Полное руководство по затратам на 3D-печать в 2022 году

Чтобы получить максимум от 3D-печати, иногда нужно считать затраты — особенно если планируете продавать изделия.

Цена принтера сильно варьируется из-за широты применения. Но цена принтера не раскрывает полную стоимость детали.

Разберем все факторы, влияющие на итоговую стоимость: материалы (филамент, смола), электричество, пост-обработка, дизайн модели.

Работающий 3D-принтер стоит ~$0,35/час. Включает: филамент ($0,15/ч), электричество ($0,0158/ч), замена сопла ($0,01/ч), амортизацию принтера ($0,17/ч). При 8 ч/день в рабочие дни (252 дн/год) — $695/год.

После статьи вы сможете рассчитывать себестоимость, балансируя затраты и качество.

Цена 3D-принтера

Два популярных типа: FDM (Fused Deposition Modeling) и SLA (Stereolithography).

FDM: экструзия расплавленного термопластика на стол. SLA: лазер послойно затвердевает жидкую фотореактивную смолу (фотополимеризация).

Дешевле всего — FDM. Поэтому самый распространенный метод у хоббистов и для простых прототипов. Профессиональные/промышленные FDM — дороже.

Ориентировочные цены FDM:

• DIY наборы: ~$200
• Хоббийские: $500–1 500
• Профессиональные FDM: от ~$2 500
• Большой формат проф. FDM: от ~$4 000

SLA раньше был только для промы, теперь доступнее. Профессиональные настольные SLA: от $3 500, большой формат — ~$11 000. Но есть качественные хоббийские SLA (Elegoo Mars 2 Pro) за ~$200.

Разница качества FDM vs SLA

FDM: слои расплавленного филамента. Разрешение ограничено диаметром сопла — зазоры между округляющимися линиями. Механическая связь слоев — слабые места по прочности.

SLA: лазер затвердевает смолу. Финерейшие детали, повторяемое высокое качество. Гладкие поверхности, высокая точность.
SLA создает химические связи — полностью плотные изделия, высокая боковая прочность, изотропные свойства.

Затраты на эксплуатацию

Не только цена принтера. Материал, электричество, обслуживание, пост-обработка — сильно влияют на стоимость детали.

Стоимость материалов (филамент, смола)

Главное — цена материала, расход на деталь (включая отходы), срок хранения, доп. расходники.

Типичная цена PLA, ABS, PETG — ~$20 за 1 кг прутка 1,75 мм.
ABS и PETG — прочность/ударовизкость, PLA — простота и универсальность. У FDM нет скрытых затрат (в отличие от SLA: перчатки, изопропил и др.).

Смола: $15–45 за 500 мл, $28–80 за 1000 мл.

Подробное сравнение затрат филамент vs смола — в отдельной статье.

Электричество

Потребление зависит от бренда/размера принтера, температур стола/сопла, размера детали. Средняя стоимость кВт·ч: Северная Америка 12,69¢, Европа 12,3¢, Азия 14,65¢, Южная Америка 15,18¢, Океания 26¢ — там электричество дороже.

Большие столы/высокие температуры = больше энергия. Против стоимости филамента/смолы — немного, но на партиях/парке принтеров становится заметно.

Пример: анализ потребления Ender 3 с прибором учета — в отдельной статье.

Общее обслуживание

Принтеры как любые станки: нужно предупредительное обслуживание и замена изношенных деталей. Хорошо обслуженный принтер работает без простоев.

Но износ неизбежен. Сопло — критично для качества, чистите и меняйте вовремя. Статьи: как часто менять, как менять, как чистить засор.

Со временем могут понадобиться: шаговые двигатели, материнская плата, ремни, пружины стола, датчики ABL и др.

Дополнительные материалы (пост-обработка)

Факторы, влияющие на стоимость детали, но не на печать напрямую — пост-обработка: чистка, шлифовка, покраска, окраска. Учитывайте стоимость материалов и время.

Наждачка, ацетон, краски, кисти, аэрозоли. Ручная пост-обработка дорогая по времени, в серийном производстве неэффективна (брак учитывается тут).

Стоимость софта (CAD и слайсеры)

Cura, PrusaSlicer — бесплатно. Simplify3D — платно (~$150 лицензия). Для обучения и качественных печатей бесплатных хватает. Опыт приходит — может оправдаться покупка продвинутых фич. Преимущество платных слайсеров сокращается — платить стоит только в специфических случаях.

CAD для дизайна: есть бесплатные, лучшие — платные (подписка). Статьи про слайсеры и CAD:

• Лучшие слайсеры
• Tinkercad для 3D-печати?
• Fusion 360 для 3D-печати?
• Как создавать модели для 3D-печати?
• Simplify3D стоит денег? Сравнение с Cura и PrusaSlicer

Готовые модели в сети (не всегда бесплатно)

Собственный дизайн не всегда оптимален. Много бесплатных файлов (Thingiverse — крупнейшая база). Наш поисковик агрегирует топовые источники: https://www.3dsolved.com

Если нужен конкретный файл — возможно, придется купить STL. Стоимость файла на деталь ниже при больших тиражах.

Как рассчитать стоимость 3D-печати

Пример: Prusa i3 MK3S+ (~$1 000). Работает 8 ч/день 2 года. 8 × 365 × 2 = 5 840 ч — всего часов (консервативно, не значит смерть принтера, просто график амортизации).

Амортизация принтера в час: $1 000 / 5 840 ч = 17 центов/ч.

Расход филамента на модель: слайс в Cura покажет граммы, умножьте на цену катушки. Ориентир: ~7,5 г/ч при слое 0,2 мм и консервативной скорости. Катушка $20/кг → филамент $0,15/ч.

Сопла менять каждые 2 месяца при 8 ч/день. Латунное 0,4 мм ~$5,78 (среднее по брендам). За 2 года = 12 сопел = $69,36. В час: ~1 цент/ч.

Электричество: пример Северная Америка 12,69¢/кВт·ч → ~1,58 цент/ч (12,64 цента/день).

Ремонт/обслуживание — зависит от принтера, обычно немного, если не сгорела материнка.

Сводка средних затрат:

• За час: амортизация + филамент + сопло + электричество = 34,58 центов/ч
• В день: $2,76
• В год: $695
• Мелкий объект (10–15 г филамента): 67,5 центов
• Чехол для телефона: 27 центов

Калькулятор Prusa

Рассчитан под биллинг клиентам за печать на заказ. Загрузите G-код или введите время/вес филамента вручную. Ответит: сколько брать за печать? Электричество существенно? ROI и ваше время?

Как снизить затраты настройками слайсера

Хотите дешевле без потери качества — используйте оптимальные настройки.

Поддержки только когда реально нужны

Поддержки = доп. материал + время печати + пост-обработка. Часто переориентация модели в слайсере убирает лишний пластик.
Увеличьте угол включения поддержок (Cura по умолчанию 45°). Если знаете свой принтер — можете печатать 60° нависы без поддержок.

Уменьшите процент наполнения (infill)

Меньше наполнение = меньше материал, быстрее печать, меньше износ/электричество, выше выход в час.
Можно сделать полую модель, но нужен минимальный толщину стенок для целостности.

Уменьшите число оболочек (walls/shells)

Аналогично: меньше материал, меньше время. Балансируйте наполнение и стены для сохранения прочности.

Печатайте быстрее

Не жертвуя качеством/прочностью — быстрее печать = меньше время нагрева сопла/стола (главные потребители энергии).

Снизьте температуру стола

Нагрев стола — длинные медные дорожки-резисторы. Выше темп. = больше энергия. Если адгезия ок (в основном PLA) — снижайте температуру стола.

Затраты на аутсорсинг печати

Не хотите покупать/эксплуатировать принтер — отдайте на аутсорс. Хорошо, чтобы сэкономить время или для разовой печати. Плюс — доступ к промышленным принтерам.

Услуги печати дорогие: сверх наших затрат — промышленные принтеры (дороже) + наценка сервиса. Для хобби — свой принтер выгоднее в долгосроке.