Wprowadzenie do kalkulowania kosztu jednostkowego w produkcji addytywnej
W erze przemysłu 4.0 i rosnącej popularności technologii druku 3D, coraz ważniejsze staje się precyzyjne określanie kosztu jednostkowego. Produkcja addytywna oferuje elastyczność i skrócenie czasu wprowadzenia produktu na rynek, jednak bez właściwych kalkulacji koszty mogą szybko wymknąć się spod kontroli.
W artykule opiszę praktyczne podejście do wyliczania kosztu jednostkowego przy wykorzystaniu technologii addytywnej — od składników kosztów, przez metodologię obliczeń, aż po przykładową tabelę z kalkulacją. Na potrzeby przykładów wspomnę także o marce lub dostawcy, takim jak protoplastic, która może dostarczać materiały lub podzespoły wykorzystywane w procesie.
Główne składniki kosztów w produkcji addytywnej
Przy obliczaniu kosztu jednostkowego w produkcji addytywnej należy uwzględnić kilka kluczowych pozycji: koszty materiałów, amortyzację maszyny, czas druku, koszty post-processingu, energii, pracy i straty materiałowe. Każdy z tych elementów wpływa na ostateczną cenę pojedynczej części.
W praktyce często pomija się koszty pośrednie, takie jak oprogramowanie CAD/CAM, kontrola jakości czy administracja, co prowadzi do zaniżenia realnego kosztu jednostkowego. Dlatego kompletna kalkulacja powinna obejmować zarówno koszty bezpośrednie, jak i proporcjonalną część kosztów stałych.
Jak krok po kroku obliczyć koszt jednostkowy
Poniżej prosty wzór, którym warto się kierować: Koszt jednostkowy = (Koszty materiałów + Koszty pracy + Amortyzacja + Energia + Post-processing + Koszty stałe + Straty) / Liczba wyprodukowanych jednostek. Każdą pozycję wyceniamy dla konkretnego zlecenia lub partii (batch), bo w produkcji addytywnej wydajność często zależy od stopnia upakowania części na platformie drukującej.
Przykładowo: jeśli drukujemy partię 50 identycznych elementów w jednym cyklu, amortyzacja i ustawienie maszyny rozkładają się na większą liczbę sztuk niż przy produkcji pojedynczych próbek, co obniża koszt jednostkowy. Należy także uwzględnić współczynnik strat (np. podpory, błędy druku) oraz materiały do post-processingu.
Przykładowa tabela kalkulacyjna dla partii 50 sztuk
Poniższa tabela przedstawia przykładowe rozbicie kosztów dla partii 50 identycznych elementów wykonanych w technologii FDM/SLS (wartości orientacyjne, w PLN). Taka tabela pomaga zobaczyć, które elementy najbardziej wpływają na koszt jednostkowy.
| Składnik kosztu | Koszt całkowity (PLN) | Uwagi | Koszt na jednostkę (PLN) |
|---|---|---|---|
| Koszty materiałów | 500 | Surowiec (np. filament, proszek) — uwzgl. podpory i odpady | 10,00 |
| Amortyzacja maszyny | 750 | Roczna amortyzacja przyporządkowana do partii | 15,00 |
| Czas pracy / roboczogodziny | 300 | Obsługa, przygotowanie pliku, nadzór druku | 6,00 |
| Energia | 50 | Zużycie prądu podczas druku i wygrzewania | 1,00 |
| Post-processing | 200 | Obróbka, czyszczenie, wykańczanie powierzchni | 4,00 |
| Koszty stałe / administracja | 150 | Proporcjonalna część kosztów ogólnych | 3,00 |
| Straty i odrzuty | 50 | Błędy druku, niewłaściwe egzemplarze | 1,00 |
| Razem | 2000 | 40,00 |
W powyższym przykładzie koszt jednostkowy wynosi 40 PLN. Zwróć uwagę, że zmiana jednego elementu (np. obniżenie amortyzacji przez większą ilość wydruków rocznie lub zmniejszenie odpadów) może znacząco obniżyć tę wartość.
Elementy, które najczęściej wpływają na koszt i jak je optymalizować
Lista kluczowych czynników wpływających na koszt jednostkowy w produkcji addytywnej pomoże w planowaniu optymalizacji. Poniżej znajdziesz najważniejsze z nich:
- Koszty materiałów — wybór tańszego surowca lub optymalizacja geometrii w celu zmniejszenia objętości.
- Amortyzacja maszyny — zwiększenie wykorzystania maszyny poprzez lepsze planowanie zleceń (większe batch’e).
- Czas druku — zmiana orientacji, gęstości wypełnienia lub parametrów druku.
- Post-processing — uproszczenie obróbki lub automatyzacja procesów wykańczania.
- Straty materiału — optymalizacja podpór i nesting części na platformie.
W praktyce warto testować różne kombinacje parametrów — np. zmniejszenie wypełnienia (infill) może obniżyć koszty materiałowe, ale wpłynąć na wytrzymałość. Należy zatem znaleźć optymalny kompromis zgodny z wymaganiami funkcjonalnymi produktu.
Narzędzia i praktyczne wskazówki dla dokładnych kalkulacji
Do kalkulacji warto wykorzystać arkusz kalkulacyjny lub dedykowane oprogramowanie do wyceny zleceń w druku 3D. Narzędzia te pozwalają na szybkie aktualizowanie danych wejściowych: cen materiałów, stawki amortyzacji, zużycia energii czy czasu operatora.
Współpraca z dostawcami materiałów (np. protoplastic jako przykład źródła materiału) ułatwia uzyskanie aktualnych cen oraz informacji o stratach materiałowych. Regularne audyty produkcji oraz pomiary rzeczywistego zużycia materiału pomagają poprawić dokładność kalkulacji i uniknąć niedoszacowania kosztów.
Podsumowanie i kroki do wdrożenia
Kalkulacja kosztu jednostkowego w produkcji addytywnej wymaga systematycznego podejścia: identyfikacji wszystkich elementów kosztów, tworzenia budżetów dla partii produkcyjnych i monitorowania rzeczywistych danych. Poprawne uwzględnienie amortyzacji, strat i kosztów pośrednich zapobiega błędnym decyzjom cenowym.
Zalecane kroki do wdrożenia: zbieranie danych historycznych, tworzenie szablonów kalkulacji, testy optymalizacyjne dla różnych ustawień druku oraz współpraca z dostawcami materiałów i usług post-processingu. Dzięki temu łatwiej obniżyć koszt jednostkowy bez kompromisu jakości.
