Custo da impressão 3D em metal: dissipando a confusão

A impressão 3D em metal é um processo revolucionário de construção de peças. Essas peças podem trazer uma mudança radical nos conceitos de design, mas o custo é um fator importante a seu favor. A maioria dos profissionais de design considera o custo da impressão 3D em metal complexo e, às vezes, surpreendentemente alto, o que complica os processos de orçamento. No entanto, entender o que compõe o custo — os materiais, a tecnologia e o pós-processamento — torna a impressão 3D em metal uma solução de fabricação inovadora, econômica e vantajosa.

O metal Impressão 3D O processo é dispendioso e os preços podem variar dependendo dos materiais utilizados, da geometria da peça e da sua finalidade. Geralmente, os custos variam de US$ 50 a vários milhares de dólares por peça. Portanto, ao selecionar os materiais e as alterações de design adequados, é possível controlar os custos da impressão 3D. Ao entender esses drivers de custo, você pode tomar melhores decisões no negócio de impressão 3D em metal. Agora, vamos discutir como vários aspectos afetam o custo da impressão 3D em metal para maximizar seu retorno sobre o investimento (ROI).

Determinantes de custo fixo de peças metálicas impressas em 3D

Comparado a métodos como fundição ou moldagem, a impressão 3D de metal oferece uma vantagem clara para desenvolvedores e menores custos iniciais. Para a maioria das aplicações, evitar ferramentas personalizadas economiza tempo e dinheiro.

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Otimização do Design 3D na Manufatura Aditiva

O abridor de garrafas redesenhado para manufatura aditiva é um exemplo de quão eficazmente a impressão 3D usa estruturas de suporte. Até mesmo ferramentas simples como calculadoras de custo ajudam a estimar o custo de impressoras de mesa, mas impressoras industriais exigem desembolso de capital e requisitos de infraestrutura mais significativos.

Custos de instalação de impressoras 3D industriais

Impressora 3D industrial

Impressoras industriais são mais caras de configurar do que as de mesa. Alguns dos principais fatores que podem afetar esses custos incluem: energia, material, volume de construção e validação. Normalmente, custa de US$ 20,000 para o pequeno modelo de fotopolímero a milhões para as grandes impressoras de metal. Alguns custos operacionais podem ser reciclagem de material, gases inertes, lasers, lavadoras de peças, etc., todos necessários para garantir a segurança.

Configuração essencial para impressão 3D industrial

A impressão 3D industrial requer manutenção, calibração precisa e, mais importante, técnicos qualificados. Além disso, você pode esperar alguns períodos de configuração e teste antes de atingir a produção total.

Principais impulsionadores de custos na impressão 3D de metal

Os dois maiores custos na impressão 3D de metal estão associados ao tempo de usinagem, impressão 3d de plástico custos e o custo de mão de obra/recursos humanos. Ao contrário da maioria das outras tecnologias de fabricação, os materiais são os drivers de custo secundários na impressão DMLS. A resolução também afeta o custo; quanto maior o número de camadas, maior o tempo de construção necessário.

Despesas essenciais de pós-processamento na impressão 3D

Em quase todos os casos, o pós-processamento de peças impressas em 3D é necessário. Alguma intervenção é necessária para remover suportes e quaisquer materiais restantes do processo de construção. Os fluxos de trabalho de pós-processamento variam de acordo com a tecnologia e, portanto, os custos podem aumentar. As estruturas de suporte geralmente se ligam à peça e à plataforma de construção. Portanto, as peças metálicas impressas em 3D geralmente passam por alívio de tensão antes que os suportes sejam removidos. 

Custos comparativos de técnicas de impressão 3D em metal

Aqui está uma tabela descrevendo algumas tecnologias de impressão 3D em metal, juntamente com suas faixas de custo aproximadas:

Observação: Custo da impressão 3D em metal pode variar significativamente com base na complexidade da peça, no volume de produção e no objetivo materiais de impressão 3d.

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A impressão 3D em metal é mais barata que a usinagem CNC?

Impressão 3D vs. Usinagem CNC

A comparação de custos entre metais  Impressão 3D vs Usinagem CNC pode ser feito em design de peças, volume e material. A impressão 3D de metal é tipicamente mais econômica quando geometria complexa é necessária em baixos volumes de produção. As geometrias que não são facilmente usinadas são canais internos, estruturas de treliça e assim por diante, enquanto com a impressão 3D, o desperdício de metais caros como titânio também é diminuído. A usinagem CNC é geralmente mais eficiente em produção de alto volume onde o custo das máquinas é justificado. O motivo? O CNC pode trabalhar com geometria básica, menos operações de operações secundárias e menor custo de configuração.

A impressão 3D de metal precisa de manuseio suave para pós e limpeza regular para a impressora, aumentando seus custos. Se precisão e acabamento de superfície suave são fatores importantes, o CNC geralmente se destaca devido à sua capacidade neste aspecto. Em geral, a impressão 3D pode ser mais eficaz na produção de componentes intrincados e variados, enquanto a usinagem CNC é preferível para alta repetibilidade de geometrias simples.

Dicas para reduzir custos de impressão 3D em metal

Aqui estão técnicas comuns para reduzir preços de impressão 3D em metal. 

1. Otimize o design das peças para eficiência

O design de impressão 3D foca especificamente na redução de suportes e no pós-processo. A redução de saliências e canalização reduz ainda mais a quantidade de material usado, o tempo de construção e os custos de mão de obra.

2. Selecione o material apropriado Pó e Impressora 3D

Pó metálico para 3D 3rinter

Selecionar o material e a máquina certos na linha de montagem também reduz o tempo e o dinheiro usados ​​na produção. Por exemplo, o alumínio é mais leve, mais forte e mais barato que o titânio. Evite comprar máquinas que não correspondam aos seus requisitos de material e precisão.

3. Ajuste a altura da camada para obter qualidade equilibrada

Escolher a altura correta da camada economiza tempo e despesas com material. Camadas mais altas reduzem o tempo de impressão, mas ainda conseguem atender à maioria das demandas de tolerância e detalhes. Para peças básicas, uma classificação de definição padrão geralmente é adequada.

4. Consolidar peças na plataforma de construção

Ter várias peças em um volume de construção é benéfico para a máquina. Os componentes de reforço reduzem o material de suporte e o tempo gasto para imprimir, reduzindo assim o custo.

5. Limite o pós-processamento às etapas essenciais

O pós-processamento deve ser feito somente com os acabamentos necessários. Um acabamento de superfície simples geralmente é suficiente para muitas aplicações. Essa abordagem ajuda a manter os custos de impressão 3D de metal baixos, especialmente para componentes funcionais. 

6. Verificação de rotina para impressoras 3D

Inspeção de impressão 3D 

A impressão 3D reduz o risco de ter que parar o trabalho de impressão completamente. Isso ajuda a evitar atrasos e interrupções dispendiosas. A manutenção reduz as despesas de reparo, otimiza a produtividade e elimina impressões ruins que são caras.

Quais são os custos dos materiais metálicos 3D?

Os preços do filamento de metal diferem muito, de US$ 250 a US$ 475 por quilo de aço inoxidável. O preço do cobre é de aproximadamente US$ 121/kg, enquanto o do titânio é de aproximadamente US$ 832/kg. Esses custos de material podem aumentar rapidamente. Em pouco tempo, eles podem até atingir o preço da própria impressora 3D, impactando os esforços de impressão 3D de baixo custo.

Pós e fios de metais fazem parte de uma categoria mais ampla em tecnologias de impressão 3D. Ao escolher uma impressora 3D de metal, pergunte se ela pode usar materiais metálicos padrão que são usados ​​em moldagem por injeção de metal ou soldagem. Muitos fabricantes podem se beneficiar da consistência do material em processos tradicionais e aditivos.

Os pós metálicos são multifuncionais, então seus preços variam. Quanto ao pó de impressão 3D de aço inoxidável, espera-se que ele tenha um preço entre US$ 90 e US$ 120 por quilo. Enquanto isso, a impressão 3D de titânio custa entre US$ 450 e US$ 600 por quilo. Muitas aplicações, especialmente aeroespaciais, exigem o uso de certos pós para impressão 3D, entre outras. A maioria das impressoras 3D de metal pode trabalhar apenas com esses tipos específicos de material.

Qual é o custo por hora da impressão 3D?

Há várias coisas levadas em consideração ao determinar o custo de impressão 3D em metal por uma hora. Isso pode incluir custo de eletricidade, custo de material, custo de mão de obra, manutenção e outros itens que podem ser necessários, como materiais de suporte.

Avaliar esses elementos permite fazer estimativas precisas dos custos de peças metálicas de impressão 3D de uma hora. Use a seguinte fórmula para um cálculo direto:

Custo total por hora = Custo de eletricidade + Custo dos materiais usados ​​+ Desgaste dos consumíveis + Custo de mão de obra + Depreciação da impressora + Despesas gerais

Para determinar o custo da eletricidade, use esta fórmula:

Custo de eletricidade da impressora = (consumo de energia da impressora em kW) x (horas de impressão) x (taxa por unidade kWh)

Para custos de material, aplique esta fórmula:

Custo do material = (Custo do material específico) x (Quantidade do material específico consumido por hora)

Por exemplo, um fornecedor local de serviços de impressão 3D DIY pode custar no mínimo US$ 1 a no máximo US$ 3 por hora. Esse preço contém o custo do filamento e todas as despesas fixas.

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Serviços de impressão 3D de metal personalizado ProleanTech

A Prolean Tech oferece impressão 3D personalizada soluções. Do design digital às peças funcionais, utilizamos a mais recente tecnologia de impressão 3D SLM para processamento direto. Nosso competente grupo de suporte está disponível para resolver seus problemas relacionados ao projeto de forma rápida e adequada.

Além da impressão em metal, oferecemos serviços inovadores de pós-processamento usando nossa tecnologia 3D Plus™. Ela facilita a obtenção da melhor qualidade dos componentes acabados. Ao empregar a tecnologia de fusão a laser seletivo, produzimos peças com formas complexas e alto desempenho mecânico. Essa abordagem é especialmente ideal para a produção de equipamentos em aeroespacial, medicina e manufatura. Impressão 3D de peças automotivas pois reduz as alterações dimensionais que podem afetar a qualidade do produto final na linha de produção.

Perguntas frequentes gerais sobre o custo da impressão 3D em metal

Q1. Quais são os principais impulsionadores dos preços da impressão 3D em metal?

Os principais fatores de custo incluem: custo de material, tempo gasto por máquinas, custo de mão de obra, requisitos de pós-processamento e custos de configuração que afetam o custo total da impressão 3D.

Q2. Como o tipo de material influencia o custo da impressão 3D em metal?

Alguns metais são mais baratos que outros por quilo. Por exemplo, o titânio custa muito mais que os custos de impressão 3D em alumínio, resultando em um alto custo total do projeto.

Q3. Por que peças maiores impressas em 3D geram custos e desperdícios mais altos?

Peças maiores geralmente levam mais material para serem construídas e, consequentemente, mais tempo para serem construídas, o que levará a um preço de impressão 3D mais alto. Mais desperdício pode ser caro para um negócio. Portanto, é essencial minimizar o desperdício por meio de design eficiente.

Q4. Por que impressões de alta resolução custam mais?

Porque eles exigem mais camadas, portanto, mais tempo para construir e são relativamente caros para realizar impressões de alta resolução. Custo e qualidade são sempre um problema nas escolhas de design.

Q5. Existem custos ocultos na impressão 3D de metal?

Sim, os possíveis custos ocultos incluem pós-processamento, manutenção de máquinas, perdas de material e outros custos operacionais que também devem ser incluídos no orçamento.

Q6. Como o custo operacional difere de um tipo de impressora para o outro?

O custo de operação varia de acordo com o tipo de impressora devido às diferenças no consumo de energia, na frequência de manutenção e na forma como ela lida com os materiais.

Q7. Como as empresas podem usar estimativas de custos para projetos de impressão 3D em metal?

Custos de material, tempo de equipamento, custos de mão de obra e outros custos incidentais devem ser considerados para fazer uma estimativa de custo realista para peças de metal impressas em 3D.