Avez-vous déjà réfléchi au coût réel de l’impression 3D métal ? Ou avez-vous du mal à fixer un prix raisonnable pour les services d’impression 3D ? Ces questions ne sont pas de simples jeux de chiffres, mais impliquent des calculs complexes à plusieurs niveaux.
Lorsque nous disposons d’une imprimante 3D métal, en plus de répondre à nos propres besoins d’impression, de nombreuses personnes envisagent également de l’utiliser pour fournir Services d'impression 3D et réaliser des bénéfices commerciaux. Cependant, lors de la fixation des prix, nous nous concentrons souvent uniquement sur les coûts des matériaux. Mais cette méthode de calcul est-elle complète et précise ?
En fait, le coût de l’impression 3D métal va bien au-delà. En plus des coûts des matériaux, nous devons également prendre en compte plusieurs aspects tels que la dépréciation des équipements, les coûts d'électricité, les coûts de maintenance et les coûts de main-d'œuvre. Même si ces coûts peuvent paraître insignifiants, ils vont progressivement s’accumuler sur le long terme et avoir un impact significatif sur le coût final de l’impression.
Dans cet article, nous examinerons les facteurs qui affectent le coût de l’impression 3D métal et comment contrôler efficacement les coûts.
Facteurs affectant le coût de l’impression 3D métal
De nombreux facteurs affectent le coût de l’impression 3D métal, et ils interagissent et s’influencent mutuellement, formant ensemble une structure de coûts complexe. Voici 6 aspects à considérer lors du calcul des coûts :
- Coût matériel
- Coût d'amortissement des machines
- Coût du travail
- Risque d'échec
- Coût de maintenance
- Post-traitement
Coût matériel
Dans l’impression 3D métal, le coût des matériaux est généralement le principal facteur dans le calcul du coût global. Cela implique deux aspects principaux : le poids du matériel imprimé et le prix unitaire du matériel.
Le poids des pièces imprimées inclut non seulement le poids du produit final, mais doit également prendre en compte le poids de la structure de support. La structure de support joue un rôle de support de la partie suspendue pendant le processus d'impression, mais elle est généralement retirée une fois l'impression terminée. Par conséquent, lors du calcul des coûts des matériaux, il est nécessaire de veiller à ce que le poids de la structure porteuse soit également pris en compte. Heureusement, les logiciels de découpage d'impression 3D modernes tels que Cura, PrusaSlicer et Simplify 3D peuvent calculer automatiquement le poids du modèle requis, ce qui nous offre une grande commodité.
De plus, nous devons déterminer le prix par kilogramme de matériau. Le prix de la poudre métallique varie en fonction du type de matériau, de sa pureté et du fournisseur. Les matériaux métalliques courants comprennent l'acier inoxydable, l'alliage de titane, l'alliage d'aluminium, etc., et le prix de chaque matériau varie. Par conséquent, lors de la sélection des matériaux, en plus de considérer leur applicabilité et leurs performances, il est également nécessaire de prendre en compte leurs facteurs de coût.
Coût d'amortissement des machines
D’une manière générale, la durée de vie d’une imprimante 3D de bureau classique se situe entre 3 et 5 ans. Pour simplifier le calcul, on peut prendre la valeur moyenne, en supposant qu'elle soit de 4 ans.
Ensuite, nous devons considérer la durée d’utilisation réelle de la machine. Bien qu'en théorie les machines puissent fonctionner 24 heures sur 8, dans la pratique, pour des raisons de maintenance, d'entretien, de repos et pour d'autres raisons, les machines ne fonctionnent pas 8 heures sur 250. Nous devons donc estimer la durée moyenne d’utilisation de la machine. En supposant une durée normale de travail de XNUMX heures, le nombre d'heures de travail dans une année est de XNUMX heures/jour * XNUMX jours/an (en tenant compte des jours fériés et des week-ends).
Nous pouvons désormais calculer le coût horaire d’amortissement de la machine. En supposant que le prix de vente de la machine soit de 80000 XNUMX $, le coût d’amortissement par heure peut être calculé à l’aide de la formule suivante :
Coût d'amortissement horaire = 80000 4 $ / (250 ans * 8 jours/an * XNUMX heures/jour)
Cette formule répartit le prix de vente de la machine sur chaque heure de travail, obtenant ainsi le coût d'amortissement par heure.
Les coûts de main-d'œuvre
Lors du calcul du coût de l’impression 3D métal, le coût de la main d’œuvre est un facteur indéniable. Bien que les imprimantes 3D modernes soient devenues hautement automatisées, les opérateurs doivent toujours vérifier l’état de l’équipement, installer le matériel d’impression et ajuster les paramètres d’impression avant de commencer l’impression. Ces tâches exigent non seulement que les opérateurs possèdent une riche expérience et des compétences, mais aussi qu’ils investissent beaucoup de temps.
Par exemple, si le salaire mensuel d'un opérateur est de 5000 20 $ (le salaire réel peut varier en fonction de l'expérience et du niveau de compétence), calculé sur la base d'un travail de 8 jours par mois et de 31 heures par jour, son coût horaire de main-d'œuvre sera proche de 3 $. Ce coût représente une dépense importante pour de nombreuses entreprises ou particuliers. Par conséquent, les coûts de main-d’œuvre deviennent souvent la partie la plus coûteuse des coûts de production d’impression XNUMXD.
Risque d'échec
Le risque de panne est directement lié à l'efficacité de la production et au contrôle des coûts, qui impliquent de multiples considérations, notamment la stabilité de la machine, les paramètres logiciels, le temps d'impression et la complexité du modèle. Ces facteurs sont étroitement liés et affectent ensemble le taux de réussite de l’impression.
Par exemple, s’il y a 1 échec sur 5 impressions, le taux d’échec élevé dépend de la situation réelle. Pour certaines tâches d'impression de haute précision et très exigeantes, un tel taux d'échec peut être élevé et nécessiter une optimisation et une amélioration supplémentaires. Pour certaines tâches d'impression ordinaires, ce taux d'échec peut se situer dans une plage acceptable.
Coûts de maintenance
En tant qu’appareil mécanique, les imprimantes 3D sont inévitablement confrontées à un besoin de maintenance. Les éléments de maintenance courants peuvent inclure le remplacement des buses ou des membranes de dégagement, la réparation des interrupteurs de fin de course ou des contrôleurs de température, etc. De plus, afin de maintenir les performances stables de l'imprimante et de prolonger sa durée de vie, il peut être nécessaire de remplacer régulièrement certains composants clés.
De manière générale, si l'imprimante 3D métal ne présente pas de dysfonctionnement grave, le coût de maintenance représente généralement environ 2 à 3 % de la valeur totale de l'équipement. Bien entendu, ce ratio sera influencé par divers facteurs, notamment la marque, le modèle, la durée de vie et la fréquence d'entretien de l'équipement.
Outre les coûts d’entretien, il faut également tenir compte des dépenses en électricité. Le calcul des factures d’électricité repose principalement sur la puissance de la machine et le temps d’impression. Si la consommation électrique moyenne par kilowattheure est comprise entre 0.10 et 0.15 $, pour une imprimante 3D FDM courante avec un lit chauffant, sa consommation électrique par heure est d'environ 0.04 degrés, ce qui signifie que le coût en énergie est d'environ 0.004 à 0.006 $ par heure.
Post-traitement
Les produits métalliques plus complexes nécessitent plus de temps d’impression et un savoir-faire plus raffiné. Une fois l’impression 3D métallique terminée, un post-traitement est souvent nécessaire pour améliorer encore la qualité des pièces imprimées. Le post-traitement peut inclure des étapes telles que polissageet la coloration, qui entraînent tous des coûts supplémentaires. Afin d'améliorer la douceur ou la qualité de la surface, de réduire la rugosité de la surface, de nettoyer les canaux internes ou d'éliminer les particules partiellement fondues des pièces, des solutions plus avancées finition de surface peuvent être nécessaires, comme un traitement chimique, un polissage au laser, etc. Ces étapes de post-traitement augmentent non seulement la complexité opérationnelle et les coûts en temps, mais peuvent également impliquer des équipements et des produits chimiques de grande valeur, augmentant considérablement les coûts globaux. S’ils sont externalisés, ces coûts peuvent atteindre des centaines, voire des milliers de dollars.
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Alors, comment maîtriser les coûts ?
Il existe plusieurs méthodes pour contrôler le coût de l’impression 3D métal, notamment :
Optimiser la conception du modèle
Réduire l'échelle du dessin ou utiliser des motifs creux réduit efficacement le matériau requis, réduisant ainsi les coûts d'impression. Cependant, il est important de noter que l'épaisseur de paroi des motifs creux doit se situer dans la plage de tolérance du matériau et que la zone creuse doit de préférence être supérieure à 2 mm pour garantir à la fois la qualité d'impression et les objectifs de réduction des coûts. De plus, une conception bien structurée peut minimiser l’utilisation de structures de support, ce qui permet de réduire davantage les coûts.
Sélection des supports d'impression appropriés
Le prix des matériaux métalliques varie considérablement, il est donc essentiel de choisir les matériaux qui offrent le meilleur rapport qualité-prix pour l'usage prévu. Faites attention à la qualité et à la pureté des matériaux pour éviter les échecs d'impression ou les résultats médiocres dus à des problèmes de matériaux, ce qui pourrait entraîner des coûts inutiles.
Améliorer l'efficacité de l'impression
L'optimisation des paramètres d'impression, l'amélioration de la stabilité de l'équipement et d'autres mesures peuvent raccourcir le temps d'impression, réduire la consommation d'énergie et ainsi réduire les coûts d'impression, en particulier lors de l'impression de gros lots ou de produits volumineux. De plus, la planification efficace des tâches d'impression afin de minimiser les temps d'inactivité des équipements peut augmenter les taux d'utilisation des équipements, réduisant ainsi les coûts unitaires.
Maîtriser les coûts de main d’œuvre
Bien que l’implication humaine soit requise dans le processus d’impression 3D métal, les coûts de main-d’œuvre peuvent être réduits en améliorant les niveaux de compétence des opérateurs et en optimisant les processus de production. Par exemple, une formation régulière des opérateurs afin d'améliorer leurs compétences et leur précision peut réduire les échecs d'impression et le gaspillage de matériaux causés par un fonctionnement incorrect.
Réduire les coûts de maintenance
Un entretien régulier de l'équipement ainsi qu'une identification et une résolution rapides des problèmes potentiels peuvent prolonger la durée de vie de l'équipement et réduire les coûts de maintenance. De plus, la sélection d’équipements fiables et de fournisseurs offrant un service complet peut également contribuer à réduire dans une certaine mesure les dépenses de maintenance.
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Avantages de l'impression 3D métal
Après avoir expliqué comment contrôler efficacement le coût de l’impression 3D métal, examinons les avantages de l’impression 3D métal ? Comment il joue un rôle important dans l’industrie manufacturière.
Liberté de conception accrue
Par rapport aux méthodes de fabrication traditionnelles, la technologie d’impression 3D métal réduit considérablement les limitations de conception dans le processus de fabrication, permettant aux concepteurs de laisser libre cours à leur imagination et de créer des produits plus innovants et uniques.
Dans la fabrication traditionnelle, en raison des limites de la technologie et des matériaux, les concepteurs doivent souvent faire des compromis dans la conception des produits pour répondre aux besoins de la chaîne de production. Cependant, l’émergence de la technologie d’impression 3D métal a complètement brisé cette contrainte. Il permet aux concepteurs de créer des produits dotés de structures internes complexes et de détails de surface fins, difficiles à obtenir dans la fabrication traditionnelle. Cette liberté de conception accrue contribue non seulement à améliorer les performances et la fonctionnalité du produit, mais offre également aux concepteurs un espace de création plus important.
Prototypage rapide
La technologie d’impression 3D métal peut rapidement transformer les conceptions en véritables prototypes de pièces métalliques, raccourcissant ainsi considérablement le cycle de développement du produit. Pour la vérification de la conception et la production à petite échelle de nouveaux produits, cet avantage est particulièrement important. Cela peut aider les entreprises à vérifier rapidement la faisabilité de la conception du produit et à réaliser le lancement du produit dans un court laps de temps, remportant ainsi la concurrence sur le marché.
Production sur mesure
La technologie d'impression 3D métal permet de réaliser une production personnalisée en fonction des besoins spécifiques des clients, répondant aux besoins spécifiques des différents utilisateurs. Dans le domaine médical, l'application de la technologie d'impression 3D métallique est particulièrement importante, permettant de fabriquer des dispositifs médicaux ou des implants en fonction de la situation spécifique des patients, améliorant ainsi l'efficacité du traitement et le confort du patient.
Conclusion
En résumé, le coût de l’impression 3D métal est une question complexe et multiforme. Lors du calcul du coût global, nous devons considérer et évaluer sous plusieurs angles. Riche, en tant que fournisseur professionnel de services d'impression 3D, s'engage à fournir à ses clients des solutions d'impression 3D professionnelles, efficaces et complètes. Nous disposons d’équipements et de technologies d’impression 3D avancés qui peuvent répondre aux divers besoins des clients, de la conception de prototypes à la production de masse. Si vous avez des besoins en impression 3D, n'hésitez pas à communiquez à tout moment, et nous serons heureux de vous servir.
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QFP
Les inconvénients de l'impression 3D métal incluent des coûts d'investissement initiaux élevés pour l'équipement, une sélection de matériaux limitée par rapport aux méthodes traditionnelles, des problèmes potentiels de résolution d'impression et de finition de surface, ainsi que des exigences de post-traitement pour retirer les structures de support et obtenir les propriétés souhaitées.
Les imprimantes 3D métal peuvent coûter entre plusieurs dizaines de milliers et plusieurs millions de dollars. Les imprimantes 3D métal d'entrée de gamme ou de bureau conçues pour des applications à petite échelle peuvent coûter entre 10,000 100,000 et 100,000 500,000 dollars environ. Les imprimantes métal de milieu de gamme de qualité industrielle coûtent généralement entre 3 1 et XNUMX XNUMX dollars. Les imprimantes XNUMXD métal haut de gamme ou à grande échelle dotées de fonctionnalités et de capacités avancées peuvent dépasser le million de dollars
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Cet article a été rédigé par les ingénieurs de BOYI TECHNOLOGY. Fuquan Chen est un ingénieur et expert technique fort de 20 ans d'expérience en prototypage rapide et en fabrication de pièces métalliques et plastiques.
