In dieser Serie betrachten wir die wichtigsten Überlegungen beim Entwerfen und Umsetzen eines 3D-gedruckten Produkts. In diesem Fall verwenden wir Cathys 3D-gedrucktes Orthesen-Geschäft als Beispiel. Cathy mietet einen Raum, bekommt eine Maschine und möchte die eigene Produktion übernehmen. Sie stellt eine Orthese her, die etwa 150 Gramm wiegt und für die Nutzer komfortabel sein soll. Sie hat rund 350.000 $ zu investieren, und im vorherigen Schritt sahen wir, dass sie ihre eigene Nachbearbeitungsausrüstung erhalten hat und darüber nachdenkt, entweder ein Formlabs X1 oder drei HP 1200s zu kaufen. Sie möchte LPBF verwenden, weil ihr das Detailniveau, das Aussehen und die Passgenauigkeit von Teilen, die mit dieser Technologie hergestellt werden, gefallen.
Bitte kaufen Sie keine Maschinen, bevor Sie wissen, was Sie tatsächlich drucken
Ich würde ihr niemals raten, das Geschäft auf diese Weise zu führen. Sie sollte ihr ganzes Geld und ihre ganze Aufmerksamkeit auf Design, Testen, Validierung und die Zusammenarbeit mit Nutzern konzentrieren. Dann sollte sie zu ein paar guten Dienstleistern gehen und die Ergebnisse testen. Dann eine auswählen, die für sie funktioniert, und die Produktion über den Dienstleister abwickeln. Erst wenn sie ein Design, ein Produkt, ein Produktionsvolumen und ein Material stabilisiert hat, sollte sie meiner Meinung nach darüber nachdenken, eigene Maschinen anzuschaffen. Macht das überhaupt Sinn? Lohnt sich der Aufwand? Ein weiterer Grund ist, dass man zu Beginn offen für viele Materialien, Technologien und Designs sein sollte. Wenn man sich auf einen Drucker festlegt, denkt man nur noch innerhalb dieses speziellen Rahmens.
Angenommen, Sie treffen eine völlig rationale Wahl für einen Drucker und wählen dann das gängige Material PA12. Sehr einfach, aber das ist keine reguläre-über-Premium-Benzin-Entscheidung. Advanced3D’s Brent Wright, der viele Prothesen und Orthesen herstellt, würde Ihnen raten, PA 11 zu betrachten und würde für diesen Anwendungsfall PK5000 bevorzugen. Diese Materialien sind stärker und besser geeignet für Dinge wie Orthesen, besonders wenn sie dünn und leicht sein sollen. Nicht alle Maschinen haben PA 11, und wenn sie es haben, kann das eine deutlich günstiger sein als das andere. PK5000 ist selten, aber wahrscheinlich das beste Material für eine Orthese. Wenn Ihr Nutzer oder Ihr Endprodukt am besten mit diesem Material funktioniert, sollten Sie nach Druckern suchen, die es verwenden können. Aber vielleicht entwickelt Cathy eine revolutionäre weiche Orthese aus PP; dann wäre die beste Maschine für Sie eine andere. Vielleicht findet Cathy heraus, dass das Lizenzieren ihres Designs an Revalidierungskliniken, die die Orthesen vor Ort drucken, der richtige Weg ist. Dann könnte eine kleinere, benutzerfreundlichere Maschine und UX allgemein eine andere Maschine hervorheben. Manchmal (vor allem bei Metall-LPBF gegenüber Polymer) kann eine Maschine ein Material viel besser drucken als eine andere. In diesem Beispiel betrachtet Cathy eine erwachsene Handorthese, aber in ihrer Testphase könnte sie von Kunden hören und feststellen, dass Ganzarm-Orthesen ein viel besserer Markt sind. Diese wären zu groß für kleinere Desktop-SLS-Systeme. Wenn Sie wirklich ein Problem für jemanden lösen wollen, sollten Sie alle verfügbaren Lösungssets erkunden und dasjenige entwickeln, das am besten funktioniert. Also halten Sie Ihr Pulver trocken, investieren Sie in Design und das Zuhören bei Nutzern und lagern Sie aus. Dann neu bewerten: Macht es Sinn, intern zu produzieren? Bis dahin könnte Cathys Unternehmen so gewachsen sein, dass viel größere 5600s oder P3S für sie sinnvoll sind. Wir befinden uns in einer Luxusposition in unserem Markt, in dem wir in vielen Fällen nicht in die eigentlichen Produktionsmittel investieren müssen. Cathy jedoch hat vorgeprescht und ihr Geld in Drucker gesteckt; schauen wir, wie sie sich schlägt.
Betrachten wir unser Beispiel etwas tiefer. Wir gehen von einem relativ niedrigen Lohnsatz von 35 $ pro Stunde aus, inklusive Materialpreis, bei einer Packungsdichte von 10 %, unter Berücksichtigung der Abschreibung und einer Ausgabe von etwa 180 000 $ für ein Formlabs X1 oder drei HP 1200s. Wir werden keine Verdampfschliff-Kosten usw. oder QA-Kosten (im Moment!) einrechnen und gehen davon aus, dass wir 100 % der Teile korrekt herstellen und keine Nachbauten oder einzelnen Teile nacharbeiten müssen. Wir werden ein 9-bis-5-Ein-Person-Unternehmen sein, kontrastieren das aber mit der workaholischen Version des Geschäfts, bei der Sie auch samstags und sonntags für etwa eine Stunde arbeiten. Ich erwähne das, weil viele nach einem Vorteil suchen und ich denke, dass vielleicht ein oder zwei Schlaflose oder ein unternehmerischer Sicherheitsdienstleister mehr für die meisten Dienstleister leisten könnten, als Sie vielleicht erwarten. Vielleicht denken Sie, Sie könnten härter pushen? Oder die richtige Ausrüstung kaufen, oder ein besserer Designer sein? Aber in diesem Fall sehen wir, dass das eigentliche Geheimnis das Arbeiten an Wochenenden ist.
Wir gehen hier davon aus, dass wir in jedem 1200-Durchlauf 8 Orthesen und im X1 34 herstellen können. Es ist wichtig zu beachten, dass wir, wenn wir nur eine weitere benötigen, einen kompletten neuen Durchlauf plus Abkühlzeit und Nachbearbeitung benötigen. Also schon eine weitere Einheit oder eine kleine Größenerhöhung kann massive Auswirkungen haben, ebenso wie variable Auftragsgrößen, was bedeutet, dass ich viele ineffiziente Durchläufe bauen muss. Unten sehen wir unseren Ertrag pro Monat, während wir nur wochentags drucken, und welchen Ertrag wir hätten, wenn wir auch samstags und sonntags jeweils eine Stunde arbeiten würden.
Denken Sie daran, dass jede dieser Maschinen von Hand umgerüstet werden muss. Wenn der 1200 am Wochenende für eine Stunde am Samstag und Sonntag läuft, hat das einen signifikanten Einfluss auf unseren monatlichen Ertrag an Orthesen. Für die Wochenendschicht muss Cathy nur etwa eine halbe Stunde kommen, um die Maschine umzurüsten; den Rest kann sie am Montag erledigen. Wenn wir uns vorstellen, dass dies Cathys Orthesen-Geschäft ist und sie allein arbeitet, ist das eine beachtliche Produktionsrate. Es wird jedoch zusätzliches Kugelstrahlen, vielleicht ein weiteres Färben oder Verdampfschliff-Verfahren, das Verpacken, QA und mehr geben. Und hier gibt es ein riesiges Problem: die Nachbearbeitung. Insgesamt würden wir mit dem X1 über 16 Stunden Sieben verbringen. Stellen wir uns nun vor, wir verkaufen diese Dinge für 50 $.
Das Wichtigste ist jetzt, dass wir alle Millionäre werden! Es ist wie ein Geldautomat, aber ich lege Pulver ein. Ich bin wie ein Investmentbanker im Rückwärtsgang. Nein, das Wesentliche ist, den Unterschied zu sehen, wenn man an den zusätzlichen zwei Stunden am Samstag und Sonntag dranbleibt. Die Maschine sollte nicht untätig sein. Die Maschine sollte laufen. Deshalb zahlt sich die Investition in bessere Kühlung, Sieben, Auspacken usw. aus. Das hilft Ihnen, Teile schneller umzurüsten und zu sparen. Und es ist auch leicht zu erkennen, dass Sie, wenn Sie einen Studenten dafür bezahlen können, samstags und sonntags eine Stunde zu kommen, ein Vielfaches mehr Geld mit Ihrem Geschäft verdienen würden. Sie würden überrascht sein, wie viele Menschen nach mehr Ertrag überall suchen, außer an den offensichtlichsten Stellen. Kann ich jemanden trainieren, samstags und sonntags eine Stunde zu kommen? Finden Sie diese Person, und die Unterschiede können astronomisch sein.
Jetzt ist natürlich das Problem das Wort Gewinn. Verwenden wir dasselbe Modell und fügen Miete und Nebenkosten hinzu; etwa 100 000 $ für Nachbearbeitungsausrüstung; 3 Minuten zusätzliche Reinigung und QA pro Teil; 2 Minuten Verpackung und allgemeine Handhabung pro Teil; und führen das Grauen ein, das die Ausschussrate von 10 % ist. Diese Ausschussrate ist stark variabel, aber Sie müssen sie immer einrechnen, weil Sie für Material und Arbeit zahlen; sie nimmt Platz ein; Sie müssen nachdrucken, sodass sie auch von morgen stiehlt, also ist sie dreifach ärgerlich. In dieser Anfangsannahme betrachten wir Ausschuss nur als Abfall, also werfen wir die Teile weg.
Hier sehen wir ein paar tiefgreifende Effekte. Pulverpreise zählen. Die Mittelklasse hat uns als durchschnittlichen Formlabs-Kunden, der etwa 65 $ pro Kilo für unser Pulver zahlt, während der Standard-Listenpreis-Kunde 100 $ pro Kilo zahlt. Wenn wir 10 000 Kilo kaufen, erhalten wir den maximalen Rabatt von Formlabs und zahlen 45 $ pro Kilo. Zum Listenpreis (100 $ pro Kilo) verlieren wir Geld, aber wir verlieren weniger bei 65 $ und sind bei 45 $ fast bei der Gewinnschwelle. Das hat enorme Auswirkungen.
Unterdessen arbeiten wir uns 9-bis-5 den Hintern ab. Stellen Sie sich vor, Sie würden 9-bis-3 arbeiten und nur für diese zusätzliche Stunde am Samstag und Sonntag kommen. Bumm, 7 000 $ mehr im Monat. Sie sind nicht die Fabrik. Sie sind nicht die Engstelle; es ist die Auslastung des Assets und die Fähigkeit, Teile zu einem gegebenen Preis effektiv herauszubringen, die hier entscheidend sind.
Wie Wochenend-Maschinenumrüstungen die Produktion und den Umsatz im hypothetischen Orthesen-Geschäft steigern können.
OK, jetzt dieselbe Berechnung, aber wir haben unsere Ausschussrate von 10 % auf 5 % reduziert.
Sie kennen ja diese Online-Influencer, die immer Kurse anbieten, in denen sie das Geheimnis zum Reichwerden verraten, und es stellt sich heraus, das Geheimnis zum Reichwerden ist, einen Kurs zu haben, der Menschen zeigt, wie man reich wird? Ich verkaufe Ihnen keinen Kurs, Bruder, Schwester; ich sage es Ihnen geradeheraus. Möchten Sie mit 3D-Druck Geld verdienen? Verkaufen Sie Pulver.
OK, stellen wir uns vor, unsere Packungsdichte würde von 10 % auf 8 % sinken. Und was das eigentliche- oh mein Gott, willkommen in der Fertigung.
Da das Modell auf fixen Kosten wie 50 $ pro MJF-Durchlauf basiert, wird es hier etwas ungenau. Aber trotzdem sehen wir hier einen riesigen Effekt. Eine Packungsdichte von 8 % auf 10 % wirkt nicht nach einer großen Veränderung. Wenn wir jedoch Artikel zu fixen Kosten verkaufen und Verpflichtungen haben, ist das Verteilen dieser Kosten auf weniger Stücke eine Katastrophe. In diesem Fall gehen wir im kleineren 1200 von 8 auf 6 Orthesen pro Durchlauf. Also ist hier das größere Objekt das zusätzliche Problem. Und ein kleines Bauvolumen plus viel Arbeit bestraft Sie doppelt. Das obige Beispiel ist nicht völlig fair, aber es hilft uns, mental ein wenig zurückzusetzen.
Wenn ich Ihnen sagen würde, ich wollte Pizzen machen und könnte 10 Pizzen pro Stunde herstellen, wäre das ein einfacher Ausgangspunkt. Wenn ich nur 8 Pizzen pro Stunde in einen Ofen passen würde, wäre das ebenfalls logisch. Wir erkennen, dass wir zwar 10 Pizzen machen könnten, aber nur 8 backen und produzieren können. Und wenn wir eine neunte Pizza hineinquetschen könnten und Pizzen für 10 $ verkaufen, mit 1 $ Arbeit, 1 $ Zutaten und 1 $ fixen Kosten, könnten wir dieses Modell verstehen. Wir machen 90 $ Umsatz, und das "Quetschen" ist gut, weil wir vorher 80 $ hatten. Es gibt dieses seltsame Ding mit der Engpasstheorie, das manchmal super leicht zu visualisieren ist, aber manchmal sehr schnell verschwimmt. Das Ärgerliche am 3D-Druck ist, dass wir Menschen perfekt sehen können, wie viele Dinge in eine Einkaufstasche passen, aber wenn die Tasche größer wird und die Dinge in 2D visualisiert werden, wird es viel schwerer. Und wenn ich Ihnen dann sage, dass Ihre Packungsdichte sich geändert hat oder Sie 2 cm Raum um die Objekte in Ihrer Tasche brauchen, dann geht das Bezugssystem aus dem Fenster.
Bei der Packungsdichte spüren wir nicht, wie wichtig diese Faktoren sind. Wir denken auch nicht in halben Pizzen. Und wir müssen realisieren, dass ich meinem Vermieter vielleicht zwei Tage Miete anbieten könnte, aber manche Zahlen funktionieren so nicht. Kleine Unterschiede in Ausschussrate und Packungsdichte haben also einen riesigen Einfluss darauf, wie viel Geld wir verdienen. Schauen Sie, das obige Beispiel ist komplett erfunden, um ein paar Schlüsselkonzepte zu zeigen, sodass die Wahrheit ein wenig anders sein wird, aber die Idee ist, Sie zum Nachdenken über 3D-Druck zu bringen, wenn Sie wollen. Und die eigentliche Lektion ist nicht die Ausschussrate. Es ist, dass wir Sally nie zulassen sollten, sich als 9-bis-5-Mitarbeiterin zu sehen; es ist die Wochenendschicht, die so einen großen Einfluss hat. Wir hätten ihr von Anfang an von Ausschuss und Packung erzählen sollen. Und wenn wir ihr Freund wären, hätten wir sie nie, niemals Handorthesen für 50 $ herstellen lassen dürfen. Dieser niedrige Preis tötet sie hier. In der nächsten Folge dieser Serie findet Cathy heraus, wie sie ihr Geschäft erneut retten kann!
Bilder freundlicherweise von 3DPrint.com/Joris Peels, sofern nicht anders angegeben
