Industrielle Druckkosten verstehen
Die Kosten für den industriellen 3D-Druck hängen hauptsächlich von der angeschafften Ausrüstung, der Menge des verwendeten Materials und der benötigten Gesamtfertigungszeit ab. Es gibt auch Kosten, die sich über Kategorien hinweg überschneiden können – und Kosten, die Sie im Laufe der Zeit reduzieren können. Ob Sie beabsichtigen, eigene additive Fertigungsanlagen zu kaufen oder 3D-Druckprojekte an ein Dienstleistungsunternehmen auszulagern, es ist wichtig, die Kostenquellen zu verstehen, um sie effektiv verwalten zu können.
In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die drei Hauptkostenfaktoren im industriellen 3D-Druck.
· Ausrüstung
· Arbeitskraft
· Materialien
Die folgenden Abschnitte untersuchen jeden Punkt im Detail.
Gerätekosten
Die Wirtschaftlichkeit der additiven Fertigung beginnt mit den Investitionsgütern, die für den Druck und die Nachbearbeitung verwendet werden. Industrielle 3D-Drucker sind teurer als Geräte für Endverbraucher, aber die Preise für Maschinen in Industriequalität variieren erheblich. Auch die Kosten für Nachbearbeitungsgeräte sind unterschiedlich, und es gibt viele verschiedene Arten von Lösungen für sekundäre Aufgaben wie Waschen, Schleifen und Polieren.
Unabhängig vom Preis möchten Käufer von industriellen 3D-Druckern ihren Return on Investment (ROI) so schnell wie möglich erzielen. Wenn Sie Ihre eigene Ausrüstung erworben haben, möchten Sie Ihre Kosten wahrscheinlich innerhalb einer bestimmten Zeit wieder hereinholen. Wie der Prusa Print Blog erklärt, können Sie die folgende Formel verwenden, um die stündlichen Gerätekosten zu berechnen.
Druckerpreis / erforderliche Amortisationszeit (h) * Druckzeit (h) = stündliche Gerätekosten
Die Kenntnis der Betriebskosten Ihres industriellen 3D-Druckers pro Stunde umfasst jedoch mehr als nur den Anschaffungspreis des Druckers. Installation, Stromverbrauch, Wartung und Maschinenausfallzeiten sind ebenfalls gerätebezogene Kosten. Einige dieser Ausgaben könnten als Arbeitskosten statt als Gerätekosten kategorisiert werden, dennoch ist es wichtig, sie alle zu erfassen.
Arbeitskosten
In der additiven Fertigung gibt es zwei Hauptquellen für Arbeitskosten: die Druckvorbereitung und die Nachbearbeitung. Dies sind personalbezogene Kosten und keine maschinenbezogenen Kosten, und Sie können diese Formel verwenden, um jede davon zu berechnen.
Stundensatz * Arbeitsstunden = Arbeitskosten
Bei den Arbeitskosten ist zu beachten, dass nicht nur die Löhne der Mitarbeiter, sondern auch die Kosten für Sozialleistungen berücksichtigt werden müssen. Dienstleistungsbüros können einen Aufschlag anwenden und die Gesamtkosten an die Kunden weitergeben.
Die Konstruktion eines Bauteils für den 3D-Druck ist zeitaufwendig, ebenso wie das Slicen des Modells in einzelne Schichten. Einige 3D-Druckermodelle erfordern eine zeitintensive Druckvorbereitung, insbesondere wenn manuelle Stützstrukturen benötigt werden. Auch die Nachbearbeitung kann arbeitsintensiv sein. Laut einer Schätzung, die im New Equipment Digest (NED) veröffentlicht wurde, verursacht jede sechsstündige 3D-Druckzeit eine Stunde Nachbearbeitungsaufwand.
Einige 3D-Drucktechnologien erfordern jedoch weniger Nachbearbeitung als andere. Wie HUBS in „Die Kosten des 3D-Drucks“ erklärt, weist die Stereolithographie (SLA) die geringsten Kosten für die Nachbearbeitung auf, da sie eine „hohe Oberflächenqualität der Bauteile“ ermöglicht. Im Vergleich zu Technologien wie Fused Deposition Modeling (FDM) und Fused Filament Fabrication (FFF) bietet SLA auch die kürzesten Einrichtungszeiten für Bauteile. Varianten der SLA umfassen die Projektions-Mikro-Stereolithographie oder die PuSL-Technologie, die eine schnelle Photopolymerisation einer gesamten Schicht flüssigen Polymers mittels eines ultravioletten (UV-)Lichtblitzes mit Mikroskalenauflösung ermöglicht.
Materialkosten
„Wie viel kostet der 3D-Druck?“ ist eine Frage, deren Antwort immer Materialien beinhaltet. Kunststoffe sind kostengünstiger als Metalle, und kleinere Teile sind in der Regel günstiger als größere, da weniger Material benötigt wird. Der Mikro-3D-Druck, die additive Fertigung sehr kleiner Teile mit Mikromaßen, verbraucht noch weniger Material. Anwendungen für den Mikro-3D-Druck umfassen kleine elektrische Steckverbinder, kardiovaskuläre Stents, mikrofluidische Geräte und mikroelektromechanische Systeme (MEMS).
Standardkunststoffe sind kostengünstiger als technische Kunststoffe, jedoch erfordern einige 3D-Druckanwendungen teurere Materialien, um die Leistungsanforderungen zu erfüllen. Bei Keramikpulvern können Polymerbindemittel zur Stabilität erforderlich sein. Die Preisgestaltung von 3D-Druckmaterialien spiegelt sich in deren Verpackung wider. Filamente werden beispielsweise pro Spule bepreist, und Pulver werden in Behältern verkauft und in Kilogramm gemessen. 3D-Druckharze werden in Flaschen verpackt und typischerweise in Gramm verkauft.
Bei der Berechnung der Materialkosten ist es wichtig, mehr als nur das Material zu berücksichtigen, das zur Herstellung der fertigen Bauteile verwendet wird. Es entsteht auch eine gewisse Menge an Abfall – und hoffentlich so wenig wie möglich. Darüber hinaus benötigen einige 3D-gedruckte Bauteile Stützstrukturen. Um die Materialkosten zu senken, können Konstrukteure diese reduzieren oder (falls möglich) eliminieren. Die Verkleinerung eines Modells oder die Verwendung eines hohlen Modells anstelle eines massiven sind ebenfalls Möglichkeiten, den Materialverbrauch und damit Ihre industriellen 3D-Druckkosten zu senken.
Schließlich hängen die Materialkosten von der spezifischen 3D-Drucktechnologie ab, die zum Einsatz kommt. Obwohl SLA im Vergleich zu Techniken wie dem Pulverbettverfahren (PBF) höhere Materialgesamtkosten verursachen kann, ermöglicht SLA die Herstellung komplexerer Teilegeometrien und größerer Serien. In Kombination mit den geringeren Nachbearbeitungskosten von SLA könnten die Gesamtbetriebskosten niedriger sein, als Sie annehmen.
Kosten des industriellen 3D-Drucks im Vergleich zu den Kosten der subtraktiven Fertigung
Die Kenntnis Ihrer tatsächlichen industriellen 3D-Druckkosten kann Ihnen helfen, bessere Entscheidungen darüber zu treffen, wann Sie für höhere Stückzahlen auf subtraktive Fertigungsmethoden umsteigen sollten. BMF, der Pionier im Mikroskala-3D-Druck, bietet eine kostengünstige Alternative zu Mikro-Bearbeitung und Mikrospritzguss für kleine Bauteile, die eine hohe Auflösung, Genauigkeit und Präzision erfordern. Erfahren Sie mehr über uns.
