3D nyomtatás önköltsége: anyag, gépidő, selejt és ajánlati ár

Egy 3D nyomtatott tárgy költségét az anyagfelhasználásból önmagában nehéz megítélni. A gép foglalt ideje, az előkészítés, az utómunka, a hibás nyomatok és a csomagolás is erőforrást használ. Különösen kis sorozatnál változtatja meg a darabárat az a munka, amely minden megrendelésnél egyszer merül fel.

A számítás célja, hogy a saját nyomtatási körülményeidet tedd összehasonlíthatóvá. A cikk minden ára, teljesítményadata és selejtaránya hipotetikus példa. Anyag- és energiaszámlával, mért gépidővel, valamint saját utómunkaidővel helyettesítsd őket. A kalkulált önköltség és a vásárlóval kialakított ajánlati ár két külön döntési lépés.

Milyen adatokat mérj meg először?

A szeletelőből feljegyezheted a becsült nyomtatási időt és anyagmennyiséget. Ezeket mintanyomatnál hasonlítsd össze a tényleges adatokkal. Az anyagba kerüljön bele a támasz, a perem és az egyéb elhasznált rész is, ha ezek még nem szerepelnek a program összesítésében.

FDM nyomtatásnál a kalkulátor grammot és kilogrammonkénti anyagárat használ. Gyantás eljárásnál millilitert és literenkénti árat kezel. A sűrűség nélküli gramm–milliliter átváltás hibát okozhat, ezért a választott eljárás mértékegységét mindig ellenőrizd.

A Prusa gyártói költségszámítási útmutatója az anyagot, a munkát és a gép működtetését külön költségtényezőként tárgyalja. A cikkben szereplő régebbi termékárakat és fogyasztási példákat ne vedd át mai saját adatként; a jelenlegi számításodhoz mérést és saját beszerzési árat használj.

Húsz jó darab és húsz százalék selejt

A szemléltető rendelés húsz elfogadott darabra szól. A modellben minden nyomtatási próba sikerességének esélye 80%, a selejtarány 20%. A várható próbálkozásszám ezért 20 / 0,80 = 25.

A húsz darab egyszerű húszszázalékos növelése csak huszonnégy próbát adna. Ennek várható jó darabszáma 24 × 0,80 = 19,2 lenne. A selejtet ezért ebben a modellben a jó kihozatalból visszaosztva kezeljük. A tört próbálkozásszám várható érték; egy konkrét megrendelés tényleges próbáinak száma egész.

Határidő vállalásakor más kérdés, hány próbára foglalsz kapacitást. Ugyanezzel az állandó, próbánként független 80%-os sikereséllyel legfeljebb 25 próbából csak körülbelül 61,67% eséllyel készül el legalább húsz jó darab. A binomiális eloszlás képletével 28 próbánál 91,00%, 29-nél 95,07% adódik. A szemléltető 95%-os kapacitáscélhoz tehát 29 próba, a kétórás teljes próbákkal számolva 58 gépóra helyét kell biztosítani. A húsz jó darab elkészültekor leállhatsz; a lefoglalt keret nem mindenképpen elköltött idő. Az alábbi önköltség továbbra is a várható 25 próbára épül. A közösen meghiúsuló tárgyasztalnyi nyomtatásokra vagy változó kihozatalra ez az egyedi, független próbás esélymodell külön vizsgálat nélkül nem alkalmazható.

A 3D nyomtatási költségkalkulátor ezt az állandó, független selejtarányt feltételező közelítést használja. Egy egész tárgyasztalt egyszerre érintő hiba vagy eltérő költségű korai leállás más modell lenne. Ilyenkor saját naplódból becsüld a várható veszteséget, és az egyszerűsítést jegyezd fel az ajánlat belső számításában.

Anyag és energia kiszámítása

Egy próbára 50 gramm tárgyanyag és 10 gramm támasz, illetve hulladék jut. Az anyagára a példában 8000 Ft/kg. Huszonöt várható próba 25 × 60 / 1000 = 1,5 kilogrammot használ, ennek költsége 12 000 Ft.

A nyomtatás próbánként két óra, tehát összesen ötven gépórával számolunk. A mért átlagos felvett teljesítményt a példában 100 wattra állítjuk. Az energia 50 × 100 / 1000 = 5 kWh. Saját, feltételezett 80 Ft/kWh díjjal ez 400 Ft.

Az energiaár itt nem hatósági tarifa. A saját számlád és a választott költségalap alapján add meg. A névleges maximális teljesítmény és a nyomtatás alatti átlag eltérhet, ezért lehetőleg a teljes nyomtatási folyamatot mérd, beleértve az indítási szakaszt is.

Az áramfogyasztási költségkalkulátor külön ellenőrzést adhat a mért teljesítmény és működési idő alapján. A több gépen párhuzamosan futó nyomtatásoknál a gépenkénti időt és teljesítményt következetesen kezeld; az összes munkamennyiség és a naptári átfutás eltérő fogalom.

A hibás nyomat mikor áll le?

A 25 várható próbálkozás eddig mind ugyanazt a 60 grammot és két gépórát fogyasztotta. Vizsgálj egy másik, naplózott működéssel ellenőrizhető feltevést: a jó darab továbbra is két óra és 60 gramm, a hibás próba viszont mindig fél óra és 15 gramm után leáll. A 80%-os állandó sikeresség mellett húsz jó darabhoz továbbra is átlagosan öt hibás próba társul; csak a hibás próbák ráfordítása módosul.

A várható anyagfelhasználás 20 × 60 + 5 × 15 = 1275 gramm, költsége 10 200 Ft. A gépidő 20 × 2 + 5 × 0,5 = 42,5 óra, az energia a korábbi teljesítménnyel és díjjal 340 Ft. Az alább részletezett, energiát nem tartalmazó 260 Ft-os teljes gépóraköltséggel a gép része 11 050 Ft.

Az eredeti előkészítés, jó darabok utómunkája és csomagolása együtt 15 000 Ft marad. Ugyanebben a költségkörben az új összeg 36 590 Ft, a teljes időt és anyagot ismétlő modell 40 400 Ft-jánál 3810 Ft-tal kevesebb. A hibás nyomat leszedésének esetleges külön munkáját egyik összeg sem tartalmazza: azt a mért többletidővel hozzá kell adnod.

A korai leállást az egyszerű selejtszázalék önmagában nem írja le. Ha a hibák hol az első percekben, hol a nyomtatás végén jelentkeznek, a hibás próbák saját átlagos anyagát és gépidejét számold külön. Az így felépített kiegészítő költségsort ne add még egyszer a már teljes ismétléssel számolt kalkulátoreredményhez.

Mit tartalmaz a gépóradíj?

A példában 200 Ft/óra gépóradíjjal számolunk, amely karbantartási és egyéb működtetési költséget fed le, de energiát és gépérték-visszapótlást még nem tartalmaz. A gép beszerzési értéke 240 000 Ft, a tervezett elszámolási idő 4000 nyomtatási óra. Ez további 60 Ft/óra.

Az ötven gépóra teljes költsége 50 × (200 + 60) = 13 000 Ft. A négyezer óra saját tervezési feltételezés, nem a gép garantált élettartama és nem könyvelési értékcsökkenési előírás. A tényleges alkatrészcsere vagy javítás külön pénzmozgásként is megjelenhet.

Ha a használt gépóradíj már tartalmaz energiát vagy amortizációs részt, a kalkulátor megfelelő kapcsolójával a külön hozzáadást ki kell zárni. Ugyanaz a költség kétszer megadva mesterségesen megemeli az önköltséget. Egy külső műhely kész gépóradíjánál ezért előbb kérdezd meg, milyen tételeket foglal magában.

Előkészítés, utómunka és csomagolás

A fájl előkészítése és az induló beállítás összesen hatvan percet igényel. Az elfogadott darabok utómunkája darabonként hat perc, húsz darabra 120 perc. A teljes emberi munka így 180 perc, azaz három óra. 4000 Ft-os belső munkaóradíjjal ez 12 000 Ft.

A csomagolás darabonként 150 Ft, húsz jó darabra 3000 Ft. A modell az utómunkát és a csomagolást az elfogadott darabokra számolja, az egyszeri előkészítést pedig egyszer veszi figyelembe. Ha a hibás nyomatok eltávolítása jelentős külön munka, ezt a saját ráfordításbecslésedben is kezeld.

A sorozat teljes önköltsége 12 000 Ft anyag + 400 Ft energia + 13 000 Ft gép + 12 000 Ft munka + 3000 Ft csomagolás = 40 400 Ft. Egy jó darabra 2020 Ft jut. Ebben a példában minden bemeneti ár nettó, és adót nem számoltunk hozzá.

Hogyan változik az ár nagyobb sorozatnál?

Negyven jó darabhoz azonos húszszázalékos selejt mellett ötven várható próba kell. Az anyag 24 000 Ft, az energia 800 Ft, a gépidő költsége 26 000 Ft, a csomagolás 6000 Ft. Az egyszeri hatvan perc előkészítés mellett az utómunka 240 perc, így öt munkaóra 20 000 Ft-ba kerül.

A teljes összeg 76 800 Ft, darabonként 1920 Ft. Az egy darabra jutó százforintos csökkenés ebben a példában teljes egészében az egyszeri előkészítés több darabra osztásából ered. Anyagkedvezményt, gyorsabb nyomtatást vagy kisebb selejtet nem feltételeztünk.

A mennyiségi kedvezményt ezek után lehet megalapozottan megvizsgálni. Ha a sorozat miatt új munkaállomás, túlóra vagy szállítás szükséges, azt külön add hozzá, mielőtt végleges árat írsz az ajánlatba.

Mikor éri meg külön fizetni a kisebb selejtért?

Tegyük fel, hogy 10 000 Ft egyszeri többletelőkészítéssel a selejtarány 20%-ról 5%-ra csökkenthető. Ez saját érzékenységi példa, amely a javulást feltételként kezeli; a valós eredményt próbanyomatokkal és naplózott termeléssel kell alátámasztani. Minden egyéb ráfordítás változatlan marad.

A selejt miatt ismétlődő egy próbára 480 Ft anyag, 16 Ft energia és 520 Ft gépköltség jut: együtt 1016 Ft. Az elfogadott darab 400 Ft utómunkája és 150 Ft csomagolása mindkét eljárásban azonos, ahogyan az eredeti 4000 Ft egyszeri előkészítés is. Ezért a jobb kihozatal egy jó darabra jutó megtakarítása:

1016 × (1 / 0,80 − 1 / 0,95) = 200,5263… Ft.

A 10 000 Ft többlet 10 000 / 200,5263… = 49,8688… jó darabnál térül meg a várható költségben. Egész mennyiségnél ez 50 darab.

Negyvenkilenc darabnál a javított eljárás még 174,21 Ft-tal többe kerülne. Ötvennél viszont már 26,32 Ft a várható előnye. Ez igen kis különbség a feltételezett hibaarány bizonytalanságához képest: a határ a modell fordulópontját mutatja, egy konkrét sorozat számláját nem garantálja.

A kalkulátorban az eredeti és az 5%-os selejtes esetet azonos többi adattal számold ki. A külön 10 000 Ft-ot a második eredményhez kézzel add hozzá, és csak egyszer vedd figyelembe. Ha a beavatkozás a későbbi sorozatokhoz is változatlanul használható, azok indokolt összmennyisége is számíthat; új anyag vagy beállítás esetén a kisebb hibaarányt újból igazolni kell.

Felárból vagy árrésből képezz árat?

A 2020 Ft-os egységköltségre tett 25% felár 2020 × 1,25 = 2525 Ft nettó árat ad. Huszonöt százalék eladási árhoz mért árréshez viszont 2020 / 0,75 = 2693,33 Ft szükséges. A két százalék eltérő alapra vonatkozik.

Az ajánlatiár-kalkulátorban is külön ellenőrizheted a költség, rezsi és választott árazás kapcsolatát. A végleges ajánlat tartalmazza az elfogadási követelményeket, az átadandó darabszámot és a szállítás kezelését. Az általános költségviselkedés háttéranyagát az OpenStax vonatkozó fejezete adja; a gyártás sikerét, a keresletet vagy az ügyfél által elfogadott árat a költségképlet nem garantálja.

Záró tudáspróba

Válassz kérdésenként egy választ. Ez kézzel pontozható próba: minden helyes válasz 1 pont, a hibás vagy kihagyott válasz 0 pont.

1. kérdés: 20 jó darab kell, a próbánként állandó sikeresély 80%. Mennyi a jó darabok elkészültéig tartó próbálkozások várható száma?

• A) 20.
• B) 24.
• C) 25.

2. kérdés: A hibás próbák mindig korán leállnak és kevesebb anyagot fogyasztanak. Hogyan javítod a teljes ismétléses költségmodellt?

• A) A hibás próbák minden költségét nullának veszed.
• B) A korai leállás költségét még hozzáadod a már teljes ismétlést tartalmazó eredményhez.
• C) A jó és hibás próbák mért idő- és anyagigényét külön számolod.

3. kérdés: 2020 Ft egységköltséghez az eladási ár 25%-át kitevő árrést szeretnél. Melyik nettó ár adja ezt a modellben?

• A) 2020 × 1,25 = 2525 Ft.
• B) 2020 / 0,75, körülbelül 2693,33 Ft.
• C) 2020 × 0,75 = 1515 Ft.

Megoldások és magyarázatok

• 1. C. 20 / 0,8 = 25. Ez várható érték, a határidőre lefoglalandó kapacitás valószínűségi célját külön kell meghatározni. Ha mást választottál, ezt nézd át újra: selejt és várható próbálkozásszám.
• 2. C. A próbaszám feltevése változatlan maradhat, miközben az egy hibára jutó erőforrás kisebb. A két modellt egymás alternatívájaként kell kezelni. Ha mást választottál, ezt nézd át újra: korai leállás erőforrásai és kettős elszámolás.
• 3. B. Az árrés az eladási árhoz viszonyul, így a költség az ár 75%-a. A költségre tett 25% felár más hányados. Ha mást választottál, ezt nézd át újra: árrés és költségalapú felár.

Mit jelent az eredményed?

• 0 pont: kezdd az alapösszefüggéssel: selejt és várható próbálkozásszám. Számold végig a cikk kapcsolódó példáját.
• 1 pont: a két eltévesztett kérdés magyarázatához térj vissza, és írd le a megfelelő bemeneteket.
• 2 pont: a kihagyott vagy hibás kérdés témájában ellenőrizd a viszonyítási alapot és a feltételeket, majd számolj újra.
• 3 pont: a három vizsgált összefüggést helyesen alkalmaztad. Próbáld ki saját adatokkal, és a árrés és költségalapú felár rész korlátait is jegyezd fel.