计算3d打印部件的成本

然而，由于更大的成本驱动因素——机器时间，立方体提出了一个挑战。“块状”零件难以直接金属激光烧结(摘要)，这是由于在层状烧结过程中，零件中产生了内应力。它们可以构建，但结果可能需要多次构建来输入机器参数，以及额外的后期处理步骤，以获得符合规范的最终部件。

在这个简单的例子中，立方体是一个更好的候选加工操作，而交联设计将不可能加工。由于交联设计中的材料更少，机器激光所需的旅行距离远远小于压缩立方体。消除激光的传播距离可以加快建造速度。更快的构建意味着成本更低的部件。通常需要支撑结构，因此DMLS部件有效地焊接到构建板上，并在整个分层构建过程中得到保护。固体立方体必须用许多层支撑脚手架来支撑，以保持它在烧结过程中牢固地焊接到建造板上。交联设计不需要任何自持结构。这意味着减少了机器运行时间，并消除了拆除支撑结构所需的完成步骤的劳动。

下面是另一个日常应用的例子:开瓶器，如图左图和下图所示。这个开瓶器是为机械加工而设计的。当我们的目标是按设计进行金属3D打印开瓶器时，机器和加工成本是整体零件成本中占比最大的因素。

该开瓶器经过重新设计，零件成本降低85%。特征被剥壳，厚截面被消除。它更轻，开瓶也没有问题。通过这种设计，我们看到生产这个零件所需的激光更少。更少的激光时间意味着更少的机器费用。此外，由于占地面积更小，机翼上没有外部支撑结构，在一个制造周期内可以打印更多的开瓶器，从而提高产量效率。

3d打印部件的安装成本

与传统的制造形式(如铸造或成型)相比，工业3D打印对设计师和开发人员来说有一个关键优势。通过打印，完全消除了与定制工具相关的成本和时间。拥有一台熔融沉积建模(FDM)打印机的成本已经变得容易和广泛获得，入门成本低。台式打印机的价格从几百美元到4000美元不等。大多数使用FDM/FFF长丝材料，价格从每公斤15美元到40美元不等。

看看这个成本计算器如果您有兴趣了解更多与台式打印机和操作相关的成本。然而，与台式打印机相比，工业级机器需要大量投资和操作基础设施。

对于工业3D打印机，由于所需的电力、材料和构建量的考虑以及所需的参数设置验证工作，设置成本远高于桌面打印机。

这些机器的价格从2万美元的小型光聚合物打印机到数百万美元的大型金属打印机不等。根据技术的不同，可能会有其他与材料回收、惰性气体、激光、零件垫圈和安全处理操作相关的运营成本。

机器维护，校准和熟练的劳动力是投资工业打印机时要考虑的事情。基于Protolabs在GE X Line 2000R大尺寸金属3D打印机方面的研发经验，在机器准备开始制造零件之前，可以计划大约两个月的设置和验证工作。

3D打印的零件成本驱动因素

主要零件成本驱动因素存在于每种不同的3D打印技术中。对于FDM/FFF，桌面打印机需要使用几个月才能达到盈亏平衡点。从这一点开始，主要的成本驱动因素是安装和完成的时间以及材料相关的成本。与DMLS部件相关的成本主要来自完成部件所需的机器时间和人工。在DMLS中，材料成本不是主要的成本驱动因素。一个原因是未使用的金属粉末几乎100%可回收。对于SLS，一种基于粉末的聚合物工艺，与粉末本身相关的部分成本非常高。与DMLS不同的是，每次构建后都必须报废一部分未使用的SLS粉末。摘要一样,PolyJet立体光刻也有主要的成本驱动因素与零件精加工有关。

3d打印零件的后处理成本

3d打印零件的后处理是一项高度人工的操作。这是99%的3d打印部件从打印机直接打印出来的必要步骤。与零件加工相关的大部分成本都与去除支架或多余粉末所需的人工有关。考虑不同技术和材料的工作流程，成本可能会因所使用的工艺而有所不同。一个典型的立体平版印刷部分的打印机将需要一个溶剂步骤，以去除多余的树脂粘在部分。支撑结构的拆除将由手工完成，需要进行砂光和喷砂作业，以实现均匀的外观部分。碳DLS部件需要在烤箱中进行额外的热处理步骤，以使材料达到峰值性能。SLS与多射流融合(MJF对于许多应用来说，这往往是最经济的选择，它不需要其他技术所要求的那种水平的后处理劳动力。通常，在MJF部件上进行染色应用，使其具有统一的外观。DMLS部件的工作流程通常需要在支架结构拆除之前进行应力消除，因为支架是焊接到部件上的，因此是一项劳动密集型工作。

总而言之，人工成本加上使3d打印部件达到最佳状态所需的材料和机械成本应该被考虑在内。如果您正在寻找优化和降低3D打印部件成本的方法，请参考以下六种方法削减成本的建议来自我们的应用工程团队。