¿Fabricación aditiva o convencional? Esa es la cuestión

¿Cuál es el verdadero coste de la impresión 3D para la fabricación?

Conclusiones

¿Cómo calcular los costes de la fabricación aditiva?

Independientemente de que se plantee la compra de una impresora 3D o la subcontratación de la producción de piezas, los directivos más perspicaces saben que deben evaluar sus opciones de forma objetiva. Sin embargo, carecen de las herramientas necesarias para realizar un análisis preciso del retorno de la inversión, en particular cuando tienen poca o ninguna experiencia con la impresión 3D. Incluso el coste real de sus piezas actuales, fabricadas de forma convencional con técnicas de fundición, conformación, moldeo, extracción o ensamblaje, suele estar rodeado de misterio, con contracargos internos basados en cálculos incompletos o inexactos de los costes de producción y los costes indirectos.

Para resolver el problema del retorno de la inversión, el personal de compras solicita precios a un proveedor de servicios de impresión 3D y a un subcontratista de fabricación tradicional, con la idea de que los dos precios reflejen la realidad del mercado. En el peor de los casos, hay que pensar que los precios de ambos proveedores serán superiores a los costes internos debido a los márgenes de beneficio de los proveedores. Pero el hecho de que las compras se centren en los precios externos enmascara los costes internos ocultos, como los de almacenaje, deterioro, costes de pedido, mano de obra de manipulación, logística, valor del capital inmovilizado en el inventario, etc. Por ejemplo, la impresión 3D puede evitar los costes de interrupción de la cadena de suministro, como el transporte de urgencia y los ingresos no percibidos. Estos costes ocultos pueden ser muy significativos, en particular si se trata de repuestos.

Para poner al descubierto esos costes ocultos y calcular el coste real por unidad de los artículos fabricados de forma aditiva y convencional, el personal de compras debe utilizar un cálculo que varía según la cantidad pedida y resulta aplicable a sus circunstancias particulares. Una vez que haya determinado qué solución del proveedor de impresión 3D cumple sus requisitos de calidad y rendimiento, podrá comparar los métodos de producción propuestos y los existentes.

La curva de costes de impresión 3D ilustra este punto. La fabricación convencional conlleva elevados costes de preparación y puesta a punto. Piense en el tiempo de entrega y en los costes de mecanización relativos a los moldes de inyección. El elevado coste que supone el coste de mecanización (pero no el plazo de entrega largo ni el retraso en los ingresos, que son factores importantes) se amortiza en grandes volúmenes de piezas idénticas. Cuantas más piezas se produzcan, menor será el coste inicial en proporción al coste total por pieza. El coste de la fabricación convencional disminuye de forma constante a medida que se fabrican más piezas.

Por otro lado, las impresoras 3D tienen un coste inicial más bajo para la preparación y puesta a punto, sin inversión en mecanización y con un plazo de tiempo más rápido para la obtención de ingresos. Por lo tanto, aunque el coste de la impresión en 3D supone una cierta carga inicial, se amortiza rápidamente y conduce a una curva de costes casi horizontal. No hay que olvidar que la mayoría de las piezas impresas en 3D requieren un posprocesamiento para eliminar soportes y exceso de material, pulido o tiempo de enfriamiento posterior a la impresión que puede ser mayor que el necesario para el equivalente de fabricación convencional, y debe tenerse en cuenta en el cálculo del retorno de la inversión. Las distintas tecnologías de impresión 3D difieren en los niveles de complejidad del posprocesamiento necesario (por ejemplo, algunas tecnologías como la impresora de metal líquido de Xerox suprimen el paso de eliminación del polvo, lo que agiliza el posprocesamiento).

La intersección de las dos curvas da lugar a un umbral de rentabilidad. Las cantidades más bajas a la izquierda del umbral de rentabilidad deberían producirse con la impresión 3D, mientras que las cantidades más altas a la derecha deberían producirse con la fabricación convencional:

La curva de costes de la impresión 3D

Hoy en día, la mayoría de las organizaciones han eliminado todos los costes innecesarios de sus procesos de fabricación convencionales. Queda tan solo un escaso margen para una reducción de costes que haga bajar el posicionamiento vertical de su curva de costes y desplace el umbral de rentabilidad hacia la izquierda, hacia menos piezas.

Desde la introducción de la impresión 3D, la tecnología ha mejorado mucho en lo que respecta a costes, calidad y rendimiento. Esta tendencia continuará, ya que la tecnología se encuentra a punto de convertirse en una alternativa viable a los métodos tradicionales.

Las curvas de costes son herramientas ideales para comunicar a la dirección y al personal la diferencia entre dos tecnologías cualquiera. Pero para que las curvas tengan sentido —y sean aceptadas por los escépticos— los datos que respaldan el gráfico deben ser precisos y exhaustivos. Tanto si crea una hoja de cálculo como si utiliza la aplicación de un proveedor o emplea una herramienta desarrollada por una empresa de consultoría como AMPOWER, siempre debe realizar su comparación junto con una evaluación cualitativa de:

• La gama de materiales

• La gama de tamaños creados

• La calidad de la producción (acabado, ajuste)

• La repetibilidad

• El rendimiento y la duración

• La disponibilidad de piezas de recambio

Cómo decidir si se opta por la fabricación aditiva o por la convencional

Un análisis cuantitativo de sus opciones de fabricación aditiva y convencional complementa el análisis cualitativo de los resultados de la impresora 3D. Su decisión de invertir en la impresión 3D se basará en hechos utilizando una herramienta de comparación de costes que:

• Sea imparcial (utilizada con cualquier proveedor y tecnología)

• Incorpore procesos de producción mediante impresión 3D y convencionales que sean específicos de su organización

• Utilice su tiempo, mano de obra y costes indirectos

• Sea exhaustiva (cubra los costes desde la entrada del pedido hasta el posprocesamiento y el almacenamiento)

• Contabilice el coste de almacenamiento, deterioro, costes de pedidos, mano de obra de manipulación, logística,  valor del capital inmovilizado en el inventario y los costes de interrupción de la cadena de suministro