¿Has pensado alguna vez en el coste real de la impresión 3D en metal? ¿O tiene dificultades para fijar un precio razonable para los servicios de impresión 3D? Estos problemas no son simples juegos de números, sino que implican cálculos complejos en múltiples niveles.
Cuando disponemos de una impresora 3D de metal, además de cubrir nuestras propias necesidades de impresión, mucha gente también se plantea utilizarla para proporcionar Servicios de impresión 3D y lograr beneficios comerciales. Sin embargo, a la hora de fijar los precios, a menudo nos centramos únicamente en los costes de material. Pero, ¿es este método de cálculo completo y preciso?
De hecho, el coste de la impresión 3D en metal va mucho más allá. Además de los costos de materiales, también debemos considerar múltiples aspectos como la depreciación de los equipos, los costos de electricidad, los costos de mantenimiento y los costos laborales. Aunque estos costos puedan parecer insignificantes, se acumularán gradualmente a largo plazo y tendrán un impacto significativo en el costo final de impresión.
En este artículo profundizaremos en los factores que afectan al coste de la impresión 3D en metal y cómo controlar los costes de forma eficaz.
Factores que afectan el coste de la impresión 3D en metal
Hay muchos factores que afectan el costo de la impresión 3D en metal, interactúan e influyen entre sí, formando juntos una estructura de costos compleja. Aquí hay 6 aspectos a considerar al calcular los costos:
- Costo material
- Costo de depreciación de la máquina
- Coste laboral
- Riesgo de fracaso
- Costo de mantenimiento
- Postprocesamiento
Costo material
En la impresión 3D de metal, el coste del material suele ser el factor principal a la hora de calcular el coste total. Esto involucra dos aspectos principales: el peso del material impreso y el precio unitario del material.
El peso de las piezas impresas no sólo incluye el peso del producto final, sino que también debe considerar el peso de la estructura de soporte. La estructura de soporte desempeña un papel de soporte de la parte suspendida durante el proceso de impresión, pero generalmente se retira una vez finalizada la impresión. Por lo tanto, al calcular los costes de material, es necesario asegurarse de que también se tenga en cuenta el peso de la estructura de soporte. Afortunadamente, los software de corte de impresión 3D modernos, como Cura, PrusaSlicer y Simplify 3D, pueden calcular automáticamente el peso del modelo requerido, lo que nos brinda una gran comodidad.
Además, necesitamos determinar el precio por kilogramo de material. El precio del polvo metálico varía según el tipo de material, la pureza y el proveedor. Los materiales metálicos comunes incluyen acero inoxidable, aleación de titanio, aleación de aluminio, etc., y el precio de cada material varía. Por tanto, a la hora de seleccionar materiales, además de considerar su aplicabilidad y rendimiento, también es necesario considerar sus factores de coste.
Costo de depreciación de la máquina
En términos generales, la vida útil de una impresora 3D de escritorio normal es de entre 3 y 5 años. Para simplificar el cálculo, podemos tomar el valor medio, suponiendo que sea 4 años.
A continuación, debemos considerar el tiempo de uso real de la máquina. Aunque teóricamente las máquinas pueden funcionar las 24 horas del día, en la práctica, debido a mantenimiento, conservación, descanso y otras razones, las máquinas no funcionan las 8 horas del día. Por tanto, necesitamos estimar el tiempo medio de uso de la máquina. Suponiendo una jornada laboral normal de 8 horas, el número de horas de trabajo en un año es 250 horas/día * XNUMX días/año (teniendo en cuenta los días festivos y los fines de semana libres).
Ahora podemos calcular el costo de depreciación de la máquina por hora. Suponiendo que el precio de venta de la máquina es de $80000 XNUMX, el costo de depreciación por hora se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:
Costo de depreciación por hora=$80000 /(4 años * 250 días/año * 8 horas/día)
Esta fórmula distribuye el precio de venta de la máquina a cada hora de trabajo, obteniendo así el coste de depreciación por hora.
Costes laborales
Al calcular el coste de la impresión 3D en metal, el coste laboral es un factor innegable. Aunque las impresoras 3D modernas se han vuelto altamente automatizadas, los operadores aún necesitan verificar el estado del equipo, instalar materiales de impresión y ajustar los parámetros de impresión antes de comenzar a imprimir. Estas tareas no sólo requieren que los operadores tengan una gran experiencia y habilidades, sino que también inviertan mucho tiempo.
Por ejemplo, si el salario mensual de un operador es de $5000 (el salario real puede variar según la experiencia y el nivel de habilidad), calculado en base a trabajar 20 días al mes y 8 horas al día, su costo laboral por hora será cercano a $31. Este costo es un gasto importante para muchas empresas o individuos. Por lo tanto, los costes laborales suelen convertirse en la parte más cara de los costes de producción de la impresión 3D.
Riesgo de fracaso
El riesgo de falla está directamente relacionado con la eficiencia de la producción y el control de costos, lo que implica múltiples consideraciones, incluida la estabilidad de la máquina, la configuración del software, el tiempo de impresión y la complejidad del modelo. Estos factores están entrelazados y juntos afectan la tasa de éxito de la impresión.
Por ejemplo, si hay 1 error en 5 impresiones, la alta tasa de errores depende de la situación real. Para ciertas tareas de impresión de alta precisión y alta demanda, dicha tasa de falla puede ser alta y requerir mayor optimización y mejora. Para algunas tareas de impresión ordinarias, esta tasa de fallos puede estar dentro de un rango aceptable.
Costos de mantenimiento
Como dispositivo mecánico, las impresoras 3D inevitablemente enfrentan la necesidad de mantenimiento. Los elementos de mantenimiento comunes pueden incluir el reemplazo de boquillas o membranas de liberación, la reparación de interruptores de límite o controladores de temperatura, etc. Además, para mantener el rendimiento estable de la impresora y extender su vida útil, puede ser necesario reemplazar periódicamente algunos componentes clave.
En términos generales, si la impresora 3D de metal no presenta fallos graves, el coste de mantenimiento suele representar entre el 2% y el 3% del valor total del equipo. Por supuesto, esta relación estará influenciada por varios factores, incluida la marca, modelo, vida útil y frecuencia de mantenimiento del equipo.
Además de los costes de mantenimiento, también debemos considerar los gastos de electricidad. El cálculo de la factura eléctrica se basa principalmente en la potencia de la máquina y el tiempo de impresión. Si el consumo medio de energía por kilovatio hora está entre 0.10 y 0.15 dólares, para una impresora 3D FDM común con cama caliente, su consumo de energía por hora es de aproximadamente 0.04 grados, lo que significa que el costo de energía es de aproximadamente 0.004 a 0.006 dólares por hora.
Postprocesamiento
Los productos metálicos más complejos requieren más tiempo de impresión y una mano de obra más fina. Una vez finalizadas las piezas metálicas de impresión 3D, a menudo se requiere un posprocesamiento para mejorar aún más la calidad de las piezas impresas. El posprocesamiento puede incluir pasos como pulidoy colorear, todo lo cual genera costos adicionales. Para mejorar la suavidad o calidad de la superficie, reducir la rugosidad de la superficie, limpiar los canales internos o eliminar partículas parcialmente fundidas de las piezas, son más avanzados. acabado de superficies Puede ser necesario, como tratamiento químico, pulido láser, etc. Estos pasos de posprocesamiento no solo aumentan la complejidad operativa y los costos de tiempo, sino que también pueden involucrar equipos y productos químicos de alto valor, lo que aumenta significativamente los costos generales. Si se subcontratan, estos costos pueden alcanzar cientos o incluso miles de dólares.
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Entonces, ¿cómo controlar los costes?
Existen varios métodos para controlar el coste de la impresión 3D en metal, entre ellos:
Optimización del diseño del modelo
Reducir la escala del diseño o utilizar diseños huecos disminuye efectivamente el material requerido, reduciendo así los costos de impresión. Sin embargo, es importante tener en cuenta que el espesor de la pared de los diseños huecos debe estar dentro del rango de tolerancia del material y que el área hueca debe ser preferiblemente mayor de 2 mm para garantizar tanto la calidad de impresión como los objetivos de reducción de costos. Además, un diseño bien estructurado puede minimizar el uso de estructuras de soporte, ahorrando aún más costos.
Seleccionar materiales de impresión adecuados
Los materiales metálicos varían significativamente en precio, por lo que es esencial elegir materiales que ofrezcan el mejor valor para el propósito previsto. Preste atención a la calidad y pureza de los materiales para evitar fallas de impresión o resultados deficientes debido a problemas de materiales, que podrían agregar costos innecesarios.
Mejorando la eficiencia de la impresión
La optimización de los parámetros de impresión, la mejora de la estabilidad del equipo y otras medidas pueden acortar el tiempo de impresión, reducir el consumo de energía y, por lo tanto, reducir los costos de impresión, especialmente cuando se imprimen grandes lotes o productos voluminosos. Además, programar las tareas de impresión de manera efectiva para minimizar el tiempo de inactividad del equipo puede aumentar las tasas de utilización del equipo y reducir los costos unitarios.
Controlar los costes laborales
Aunque se requiere participación humana en el proceso de impresión 3D de metal, los costos laborales se pueden reducir mejorando los niveles de habilidad de los operadores y optimizando los procesos de producción. Por ejemplo, la capacitación regular de los operadores para mejorar su competencia y precisión puede reducir las fallas de impresión y el desperdicio de material causado por una operación incorrecta.
Reducir los costos de mantenimiento
El mantenimiento regular del equipo y la identificación y resolución oportuna de posibles problemas pueden prolongar la vida útil del equipo y reducir los costos de mantenimiento. Además, seleccionar equipos confiables y proveedores con un servicio integral también puede ayudar a reducir los gastos de mantenimiento hasta cierto punto.
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Ventajas de la impresión 3D en metal
Después de discutir cómo controlar eficazmente el costo de la impresión 3D en metal, echemos un vistazo a las ventajas de la impresión 3D en metal. Cómo juega un papel importante en la industria manufacturera.
Mayor libertad de diseño
En comparación con los métodos de fabricación tradicionales, la tecnología de impresión 3D en metal reduce en gran medida las limitaciones de diseño en el proceso de fabricación, lo que permite a los diseñadores dar rienda suelta a su imaginación con mayor libertad y crear productos más innovadores y únicos.
En la fabricación tradicional, debido a las limitaciones de la tecnología y los materiales, los diseñadores a menudo necesitan hacer concesiones en el diseño del producto para satisfacer las necesidades de la línea de producción. Sin embargo, la aparición de la tecnología de impresión 3D en metal ha superado por completo esta limitación. Permite a los diseñadores crear productos con estructuras internas complejas y detalles superficiales finos que son difíciles de lograr en la fabricación tradicional. Este aumento de la libertad de diseño no sólo ayuda a mejorar el rendimiento y la funcionalidad del producto, sino que también proporciona a los diseñadores más espacio creativo.
Prototipado rapido
La tecnología de impresión 3D de metal puede transformar rápidamente diseños en prototipos de piezas metálicas reales, acortando en gran medida el ciclo de desarrollo del producto. Para la verificación del diseño y la producción a pequeña escala de nuevos productos, esta ventaja es particularmente importante. Puede ayudar a las empresas a verificar rápidamente la viabilidad del diseño del producto y lograr su lanzamiento en un corto período de tiempo, ganando así la competencia en el mercado.
Producción personalizada
La tecnología de impresión 3D en metal puede lograr una producción personalizada de acuerdo con las necesidades específicas de los clientes, satisfaciendo las necesidades específicas de los diferentes usuarios. En el campo médico, la aplicación de la tecnología de impresión 3D de metal es particularmente destacada, que puede fabricar dispositivos médicos o implantes de acuerdo con la situación específica de los pacientes, mejorando así la efectividad del tratamiento y la comodidad del paciente.
Conclusión
En resumen, el coste de la impresión 3D en metal es una cuestión compleja y multifacética. Al calcular el costo total, debemos considerar y sopesar desde múltiples perspectivas. chico, como proveedor profesional de servicios de impresión 3D, se compromete a brindar a los clientes soluciones de impresión 3D profesionales, eficientes e integrales. Contamos con equipos y tecnología de impresión 3D avanzados que pueden satisfacer diversas necesidades de los clientes, desde el diseño de prototipos hasta la producción en masa. Si tiene alguna necesidad de impresión 3D, no dude en Contactar con nosotros en cualquier momento y estaremos encantados de atenderle.
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Preguntas Frecuentes
Las desventajas de la impresión de metales 3D incluyen altos costos de inversión inicial para el equipo, selección limitada de materiales en comparación con los métodos tradicionales, posibles problemas con la resolución de impresión y el acabado de la superficie, así como requisitos de posprocesamiento para eliminar las estructuras de soporte y lograr las propiedades deseadas.
Las impresoras 3D de metal pueden costar desde decenas de miles hasta varios millones de dólares. Las impresoras 3D metálicas de nivel básico o de escritorio diseñadas para aplicaciones a pequeña escala pueden costar entre 10,000 y 100,000 dólares. Las impresoras de metal de grado industrial de gama media suelen costar entre 100,000 y 500,000 dólares. Las impresoras 3D metálicas de alta gama o de gran escala con funciones y capacidades avanzadas pueden superar el millón de dólares
etiquetado: Guía de impresión 3D
Este artículo fue escrito por ingenieros del equipo de BOYI TECHNOLOGY. Fuquan Chen es ingeniero y técnico con 20 años de experiencia en prototipado rápido y fabricación de piezas metálicas y plásticas.
