Impression 3D et chaîne de production : seuil de rentabilité et retour sur investissement

4 octobre 2021 Par 0 Commentaire

Les applications industrielles de l’impression 3D sont si nombreuses que de plus en plus d’entreprises envisagent de se doter en interne d’une imprimante 3D. Comme n’importe quelle machine de production, il s’agit d’un investissement à étudier de près. Comment calculer le seuil de rentabilité de l’impression 3D au sein d’une chaîne de production ? Quel est le retour sur investissement (ROI) d’une imprimante 3D ?

 

Comment calculer les coûts d’une impression 3D ?

Pour déterminer le seuil de rentabilité et le retour sur investissement d’une imprimante 3D, il faut commencer par analyser les différents coûts de la fabrication additive. Les coûts directs tiennent compte du coût de possession de l’imprimante 3D, des matières premières nécessaires à la chaîne de production et de la main-d’œuvre.

 

Comment calculer le coût de possession d’une imprimante 3D ?

Le coût de possession d’une imprimante 3D ne se limite pas à l’acquisition à proprement parler de la machine. Il faut également inclure les éventuels frais d’installation et d’entretien. Ces frais sont des coûts fixes qu’il faudra payer indépendamment du nombre de pièces produites. Autrement dit, plus le niveau de production est élevé, plus l’amortissement est rapide. Pour calculer le coût de possession par pièce, vous devez additionner l’ensemble de ces coûts fixes prévus pour le cycle de vie de l’imprimante 3D et diviser par le nombre de pièces à produire. Si le coût de possession est estimé à 5 000 € et que vous prévoyez une production de 5 000 pièces, le coût par pièce sera alors de 1 €.

 

Comment calculer le coût des matières d’une imprimante 3D ?

Les matières premières et consommables entrant dans le processus de production sont des coûts variables. Ils dépendent de la quantité produite. Si le coût de possession diminue au fur et à mesure de la production (au point de devenir nul à partir de la 5 001e pièce produite dans l’exemple précédent), ce n’est pas le cas des coûts de matériaux. Il faudra tenir compte non seulement du coût des matières premières et consommables mais aussi des coûts de stockage.

 

Comment calculer le coût de main-d’œuvre d’une imprimante 3D ?

Si le processus d’impression 3D peut être en partie automatisé, des coûts de main-d’œuvre sont toujours à prévoir – notamment pour la configuration, le changement des matériaux et le traitement post-production des pièces. Vous pouvez calculer un coût de main-d’œuvre en estimant le temps de traitement nécessaire par pièce et en le multipliant par le coût horaire du travail.

Et les coûts indirects ? Possession, matériaux et main-d’œuvre représentent tous des coûts directs. Or, le seuil de rentabilité de l’impression 3D est également impacté par un coût indirect de taille : l’usinage de prototype. Pour mieux comprendre, prenons l’exemple d’une entreprise qui produit des pièces détachées pour le secteur automobile.

 

Calcul du seuil de rentabilité : un exemple concret

Cette entreprise a le choix entre produire par injection plastique ou innover avec l’impression 3D. Pour se décider, elle va calculer le seuil de rentabilité de l’impression 3D, c’est-à-dire répondre à la question : combien de pièces faut-il produire pour que l’impression 3D soit plus rentable qu’un procédé de fabrication traditionnel ?

Injection plastique Impression 3D
Coût de possession 10.000 € 5.000 €
Matières premières 2 € 5 €
Main-d’œuvre 1 € 1 €
Usinage de prototype 1.000 € 6 €

 

Le coût de possession et l’usinage de prototype sont des coûts fixes tandis que les matières premières et la main-d’œuvre sont variables. Ainsi :

Injection plastique Impression 3D
Coûts fixes 11.000 € 5.006 €
Coût par pièce 3 € 6 €

 

La rentabilité de la chaîne de production se détermine donc comme suit :

À partir de quand 11.000 + 3 x (pièces produites) = 5.006 + 6 x (pièces produites) ?

 

Après résolution de l’équation on trouve que l’injection plastique coûte moins cher que l’impression 3D à partir de la 1.999e pièce produite. S’il faut produire des séries de pièces différentes, l’impression 3D devient de nouveau plus rentable en raison du coût dérisoire de prototypage. On comprend mieux pourquoi l’impression 3D offre un retour sur investissement particulièrement intéressant pour les petites séries !