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Kosten für industriellen 3D-Druck | Ausrüstung, Arbeit, Materialien

Die Kosten für den industriellen Druck verstehen

Die Kosten für den industriellen 3D-Druck hängen hauptsächlich von der gekauften Ausrüstung, der Menge des verwendeten Materials und der insgesamt benötigten Fertigungszeit ab. Es gibt auch Kosten, die sich mit anderen Kategorien überschneiden können - und Kosten, die Sie auf dem Weg dorthin reduzieren können. Unabhängig davon, ob Sie planen, Ihre eigene Ausrüstung für die additive Fertigung zu kaufen oder 3D-Druckprojekte an ein Dienstleistungsunternehmen auszulagern, ist es wichtig, die Kostenquellen zu verstehen, damit Sie sie effektiv verwalten können.

In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die drei wichtigsten Kostenquellen für den industriellen 3D-Druck.

- Ausstattung

- Arbeit

- Materialien

Die folgenden Abschnitte befassen sich mit jedem dieser Punkte im Detail.

Kosten der Ausrüstung

Die Wirtschaftlichkeit der additiven Fertigung beginnt bei den Investitionsgütern, die für den Druck und die Nachbearbeitung verwendet werden. Industrielle 3D-Drucker sind teurer als Geräte für den Endverbraucher, aber die Preise für Maschinen in Industriequalität sind sehr unterschiedlich. Die Kosten für Nachbearbeitungsgeräte variieren ebenfalls, und es gibt viele verschiedene Lösungen für sekundäre Aufgaben wie Waschen, Schleifen und Polieren.

Unabhängig vom Preis wollen Käufer von industriellen 3D-Druckern so schnell wie möglich einen Return on Investment (ROI) erzielen. Wenn Sie Ihre eigene Ausrüstung gekauft haben, möchten Sie wahrscheinlich Ihre Kosten in einer bestimmten Zeitspanne wieder hereinholen. Wie der Prusa Print Blog erklärt, können Sie die folgende Formel verwenden, um die stündlichen Gerätekosten zu berechnen.

Preis des Druckers/erforderliche Investition Rücklaufzeit (h) * Druckzeit (h) = stündliche Gerätekosten

Wenn Sie wissen wollen, wie viel Sie der Betrieb Ihres industriellen 3D-Druckers pro Stunde kostet, geht es nicht nur um den Preis des Druckers. Auch die Installation, der Stromverbrauch, die Wartung und die Ausfallzeiten der Maschine gehören zu den gerätebezogenen Kosten. Einige dieser Kosten könnten als Arbeitskosten und nicht als Gerätekosten kategorisiert werden, aber es ist trotzdem wichtig, sie alle zu erfassen.

Arbeitskosten

Bei der additiven Fertigung gibt es zwei große Quellen für Arbeitskosten: Druckvorbereitung und Nachbearbeitung. Dabei handelt es sich um mitarbeiterbezogene Kosten und nicht um maschinenbezogene Kosten, die Sie mit dieser Formel berechnen können.

Arbeitssatz * Arbeitsstunden = Arbeitskosten

Bei den Lohnkosten sollten Sie nicht nur die Löhne der Mitarbeiter, sondern auch die Kosten für Sozialleistungen berücksichtigen. Servicebüros können einen Aufschlag erheben und den Gesamtbetrag an die Kunden weitergeben.

Das Zeichnen eines Teils für den 3D-Druck kostet Zeit, aber auch das Zerlegen des Modells in einzelne Schichten. Einige 3D-Druckermodelle erfordern eine zeitaufwändige Druckvorbereitung, insbesondere wenn manuelle Halterungen erforderlich sind. Auch die Nachbearbeitung kann arbeitsintensiv sein. Nach einer Schätzung, die im New Equipment Digest (NED) veröffentlicht wurde, kostet jede sechs Stunden 3D-Druck eine Stunde Nachbearbeitung.

Einige 3D-Drucktechnologien erfordern jedoch weniger Nachbearbeitungen als andere. Wie HUBS in "Die Kosten des 3D-Drucks" erläutert, sind die Kosten für die Nachbearbeitung bei der Stereolithografie (SLA) aufgrund der hohen Oberflächenqualität der Teile am niedrigsten. Im Vergleich zu Technologien wie Fused Deposition Modeling (FDM) und Fused Filament Fabrication (FFF) hat SLA auch die geringsten Rüstzeiten. Eine Variante von SLA ist die Projektions-Mikro-Stereolithografie oder PuSL-Technologie, die eine schnelle Photopolymerisation einer ganzen Schicht flüssigen Polymers mit einem Blitz aus ultraviolettem (UV) Licht in mikroskopischer Auflösung ermöglicht.

3D-gedruckte Mikroschraube
Kunststoffteile kosten weniger als Metallteile. Bild oben: Glaukom-Stents

Materialkosten

Die Frage "Wie viel kostet der 3D-Druck?" ist eine Frage, deren Antwort immer mit Materialien zu tun hat . Kunststoffe kosten weniger als Metalle, und kleinere Teile kosten im Allgemeinen weniger als größere, weil weniger Material benötigt wird. Beim Mikro-3D-Druck, der additiven Fertigung sehr kleiner Teile mit mikroskaligen Abmessungen, wird sogar noch weniger Material benötigt. Zu den Anwendungen für den 3D-Druck im Mikromaßstab gehören kleine elektrische Steckverbinder, kardiovaskuläre Stents, mikrofluidische Geräte und mikroelektromechanische Systeme (MEMS).

Standardkunststoffe kosten weniger als technische Kunststoffe, aber einige 3D-Druckanwendungen erfordern teurere Materialien, um die Leistungsanforderungen zu erfüllen. Bei Keramikpulvern können polymere Bindemittel erforderlich sein, um die Stabilität zu gewährleisten. Die Preisgestaltung von 3D-Druckmaterialien spiegelt sich in ihrer Verpackung wider. So werden beispielsweise Filamente pro Spule und Pulver in Behältern verkauft und in Kilogramm gemessen. 3D-Druckerharze sind in Flaschen verpackt und werden in der Regel in Gramm angegeben.

Bei der Berechnung der Materialkosten ist es wichtig, nicht nur das Material zu berücksichtigen, das zur Herstellung der fertigen Teile verwendet wird. Es gibt auch eine gewisse Menge an Abfall - und hoffentlich so wenig wie möglich. Darüber hinaus benötigen einige 3D-gedruckte Teile Stützstrukturen. Um die Materialkosten zu senken, können die Konstrukteure diese reduzieren oder (wenn möglich) eliminieren. Die Verkleinerung eines Modells oder die Verwendung eines Hohlkörpermodells anstelle eines massiven Modells sind ebenfalls Möglichkeiten, den Materialverbrauch und damit auch die Kosten für den industriellen 3D-Druck zu senken.

Schließlich hängen die Materialkosten auch von der verwendeten 3D-Drucktechnologie ab. Obwohl SLA insgesamt höhere Materialkosten verursachen kann als Techniken wie Pulverbettfusion (PBF), können mit SLA komplexere Teilegeometrien und höhere Stückzahlen hergestellt werden. In Kombination mit den niedrigeren Nachbearbeitungskosten von SLA können die Gesamtbetriebskosten geringer ausfallen, als Sie denken.

Der Drucker microArch® S240 von BMF.

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