工业3D打印成本-设备、劳动力、材料

发布日期:2023-12-07

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工业3D打印成本主要取决于所购买的设备、所用材料的数量以及所需的总制造时间。还有一些成本可能与类别重叠,我们可以在该过程中减少成本。无论您计划购买自己的增材制造设备还是将 3D 打印项目外包给服务机构,了解成本来源都很重要,以便您可以有效地管理它们。

 

本文将带您了解工业3D打印成本的三个主要来源:设备、劳动力、材料。

 

设备成本

增材制造的经济性始于用于打印和后处理的资本资产。工业3D打印机的成本高于消费级设备,但工业级机器的价格相差很大,后处理设备的成本也各不相同,对于清洗、打磨和抛光等次要任务有许多不同类型的解决方案。

 

无论价格如何,工业3D打印机的买家都希望尽快实现投资回报 (ROI)。如果您购买了自己的设备,您可能希望在特定的时间内收回成本。您可以使用以下公式来计算每小时的设备成本。

打印机价格/所需投资回报时间(h)*打印时间(h)=每小时设备成本

 

然而,了解运行工业 3D 打印机一小时需要花费多少费用不仅仅与打印机价格有关。安装、用电、维护和机器停机时间也是与设备相关的成本。其中一些费用可以归类为劳动力而不是设备,但捕获所有这些费用仍然很重要。

 

人工成本

对于增材制造,劳动力成本有两个主要来源:打印准备和后处理。这些是基于员工的成本,而不是基于机器的成本,您可以使用此公式来计算每一项成本。

人工费率*工时=人工成本

 

对于人工费率,请记住不仅包括员工工资,还包括福利成本。服务机构可以应用加价并将总额传递给客户。

 

将零件绘制为3D打印需要时间,将模型切片成单独的层也需要时间。某些 3D 打印机型号需要耗时的打印准备工作,特别是在需要手动支撑的情况下,后处理也可能是劳动密集型的。根据《新设备文摘》(NED)的估计,每6小时的3D打印需要花费1小时的后处理时间。

 

然而,一些3D打印技术比其他技术需要更少的后处理。正如HUBS在《3D 打印的成本》中所解释的那样,立体光刻 (SLA) 的后处理成本最低,因为“零件的表面质量很高”。与熔融沉积成型 (FDM) 和熔丝制造 (FFF) 等技术相比,SLA 的零件设置时间也最短。SLA的变体包括投影微立体光刻技术或PuSL 技术,该技术允许使用微米级分辨率的紫外 (UV) 闪光对整个液体聚合物层进行快速光聚合。

3D打印微型螺丝

 

塑料零件的成本低于金属零件。上图:青光眼支架

 

材料成本

“3D打印要多少钱?” 是一个总是涉及材料的问题。塑料的成本低于金属,较小的零件通常比较大的零件成本较低,因为所需的材料较少。微型3D打印是通过微型测量来增材制造非常小的零件,使用的材料甚至更少。微型 3D 打印的应用包括小型电连接器、心血管支架、微流体设备和微机电系统 (MEMS)。

 

商品塑料的成本低于工程塑料,但一些 3D 打印应用需要更昂贵的材料来满足性能要求。对于陶瓷粉末,可能需要聚合物粘合剂来提供稳定性。3D 打印材料的定价方式反映在其包装上。例如,长丝按线轴定价,粉末则装在容器中出售并以千克为单位计量。3D 打印机树脂包装在瓶子中,通常以克为单位为固体。

 

在计算材料成本时,重要的是不仅仅考虑用于生产成品零件的材料。还有一些浪费——希望尽可能少。此外,一些 3D 打印零件需要支撑结构。为了降低材料成本,设计人员可以减少或(如果可能)消除它们。缩小模型的尺寸或使用空心模型代替实心模型也是减少材料使用的方法,进而减少工业 3D 打印成本。

 

最后,材料成本与所使用的特定 3D 打印技术有关。尽管 SLA 的总体材料成本比粉末床熔合 (PBF) 等技术更高,但 SLA 可以生产更复杂的零件几何形状和更大批量的产品。结合 SLA 较低的后处理成本,总拥有成本可能比您想象的要低。

BMF 的 microArch® S240 打印机

工业 3D 打印成本与减材制造成本

了解您真实的工业3D打印成本可以帮助您更好地决定何时切换到减材制造方法以进行大批量生产。BMF 是微型3D打印领域的先驱,为需要高分辨率、准确度和精密度的小型零件提供了一种经济高效的微加工和微成型替代方案。

 

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