Полная разбивка затрат на 3D-печать; Обновлено 2022!

Чтобы обеспечить максимальную отдачу от затраченных средств при использовании технологии 3D-печати, иногда требуется расчет затрат на печать, особенно если целью является продажа напечатанных изделий.

Цена принтера может сильно варьироваться из-за широкого спектра существующих приложений. Но сравнение цен на принтеры не всегда даст вам полную информацию о том, сколько будет стоить напечатанное вами изделие.

В этой статье мы рассмотрим многие другие факторы, которые в конечном итоге повлияют на окончательную стоимость эксплуатации 3D-принтера, такие как стоимость материалов для различных технологий 3D-печати, а также затраты на электроэнергию, материалы для постобработки и затраты, связанные с предыдущий дизайн модели.

Стоимость активного 3D-принтера составляет примерно 0,35 доллара США в час. Сюда входит не только потребление нити (15 центов в час), но и расходы на электроэнергию (1,58 цента в час), замену сопла (1 цент в час) и амортизацию машины (0,17 доллара США в час). Ориентировочно, если вы используете машину по 8 часов в день в течение рабочих дней (252 дня в году), это означает ежегодные затраты в размере 695 долларов США.

Прочитав эту статью, вы сможете рассчитать себестоимость своего производства и убедиться, что нашли баланс между снижением себестоимости и сохранением высокого качества.

Цена 3D-принтера

Есть разные принтеры. Моделирование методом наплавления (FDM) и стереолитография (SLA) — два самых популярных и широко распространенных типа 3D-принтеров, которые вы можете найти на рынке в наши дни.

В то время как принтеры FDM работают путем экструзии и нанесения слоев расплавленной термопластичной нити на печатную платформу, принтеры SLA используют лазер для выборочного отверждения жидкой полимерной смолы слой за слоем в процессе, называемом фотополимеризацией.

Несмотря на то, что существует широкий диапазон цен, самыми дешевыми 3D-принтерами чаще всего являются FDM-принтеры. Вероятно, поэтому это наиболее широко используемый метод 3D-печати среди 3D-принтеров-любителей и в тех случаях, когда печатаются только относительно простые прототипы в ограниченном количестве. Высокопроизводительные профессиональные и промышленные FDM-принтеры также пользуются популярностью у профессионалов. Естественно, их стоимость значительно выше.

Вот некоторые ориентировочные цены на различные категории доступных 3D-принтеров FDM:

• Наборы для самостоятельного изготовления 3D-принтеров:около 200 долларов США.
• Принтеры для любителей:от 500 до 1500 долларов США.
• Профессиональные 3D-принтеры FDM:от 2500 долларов США.
• Широкоформатные профессиональные FDM-принтеры:от 4 000 долларов США.

Раньше технология SLA была доступна только для дорогого промышленного сегмента, но, к счастью, в настоящее время этот процесс стал намного доступнее.

Профессиональные настольные принтеры SLA начинаются с 3500 долларов, а настольные широкоформатные принтеры, которые предлагают больший объем печати, стоят около 11 000 долларов. При этом можно приобрести высококачественные SLA-принтеры для любителей, такие как Elegoo Mars 2 Pro, примерно за 200 долларов США.

Разница в качестве печати между принтерами FDM и SLA

Принтеры FDM создают детали, накладывая расплавленную нить на печатную платформу. В этом процессе разрешение определяется размером экструзионного сопла, поскольку между закругленными линиями на каждом слое есть пустоты.

Кроме того, FDM-печать создает механическую связь между слоями. Эта конструктивная характеристика влияет на прочность, так как границы раздела слоев становятся слабыми местами.

С другой стороны, в технологии SLA используется другой процесс, при котором жидкая смола отверждается лазером для формирования каждого слоя. Этот процесс позволяет нам получать гораздо более мелкие детали и более надежен в многократном достижении высококачественных результатов. Как следствие, мы получим гладкие поверхности, высокую точность деталей и аккуратность.

В отличие от FDM-принтеров, SLA-принтеры создают химические связи, в результате чего получаются полностью плотные детали, которые обеспечивают высокую степень поперечной прочности, превращаясь в изотропные детали.

Стоимость эксплуатации 3D-принтера

Вопреки тому, что может показаться, затраты на эксплуатацию 3D-принтера зависят не только от того, сколько стоит ваш 3D-принтер.

Это не даст вам полной информации о том, сколько будет стоить напечатанная деталь.

Материалы для печати, потребление электроэнергии, техническое обслуживание машины и дополнительные материалы для постобработки — вот некоторые из факторов, которые существенно повлияют на окончательную стоимость детали.

Стоимость материалов для 3D-печати (нить, смола)

Одним из основных моментов, которые необходимо учитывать при расчете стоимости печати, является стоимость материалов. Это, в свою очередь, зависит от стоимости самого материала для 3D-печати, сколько материала требуется для создания данной детали (включая отходы), каков срок годности материала и есть ли другие элементы, необходимые для печати детали. части.

Обычная стоимость каждого пластика PLA, ABS или PETG составляет около 20 долларов США за 1 килограммовую катушку нити диаметром 1,75 мм. .

ABS и PETG отличаются долговечностью и ударопрочностью, а PLA — простотой использования и множеством областей применения.

В отличие от принтеров SLA, где вам необходимо учитывать множество дополнительных расходов (например, перчатки, изопропиловый спирт и т. д.), при использовании принтера FDM нет скрытых расходов.

Цена смолы может варьироваться от 15 до 45 долларов США за 500 мл материала, а за 1000 мл — от 28 до 80 долларов США.

Подробное сравнение стоимости нити и смолы можно найти в этой статье, которую я написал на эту тему.

Стоимость электроэнергии

Потребляемая принтером электроэнергия зависит в первую очередь от марки и размера принтера, температуры нагреваемой платформы и сопла, а также размера печатаемого изделия. Для справки:средняя стоимость кВтч в Северной Америке. составляет 12,69 цента, что аналогично Европе (12,3 цента), Азии (14,65 цента) и Южной Америке (15,18 цента). Расходы на электроэнергию оказывают большее влияние, если вы находитесь в Океании, где стоимость за кВтч составляет 26 центов.

Например, принтеры с большими подогреваемыми платформами или те, которые могут печатать при более высоких температурах, как правило, потребляют больше энергии.

По сравнению с ценой на нить или смолу электричество не так уж сильно увеличивает общую стоимость. Однако это может иметь значение в тех случаях, когда вам нужно печатать партии или у вас работает большое количество машин.

Например, в этой статье вы найдете анализ того, сколько энергии потребляет Ender 3, сделанный с помощью монитора использования электроэнергии.

Общее обслуживание

3D-принтеры ничем не отличаются от других машин; все они нуждаются в профилактическом обслуживании и, в конечном итоге, в замене некоторых деталей.

Правильно обслуживаемые машины будут работать должным образом, и периоды простоя можно будет избежать.

Однако спасти некоторые детали от износа по-прежнему нельзя.

Примером этого является сопло. Они сильно влияют на качество печати, поэтому важно содержать их в чистоте и заменять при необходимости.

В этих статьях вы найдете информацию о том, как часто следует заменять сопло, как его заменить и как прочистить незасорившееся сопло.

Другими частями, которые со временем потребуют замены, могут быть шаговые двигатели, возможно, материнская плата в какой-то момент, ремни, пружины кровати, датчики ABL и т. д.

Дополнительные материалы

Могут быть и другие факторы, влияющие на окончательную стоимость конкретной детали. Они связаны не только с печатью модели, но и с постобработкой.

Детали, напечатанные на 3D-принтере, обычно требуют некоторой обработки после обработки. Это может включать в себя такие методы, как очистка или исправление изделия, отделка поверхности и окраска.

При расчете затрат следует учитывать стоимость всех используемых материалов и время, необходимое для выполнения этих процедур.

К материалам для постобработки мы можем отнести наждачную бумагу, ацетон, краску, кисти, аэрозольную краску и т. д.

Постобработка может стать дорогостоящей, особенно когда она выполняется вручную, и может быть нецелесообразной при крупносерийном производстве из-за требуемого времени и того факта, что здесь также учитываются затраты на поломку детали.

Затраты на программное обеспечение (САПР и слайсеры)

Такие слайсеры, как Cura или Prusa Slicer, как правило, бесплатны, но, например, Simplify3D — нет. Вам, скорее всего, не потребуется приобретать Simplify3d, но для справки:его лицензия стоит примерно 150 долларов США.

Если вы пытаетесь научиться нарезать и печатать модели, бесплатное программное обеспечение, такое как Cura, является отличным способом начать изучение основ, и они также способны создавать высококачественные отпечатки.

Приобретя опыт работы с этим программным обеспечением, вам может потребоваться более полный набор функций, который может оправдать инвестиции.

Стоит отметить, что преимущество в качестве, которое платные слайсеры имели в прошлом, постоянно уменьшается, и в настоящее время платить за лицензию целесообразно только в очень конкретных случаях.

Кроме того, есть программное обеспечение САПР для проектирования моделей, и они также могут быть бесплатными, но лучшие из них, как правило, платные (ежегодные или ежемесячные платежи).

В следующих статьях вы найдете информацию о различных слайсерах и программном обеспечении САПР.

• Лучшие слайсеры для 3D-печати
• Подходит ли Tinkercad для 3D-печати?
• Подходит ли fusion 360 для 3D-печати?
• Как создавать модели для 3D-печати?
• Стоит ли Simplify3d своих денег? Сравнение с Cura и Prusaslicer

Дизайны, которые можно найти в Интернете (не всегда бесплатно)

Разработка детали с нуля не всегда может быть лучшим вариантом. В Интернете уже доступно большое количество файлов цифрового дизайна, что сэкономит вам много времени.

Большинство из них, например те, что можно найти на Thingiverse (веб-сайте, предназначенном для обмена созданными пользователями файлами цифрового дизайна), бесплатны. Вам также следует воспользоваться нашей собственной поисковой системой, которая собирает наиболее релевантные результаты из самых популярных источников:https://www.3dsolved.com

Но если вы хотите напечатать что-то конкретное, вам, возможно, придется заплатить за файл STL. Если это так, учтите, что стоимость одной детали будет меньше зависеть от большего количества штук, которые вам нужно напечатать.

Как рассчитать стоимость 3D-печати

В этом разделе мы рассмотрим пример расчета стоимости владения и эксплуатации 3D-принтера.

Возьмем в качестве примера 3D-принтер Prusa I3 MK3S+ FMD, цена которого составляет около 1000 долларов США. . Допустим, вы запускаете его по 8 часов в день в течение двух лет. Таким образом, 8 часов * 365 дней * 2 года =5840 часов дает общее количество часов работы принтера. . Это, конечно, очень консервативная оценка, и она не означает, что с этого момента ваш принтер нельзя будет использовать, но она просто служит графиком амортизации.

Сделав это, вы можете рассчитать, сколько стоит владение принтером в час (без электричества и нити), разделив цену на общее количество часов:1000 долларов США / 5840 часов =17 центов/час

Чтобы рассчитать стоимость нити для конкретной модели, используйте Cura, чтобы нарезать модель, и она сообщит вам, сколько нити вам понадобится, а затем просто рассчитайте стоимость на основе стоимости катушки. По приблизительным подсчетам, 3D-принтер потребляет примерно 7,5 г нити в час при печати с толщиной слоя 0,2 мм и с консервативной скоростью. Если предположить, что катушка с нитью стоит 20 долларов США за 1 кг, то получается стоимость нити 15 центов в час. .

Форсунки следует заменять примерно раз в два месяца если вы печатаете по 8 часов в день, вы должны включить эту стоимость. Каждая латунная насадка диаметром 0,4 мм стоит 5,78 доллара (в среднем по нескольким надежным брендам). Следуя предыдущему примеру, вам потребуется 12 форсунок за 2 года, что составляет 69,36 долларов США. Разделив это на общее количество часов, вы получите приблизительно 1 цент в час. .

Электричество зависит от страны, в которой вы находитесь, и вы можете ознакомиться с полной статьей, которую я написал на эту тему. В качестве примера возьмем стоимость электроэнергии в Северной Америке, которая составляет около 12,69 цента за кВтч. . Это дает нам приблизительную стоимость 1,58 цента в час и 12,64 цента в день.

Общий ремонт и техническое обслуживание во многом зависят от принтера, но это не должно быть слишком много, если что-то вроде материнской платы не сгорит.

В следующем списке приведены некоторые средние затраты на 3D-печать:

• Средняя стоимость 3D-печати в час:printer_depr. +фил_конс. + сопло_репл. +lect_costs =34,58 цента /час
• Средняя стоимость 3D-печати в день:2,76 доллара США.
• Средние затраты на 3D-печать в год:695 долларов США.
• Стоимость 3D-печати небольшого объекта (10–15 г нити):67,5 центов
• Стоимость 3D-печати чехла для телефона:27 центов

Используйте калькулятор Prusa

Этот калькулятор в основном предназначен для того, чтобы вы знали, сколько брать с клиентов за печатный экземпляр.

Вам просто нужно загрузить файл gcode или ввести время печати и вес нити вручную, и он ответит на такие вопросы, как:сколько вы должны брать за 3D-печать по запросу? Является ли электричество основным фактором в расчетах? Как насчет отдачи от общих инвестиций и вашего времени?

Как снизить стоимость 3D-печати с помощью настроек слайсера

Если вы хотите снизить стоимость своих отпечатков, а также добиться высокого качества печати, вы можете убедиться, что всегда используете оптимальные настройки печати.

Используйте поддержку только тогда, когда это действительно необходимо

В тех проектах, где необходимы опорные конструкции, вам придется добавить к расчету цену материала и время, необходимое для создания этих конструкций, а также учитывать время и инструменты, которые потребуются для постобработки детали.

Иногда простое изменение ориентации объекта в программе для нарезки может помочь уменьшить потребность в ненужном пластике при печати.

Еще один способ избежать ненужных опорных конструкций — увеличить угол, под которым слайсер начинает устанавливать опоры. Если вы знаете свой принтер, вы можете распечатать выступы под углом 60 градусов без каких-либо опор (Cura обычно позволяет использовать их под углом 45 градусов).

Уменьшить плотность заполнения

Уменьшая плотность заполнения, вы не только экономите больше материала, но и печатаете намного быстрее, что означает меньший износ принтера, меньшее потребление электроэнергии и большую производительность в час.

Вы можете сэкономить материал, если полностью выдолбите внутреннюю часть своей конструкции. Но вы должны быть осторожны, потому что материал для печати, который вы используете, требует минимальной толщины стенок для сохранения целостности корпуса.

Уменьшить количество оболочек/стен

Как и в случае уменьшения плотности заполнения, уменьшение количества стен не только сократит количество используемого материала, но и время обработки.

Всегда старайтесь соблюдать баланс между заполнением и уменьшением количества стенок, чтобы сохранить структурную целостность и сохранить прочность и качество изделия на высоком уровне.

Печать быстрее

Всегда старайтесь не пренебрегать качеством и силой печати быстрее, это не только сэкономит ваше время, но и уменьшит время, в течение которого сопло и платформа будут горячими, которые потребляют больше всего энергии.

Уменьшить температуру кровати

Поскольку нагрев печатного стола осуществляется длинными дорожками меди, действующими как резистор, более высокие температуры означают более высокое потребление электроэнергии. Как видно, это повлияет на окончательную стоимость изделий.

Затем, только если адгезия не является проблемой (в основном при работе с PLA), следует подумать о снижении температуры слоя.

Затраты на аутсорсинг процесса печати

Возможно, вы не заинтересованы в покупке, эксплуатации и обслуживании собственных 3D-принтеров. В этом случае вы можете рассмотреть возможность аутсорсинга ваших отпечатков!

Это может быть хорошим вариантом, если вы хотите сэкономить время или, может быть, вам просто нужна печать, которая бывает раз в жизни. Аутсорсинг также имеет то преимущество, что дает вам доступ к промышленным принтерам, которые в противном случае вы, скорее всего, не сможете использовать.

Услуги 3D-печати могут быть очень дорогими, потому что, помимо всех затрат, о которых мы уже упоминали, они должны учитывать используемые ими промышленные принтеры, которые значительно дороже, и они также должны добавлять прибыль к этим затратам.

Тогда, если вы печатаете просто для удовольствия, покупка 3D-принтера будет лучшим выбором в долгосрочной перспективе.

Подходит ли Blender для 3D-печати? 12+ лучших 3D-принтеров с большим объемом сборки:обновление 2022!