分析为您的企业实施3D打印的成本

旧物        2020-03-26   来源:瑾轩微人生

介绍

3D打印已经成为一种成熟的适合制作视觉模型的技术。功能原型、制造辅助工具和最终产品。 

在产品设计师、工程师或制造商的办公桌上,3D打印机是功能强大的工具。它能够快速的测试设计,并按需生产高难度定制的零件。对于企业来说,桌面3D打印机是一个有利的选择,因为它们的购买量很低。以及与其他选项相比的运行成本。选择高质量、专业的机器也会对预算方案带来节约,通过可靠性和易用性。可靠的3D打印机最大限度地延长了正常运行时间,并将更高的打印成功率,减少了操作所花费的时间,维护和培训。

但在投资3D打印之前,计算涉及成本并回答一些关键问题:

1、桌面3D打印与当前成本相比如何?

2、您需要多少台3D打印机?

3、在实现完全投资回报之前多久?

在本文档中,我们将研究如何计算这些成本和潜在的节约。

以某企业为例,该企业在产品开发过程的所有阶段都使用桌面3D打印机实现了显著的成本节约。

为什么要投资3D打印机?

1.成本节约:

像任何购买决定一样,选择是否购买自己的内部3D打印机就是一个例子。

直截了当的经济学。

但如果你不了解潜在的储蓄,有时就很难理解比较同类成本。例如,当外包时,你只需支付一个价格为整个服务。但是对于内部3D打印,您必须考虑以下因素:作为劳动力和运营成本。在你购买打印机之前,不容易知道这些费用是多少?别担心,这就是本指南将帮助您的地方。

2.质量:

另一个关键考虑因素是桌面3D打印作为原型或制造解决方案。基本上,3D打印机能做你需要它做的事情吗?主要要看的是3D打印机与什么材料兼容以及质量他们生产的零件。

    Ultimaker 3D打印机上打印的螺旋桨原型3D

根据3D打印机的不同,这两种方法都有很大的不同。高品质专业3D打印机应与各种不同性质的材料兼容(例如如强度、柔韧性、耐热性或耐化学性)。

质量很难衡量,但专业级3D打印机可以提供准确度和适用于视觉原型、功能原型等应用的零件强度制造辅助工具和其他最终用途零件。

比较打印机规格会给您一些建议,但我们也建议您查看3D打印机制造商的客户案例研究。他们的客户是否能够达到您所要求的结果?那就应该是考虑投资的3D打印机。

(1)可利用性

办公室或工作室中的3D打印机始终可用于按需生产,为您的业务带来额外的好处。创建定制的夹具、夹具或备件可以降低生产设施中的订购成本,而内部生产允许对库存采取“及时”的方法,从而消除了成本高昂的存储。

企业中的所有员工都可以从日以继夜地使用此类工具、创造持续改进的文化中获益,因为新想法可以立即得到测试和实施。

(2)效率

对于大多数使用内部3D打印的企业来说,其关键好处是它为设计过程带来的速度和效率。设计师不必等待设计迭代被外包和交付,而是可以在几个小时内看到他们产品的最新版本。这样可以在较短的时间内实现更多的迭代。

结果呢?由于更便宜的产品开发、更精致的设计和更快的上市时间,您的业务具有竞争优势。

比较成本:外包

如果您的业务需要原型或高度定制的部件,外包似乎是一个明智的选择。供应商负责一切,使设计师和工程师能够专注于他们的工作。而且缺乏大规模的前期投资意味着成本是定期的和可预测的。

与内部3D打印解决方案相比,外包的缺点是成本高、交付周期长。

桌面3D打印机可以按照与传统制造方法相当的标准生产部件,如视觉和功能原型、工具、制造辅助工具和最终用途产品。

例如,一个典型的3D打印部件的成本只有第三方服务机构收取的50500美元的一小部分。

(1)计算投资回报率

为了通过3D打印计算出投资回报率和回收期,首先需要确定每个外包零件的平均成本。

然后,计算每个3D打印部件的平均成本。这基本上是您打印所使用材料的成本,可以使用免费的Ultimaker Cura软件或通过向您的3D打印机销售商询问来计算。

将每个3D打印的成本加上设备投资和任何培训的成本。下面我们制作了一个图表,显示(使用示例成本)您如何计算投资回报率和回收期。计算投资回收期:


这些示例基于内部FFF和外包SLS 3D打印的平均值。例如硬件成本是一个多功能Ultimaker S5(包括税)

在本例中,购买3D打印机的回收期在37次打印之后。从这一点,与外包相比,每个内部打印都提供了节省。成本由于前期投资,内部3D打印最初更高,但每次打印的成本是少得多。您可以在下面看到费用明细。

前期成本

内部3D打印

外包3D打印

硬件和软件投资

$6500

$0

培训(可选)

$500

$0

打印成本



每次打印成本(平均)

$10

$200

20版画

$7200

$4000

50版画

$7500

$10000

80版画

$7800

$16000

虽然您的成本与此图表中的示例不完全相同,但它反映了内部3D打印节省的成本通常如何在相对较短的时间。要计算您的投资回报率,您可以填写自己的成本下面的空白表格:

前期成本

内部3D打印

外包3D打印

硬件和软件投资

$0


培训(可选)

$0


打印成本



每次打印成本(平均)



20版画



50版画



80版画



另一个需要考虑的问题是您需要投资多少台3D打印机。根据专业用户的平均要求,典型的FFF 3D打印机每天可以完成一到两个打印作业。如果您打印的是非常小的物体,或使用打印机大部分构建区域的大型零件,则打印时间将相应缩短或延长。小部件也可以在一个作业中一起打印。

如果您平均每周需要10个以上的部件,您可能需要多台打印机才能有足够的容量。您的3D打印机销售商应该能够根据您需要的打印类型为您提供建议。

当然,最初的投资会更高,但是如果使用像UltimakerCura Connect这样的工具进行有效管理,多台打印机可以极大地提高容量和吞吐量。

桌面3D打印解决方案的另一个好处是它是完全可扩展的。如果你第一次投资一台打印机,并且意识到这是不够的,您只需购买额外的打印机即可满足您的容量需求。

(2)3D打印成本明细

如果我们考虑购买3D打印硬件的成本,我们只需考虑购买打印机本身。一台台式FFF(熔丝制造)3D打印机是与其他解决方案和技术相比,特别经济的选择,例如作为选择性激光烧结(SLS)或大型工业打印机。一个Ultimaker S5需要投资约6500美元,包括税收。Ultimaker Cura,是一款由200多万用户免费提供的切片软件,用于控制打印机。

此外,材料成本与购买普通办公打印机纸张的成本相当。Ultimaker为各种项目提供广泛的材料。你也可以在多功能打印机上使用其他品牌的材料。平均来说,每克材料的价格只有几美分,每种印刷品大约520美元。

FFF是一个干净、安静的过程,不需要任何特殊的设施、工具或附件,从而将安装成本降到最低。一个Ultimaker可以很容易地放在办公桌的末端,或者组合在一个工作区中。


     建筑师办公室使用的Ultimaker 3D打印机

安装和维护所需的时间和成本取决于您选择的3D打印机。Ultimaker 3D打印机的设计考虑到快速设置,维护包括清洁和校准等简单任务,这些任务都不需要每月执行一次以上。多功能打印机也是高度可靠的机器,能够以高正常运行时间和打印成功率连续运行,从而获得更大的投资回报。

(3)培训

如果您使用的是专业级3D打印机,您应该拥有相对简单的用户体验。使用Ultimaker Cura等打印准备软件,可以轻松地将三维设计发送到打印机,可能需要进行一些小的调整。与数控机床不同,不需要专门的操作员。一般来说,精通三维建模软件的设计师也可以毫无问题地开发用于三维打印的模型。因此,对用户培训的投资是最小的,在某些情况下,这取决于您的团队现有的技能,完全没有必要向您的3D打印机销售商咨询他们提供的任何培训的成本和内容。您还可以下载我们的指南,了解FFF 3D打印和3D打印设计,以帮助您开始使用。

比较成本:内部流程

如果您决定在内部进行生产,仍然有几种技术可供选择从在本节中,我们将讨论最知名的内部公司的成本影响。你可以考虑的生产方法。

1、FFF(熔丝制造)

工作原理:材料的细丝通过打印机的喷嘴精确地输送到构建板上,并逐层构建一个对象。

成本考虑-优点:   

(1)与其他3D打印机类型相比,台式FFF打印机价格合理

(2)由于硬件成本低廉,可扩展的解决方案

(3)各种低成本产品材料。

(4)与其他3D打印机相比,所需的打印后处理最少。

成本考虑-缺点:

(1)某些打印所需的手动后处理,如删除支撑

(2)并非所有的打印机制造商都提供开放式灯丝系统,这可能导致“锁定”使用专有材料。

2、SLA(立体光刻)

工作原理:光聚合材料被光选择性地固化(例如激光),一层一层地形成一个物体。

成本考虑-优点:

(1)与其他3D打印机类型相比,台式SLA打印机价格合理。

(2)由于硬件成本低廉,可扩展的解决方案。

成本考虑-缺点:

(1)材料更昂贵比FFF的保质期短。

(2)需要购买和储存一些消耗品颜料、树脂罐、建筑平台和清洗液,所有这些       都需要定期更换。

(3)每次打印都需要耗时的手工后处理,如清洗、固化和移除支架。

(4)台式机上的小型构建卷提供较低的吞吐量容量。

3、SLS(激光烧结)

工作原理:粉末颗粒一层一层地融合成固体。物体由热源产生。

成本考虑-优点:

(1)当建造室用零件密集包装时,成本效益高。

(2)不需要支撑材料。

成本考虑-缺点:

(1)一个不太密集的建造室是不经济的。等待充满气室可能会导致提前期过长。导致提前期过长。

(2)硬件比FFF或SLA更昂贵,需要更多的空间。

(3)需要一个后处理站和粉末回收站,此外还需要额外的3D打印的投资回报率。

4、CNC

工作原理:CNC铣削涉及一台计算机控制的机器,从一块材料上切割下来。

成本考虑-优点

(1)用途广泛,提供多种材料和表面处理。

(2)如果需要非常高的精度和可重复性,则提供高效的选择。

成本考虑-缺点:

(1)需要较高的初始投资–数控机床通常花费数万美元或更多。

(2)机器设置和轴重新定位很耗时。

(3)复杂的机械需要培训和专门的操作员。

(4)精制的过程意味很多材料被切割掉了浪费。

5、注射成型

工作原理:将熔化的材料送入模具中,并将其设置为所需零件的形状。

成本考虑-优点:

(1)初始设置完成后,高度自动化的流程。

(2)快速生产时间。

(3)对大批量生产运行具有成本效益。

成本考虑-缺点:

(1)复杂设备所需的高资本投资。

(2)每次生产运行的工具设置成本。

(3)对于小批量生产运行不具有成本效益。

案例研究:Snow Business


Snow Business是全球冰雪效应的领导者。该公司开发用于电影和电视行业以及圣诞集市和其他现场活动的雪机。Snow Business使用Ultimaker 3D打印机进行原型制作、功能测试,并为复杂的Snow机器喷嘴创建最终零件。

挑战

以前,这些喷嘴原型的生产外包给SLS服务局。这个外包原型的周转时间最少是是7天,最少160美元的订单。

解决方案

Snow Business投资了三台多功能Ultimaker 3D打印机进行原型制作,并为Snow机器生产新的喷嘴。与外包解决方案形成鲜明对比的是,他们现在可以在几个小时内以最低的成本打印喷嘴。


SLS服务

Ultimaker 3D打印机

每部分成本

 

$160

$3.25

交货期

7

7小时

Snow Business公司研究主管保罗·丹尼(Paul Denney),该公司购买的第一批打印机仅在两周内就支付了费用。

       复杂喷嘴设计和最终3D打印部件的迭代


万宝三维科技有限公司  

WenpooTechnology Co., Ltd.  

TEL: 0757-81850015    

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