Produzione additiva o tradizionale? Questo è il problema

Qual è il vero costo della stampa 3D nella produzione?

Di Pete Basiliere - Fondatore, Monadnock Insights

Le decisioni riguardanti gli investimenti nella stampa 3D richiedono valutazioni qualitative e quantitative nell’ambito delle opzioni di produzione. I responsabili delle decisioni hanno bisogno di strumenti completi e imparziali, in grado di raffrontare tutti i costi della produzione tradizionale e i costi previsti per la stampa 3D. Tuttavia, gli attuali preventivi di prezzo dei componenti stampati con tecnologia 3D generano stime di costo falsate.

Osservazioni

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  • Nell’ambito delle proprie offerte, i manager hanno bisogno di un metodo per calcolare il costo effettivo degli articoli prodotti in modo additivo e tradizionale
  • Se i dati che contengono sono accurati e completi, le curve di costo sono strumenti ideali per comunicare la differenza tra due tecnologie qualsiasi
  • Un’analisi quantitativa delle opzioni di produzione additiva e tradizionale rivelano i costi interni nascosti di entrambe le opzioni

Come si calcolano i costi della produzione additiva?

Indipendentemente dal fatto che stiano valutando l’acquisto di una stampante 3D o l’outsourcing della produzione dei componenti, i manager più intelligenti sanno di dover valutare le proprie opzioni in modo obiettivo. Mancano tuttavia degli strumenti necessari per effettuare un’analisi ROI accurata, specialmente quando la loro esperienza con la stampa 3D è nulla o limitata. Persino i costi effettivi delle parti prodotte attualmente in modo tradizionale, attraverso tecniche sottrattive di stampaggio, formatura, modellatura o assemblaggio sono spesso avvolti nel mistero, con chargeback interni basati su costi di produzione incompleti o inaccurati e conteggi amministrativi.

Per risolvere il problema del ROI, gli addetti agli approvvigionamenti ottengono dei prezzi da un fornitore di servizi di stampa 3D e da un produttore tradizionale, confidando nel fatto che i due prezzi rispecchino la realtà del mercato. Nella peggiore delle ipotesi, entrambi i prezzi forniti dalle aziende esterne saranno più alti dei costi interni, a causa dei margini di guadagno. Tuttavia, l’attenzione posta sui prezzi esterni cela i costi interni nascosti, come magazzinaggio, deterioramento, costi di ordinazione, manodopera, logistica, valore del capitale a magazzino e molto altro. Per esempio, la stampa 3D può evitare costi legati ai problemi della supply chain quali le spedizioni d’emergenza e la perdita di guadagni. I costi nascosti possono essere particolarmente significativi per le parti di ricambio.

Per rivelare questi costi nascosti e calcolare l’effettivo costo per unità degli articoli prodotti in modo additivo o tradizionale, gli addetti agli approvvigionamenti dovrebbero eseguire un calcolo che varia in base alla quantità ordinata e alle circostanze specifiche. Solo allora, dopo avere determinato quale soluzione di stampa 3D esterna soddisfi i propri requisiti di qualità e prestazioni, sarà possibile mettere a confronto i metodi di produzione proposti ed esistenti.

La curva di costo della stampa 3D illustra questo concetto. La produzione tradizionale implica costi elevati di approntamento e preparazione. Pensate alle tempistiche e ai costi associati alla strumentazione per lo stampaggio a iniezione. L’elevato costo della strumentazione (ma non le lunghe tempistiche o i profitti posticipati, che sono fattori importanti) è ammortizzato dai volumi elevati di parti identiche prodotte. Tante più parti sono prodotte, quanto minore sarà il costo iniziale (quale proporzione del costo totale per pezzo). Tante più parti vengono prodotte, quando più scende il costo della produzione tradizionale.

Al contrario, le stampanti 3D prevedono un costo iniziale ridotto per l’approntamento e la preparazione, senza alcun investimento a livello di strumentazione e con tempistiche più rapide di guadagno. Quindi, sebbene il costo iniziale della stampa 3D possa essere più elevato, viene ammortizzato rapidamente e genera una curva di costo pressoché orizzontale. Non bisogna poi dimenticare che la maggior parte delle parti stampate in 3D richiede procedure di post-lavorazione per rimuovere i supporti e il materiale in eccesso, così come lucidatura o raffreddamento, in misura talvolta superiore alla produzione tradizionale e di ciò si deve quindi tener conto nel calcolo del ROI. Le diverse tecnologie di stampa 3D si differenziano a livello di complessità della post-lavorazione necessaria (ad es. alcune tecnologie, come la stampa a metalli liquidi di Xerox, eliminano la fase di rimozione della polvere, rendendo più veloce la post-lavorazione).

L’intersezione delle due curve genera un punto di pareggio. Le quantità più basse a sinistra del punto di pareggio dovrebbero essere prodotte tramite la stampa 3D, mentre le quantità più elevate a destra dovrebbero essere prodotte in modo tradizionale:

La curva di costo della stampa 3D

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Attualmente, la maggior parte delle aziende ha tagliato tutti i costi superflui dai propri processi di produzione tradizionali. Sono pochi i rimanenti tagli di costo che ridurrebbero l’orientamento verticale della curva di costo e sposterebbero il punto di pareggio a sinistra, verso una riduzione delle parti.

Da quando è stata introdotta, la tecnologia della stampa 3D è migliorata notevolmente in termini di costi, qualità e prestazioni. Questa tendenza è destinata a continuare e la tecnologia rappresenta già una valida alternativa ai metodi tradizionali.

Le curve di costo sono strumenti ideali per comunicare al management e al personale la differenza tra due tecnologie. Tuttavia, affinché le curve abbiano un significato e siano accettate dai più scettici, i dati che supportano il grafico devono essere accurati e completi. Indipendentemente dal fatto che si utilizzi un foglio elettronico, un’applicazione di terzi oppure uno strumento sviluppato da società di consulenza come AMPOWER, il raffronto deve essere accompagnato da una valutazione qualitativa di:

  • Gamma di materiali
  • Gamma di dimensioni
  • Qualità degli articoli prodotti (finitura, tipologia)
  • Riproducibilità
  • Prestazioni e longevità
  • Disponibilità delle parti di ricambio

Come decidere se adottare la produzione additiva o tradizionale

Un’analisi quantitativa delle opzioni di produzione additiva o tradizionale completa l’analisi qualitativa dei risultati offerti da una stampante 3D. La decisione di investire nella stampa 3D si baserà sui fatti, utilizzando uno strumento di comparazione dei costi che:

  • Sia imparziale (utilizzabile per qualsiasi fornitore e tecnologia)
  • Includa processi di produzione tradizionale e 3D specifici per la propria azienda
  • Tenga conto degli specifici valori a livello di tempo, manodopera e costi generali
  • Sia completo (includa i costi dall’immissione dell’ordine, alla post-lavorazione, fino al magazzinaggio)
  • Tenga conto dei costi di magazzinaggio, deterioramento, ordinazione, manodopera per la movimentazione, logistica,  valore del capitale a magazzino e problematiche della supply chain

Pete Basiliere

Pete Basiliere offre approfondimenti basati sulle ricerche in merito alla stampa 3D, così come all’hardware per la stampa digitale, il software e i materiali, le best practice, le strategie di commercializzazione e i trend tecnologici. Prima di fondare Monadnock Insights, Pete è stato Research Vice President – Additive Manufacturing di Gartner. La biografia completa di Pete è disponibile qui.