通知添加剂制造技术的采用：总成本和

机器准备、构建设置和卸载作为固定劳动力成本增量C安装劳动力进入模型。除了AMprocess之外，该模型还考虑了整个后处理过程的持续时间，包括支架移除、表面改善、清洗和检查。当然，这些持续时间特定于DML的研究应用。表2总结了AMcost模型中使用的数据。表2：成本模型要素，DMLS路径成本模型要素值生产间接费用率，包括租金5.11欧元/管理间接费用率0.35欧元/机器利用率57.04%年运营小时数机器采购411048.68欧元维护成本24854.11欧元/年机器耗材2867.78欧元/年电线腐蚀成本8165.00欧元/年机器总成本率17.66欧元/后直接成本率，C17-4 PH材料的间接价格为23.12欧元/公顷17-4 PH材料的价格为88.90欧元/千克，基于体积，使用7.78 g/cm3的沉积密度，P材料为0.6916欧元/cm^3，能源价格为0.02欧元/兆焦耳，工艺能源消耗率为9.18兆焦耳/小时，工艺能源消耗成本率为0.18欧元/小时，固定机器设置和卸载时间为，每建造分钟机器安装和监督的直接人工成本增量，C安装人工每部分总二次加工时间72.04欧元，T加工分钟总生产人工成本率，CLabourEUR22.75/hIt应注意的是，我们简化了假设，即除了AM系统和将零件与建筑平台分离的钢丝腐蚀机之外，设备不会产生任何成本，这两台机器的成本都通过间接成本率（C间接成本）计算。因此，除间接成本、材料成本和能源成本外，所有成本均假设为劳动力成本，在整个后处理过程中，劳动力成本率为22.75欧元/小时（Baumers和Holweg，2016）。

因此，基本成本模型可以指定为：   （1） 形成本文开发的成本模型的另一个考虑因素是，AMBUILD可能由多个几何体组成。事实上，正如C公司所报告的那样，AMtechnology用户有可能用不同的、可能完全相关的订单来填充可用的构建空间。因此，需要在成本估算框架中反映出将可用构建空间自由分配给其他可能具有不同尺寸和形状的产品的能力。这导致了一个产能利用问题，在这个问题中，多余的产能可以用额外的组件来填充，从而确保机器的最佳利用程度和有效的单位成本水平。为了在我们的成本估算方法中解决这个问题，有必要从存储库中自动绘制参考零件，配置构建卷并执行构建时模型。由于该功能在商业AM工作流优化软件（如Materialise Streamics（Materialise NV，2017））中不可用，因此我们使用了自行开发的计算构建体积打包和构建时间估计工具（在C++中实现），旨在利用可用的构建体积容量生成用户定义的制造配置，并在基于体素的实现中估计TBuildin。该工具通过使用鼓风机部件和其他参考零件填充可用的机器容量进行操作，这些部件是从参考几何图形的篮子中通过数学方法绘制的。Baumers等人描述并验证了该方法。

(2013).图3显示了所研究的风机部件，该部件具有独立DMLS所需的牺牲锚固结构（图3a），是一个混合的、算法支持的构建，由四个风机单元和多个附加参考零件组成（图3b）。通过算法插入的四种参考零件反映了在所研究的DMLS系统上制造的产品（如图3c所示）。图3：在构建上下文（b）中，风机在构建方向上与支架（a），参考部件（c），一旦构建完成，并通过计算估算构建时间，可以通过体积分数v分摊每个风机的单位成本。每个风机的avolume VBlower=8.403 cm^3（包括牺牲锚结构），建筑物的总沉积体积VBuild，以便： （2） 如表2所述，CompanyC在每个单位级别上提供了后处理过程的持续时间。因此，单位成本模型CUnit可以通过将CBuild分解为以下内容获得：  （3） 建模构建失败的预期成本根据流程图的定义和构建失败在AM中生效的点的定位，如图2所示，可以制定允许包含所有构建失败参数的规范。最初，我们决定通过将此规范限制为单个构建故障类型来尽可能简单地保持此规范。

解释是，任何与预期零件几何形状的过度偏差或构建过程中不可恢复的干扰都被简单地归类为完全构建失败，导致构建中包含的所有零件被注销。该方法的指导思想是假设失效事件以更高的概率发生，以每层为基础发生，反映了AM中逐层的材料沉积过程。因此，本研究假设在每层沉积操作过程中，存在独立且恒定的构建失败概率。当然，这种方法通过暗示几何体和构建失败之间不存在关系来简化。关于AM中构建失败概率的可靠经验信息很少。对于EOS P100聚合物激光烧结系统，该系统与所研究的DMLS系统相关，Baumers和Holweg（2016）报告了建造失败前可沉积层的平均数量为4040.75。该估计值用于近似每层Pconstanta 0.025%的构建失败的恒定可能性。通过采用具有Pconstant和n层沉积的离散概率树模型，成功完成构建的总体概率因此可以建模，如图4所示。图4：基于pConstant的成功构建结果概率树我们通过假设制造成本的预期成本期限可以通过将成功构建完成概率的倒数（1–pConstant）n与构建失败节点之前的成本模型元素相乘而形成，从而将简单构建失败模型附加到成本模型中。

因此，反映建造失败的预期成本影响的总单位成本模型CTotal可以表示为：    （4） 获取使用阶段的好处以避免在不考虑对可制造性和零件设计的连锁影响的情况下构建过程间比较的危险，Atzeni et al.（2010）和Atzeniand Salmi（2012）将零件重新设计纳入了他们对AM过程经济性的分析中。沿着这些足迹，本研究采取的立场是，采用新制造技术所带来的进步也应该体现在改进产品性能上。因此，本文对这种设计变更所带来的usephase效益进行了初步分析。A公司对DMLS鼓风机进行了重新设计，该设计的好处体现在产品的使用阶段，主要体现在较低的分馏过程能耗方面：（1）从流体动力学角度优化的共形内部热风通道，（2）风机的形状更好，可以更精确地定位设备，有利于最终产品属性（折叠质量）。A公司为包装机提供了两个使用阶段的方案，并估计了改进设计带来的节能。这允许以货币形式估计最终用户在鼓风机的使用寿命内所获得的利益。表3总结了常规零件（如图1a所示）和重新设计的AM组件（图1b）的这些属性。

请注意，AM的原始组件和重新设计显示出相同的计划使用阶段持续时间（7.411年），这与公司A规定的运行参数无关。表3：使用阶段模型，常规路线与娱乐阶段属性传统设计AMProcess speed（高）40000/H PROCESS speed（低）8000/H组件寿命30000 H组件折旧期，k7.411年年运行小时数4048小时/年处理机组数（高）161920000/年处理机组数（低）32384000/年处理机组数（高）1200000000/年处理机组数（低）240000000风机子系统部分功耗3000 W2490 WAN风机子系统年能耗43718.40 MJ36286.27MJ风机的年能源成本1692.67EUR/Y1404.91EUR/年，通过采用AM降低能耗，SEnergy287.76EUR/年，得出采用AM路线产生的预计使用阶段节能的现值，折旧期k内能源消耗成本降低产生的贴现储蓄DSEnergyresulting可建模为贴现率为r的连续年金：    （5） 可对其进行重新排列和评估，以产生：      （6） 结果分析开发的成本模型的有用的第一步是确定图3b所示构建配置的成本构成，模拟C公司内的实际制造配置，包括四个鼓风机单元和多个额外的参考组件。

使用无建筑故障风险的规范、CUnit，可以确定直接材料成本和间接成本的份额。通过从CTotal中减去CUnit，每个单元的构建失败的预期成本影响可以得到最好的估计。通过将确定的能源成本率Cenergy乘以构建时间TBuild的计算估计值，获得与过程能耗相关的成本。随着人工成本在后处理和机器操作方面进入模型，可以区分人工后处理所需的人工成本和机器安装和拆除所需的固定人工成本增量。图5：实际AM构建配置中的单位成本细分（如图3b所示）如图5所示，最大的项目（37%）是间接成本，与DMLSmachine、电线腐蚀和间接费用有关，与文献中报告的水平相对应（Baumers et al.，2016；Piili et al.，2015，Atzeni and Salmi，2012，Rickenbacheret al.，2013）。第二大成本是构建失败的风险，占26%，这强调了流程不稳定会严重影响AM的整体价值主张。这支持了之前基于相同的恒定层间失效概率pConstant得出的聚合物AM的结果（Baumers和Holweg，2016）。成本的另一个主要部分（27%）来自劳动力，这可以分为机器设置、初始监督和直接后处理产生的小成本影响（2%）和建造操作后通过手动后处理产生的更大成本（25%）。这突出了Rickenbacher et al.（2013）关于从现实角度考虑整个流程步骤链的重要性的观点。

最后，工艺能耗约占0.3%，不包括所有辅助系统和活动的能耗，对成本的影响可以忽略不计。分析的下一步是使用成本模型来探索建筑结构对AM路线成本的影响。这是通过增加每个构建中的blower单元数量并估计CTotal来实现的。使用上述可灵活配置的构建空间属性，实际场景是在插入所需数量的鼓风机组件后，使用参考组件填充剩余的构建卷，我们将此类配置称为“合成构建”。为了确保混合构建，构建卷打包和时间估计工具被配置为插入每个参考部件的至少一个单元。这种方法导致了模型的13次迭代，包含1-13个鼓风机。为了将实际设置与未添加其他组件的鼓风机组件的成本分析进行比较，重新执行该工具，不包括参考零件。与一些文献（Hopkinson and Dickens，2003，Ruffo and Hague，2007；Piili et al.，2015）中采用的建模方法类似，估计工具能够插入总共20个鼓风机，直到构建空间耗尽，从而导致该工具的20次迭代，而无需额外的参考零件。我们考虑全系列可插入式鼓风机，因为我们有兴趣确定最低成本配置。