成本。這也意味著更少的容量構建,減少了激光曝光和構建時間,同時降低了設備成本,而不增加每小時的設備速率。dfam還減少了所需的支持材料的數量,從而進一步降低了材料成本、構建時間和機器成本。假設預處理成本在于構建的設置和準備,而不是非重復的工程,那么更少的支持材料,意味著更少的后期處理成本,因為你不用在構建之后浪費那么多時間來移除它們。因此,dfam還降低了預處理/后處理成本,降低了成本乘數,節省了更多的成本,使dfam的價值得到了更大的提升。圖中的內容說明,使用晶格結構節省40%的重量,與生產速度翻一番或降低粉末原料成本40%相比,節省了大約3至4倍的成本價值。
更低的粉末價格和更快的制造速度是很棒的,很容易看出為什么dfam在am值時是最好的價值乘數。dfam同時降低了材料成本、制造時間、機器成本和前/后處理成本的百分比,使節省的成本增加了許多倍。更重要的是,dfam是你可以掌控的東西一你不受粉末供應商或設備制造商的擺布。換句話說,如果你正投資于am,請確保投資于dfam(例如,軟件、工具、培訓),因為它將使am的價值成倍增加。
來源:modern mac
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