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完整的 3D 打印成本明细; 2022 年更新!

为确保您在使用 3D 打印技术时获得最大的收益,有时需要计算打印成本,尤其是当目标是销售打印件时。

由于存在广泛的应用程序,打印机的价格可能会有很大差异。但比较打印机价格并不总能告诉您打印件的完整价格。

在本文中,我们将探讨最终会影响运行 3D 打印机的最终成本的许多其他因素,例如不同 3D 打印技术的材料成本,以及电力成本、后处理材料以及与以前的模型设计。

一台有源 3D 打印机的成本约为每小时 0.35 美元。这不仅包括灯丝消耗(每小时 15 美分),还包括电费(每小时 1.58 美分)、喷嘴更换(每小时 1 美分)和机器摊销(每小时 0.17 美元)。 保守地说,如果您在工作日每天操作机器 8 小时(每年 252 天),这意味着每年的成本为 695 美元。

阅读本文后,您将能够计算生产成本,确保您在降低成本和保持高质量之间找到平衡。

3D 打印机的价格

有不同种类的打印机。熔融沉积成型 (FDM) 和立体光刻 (SLA) 是当今市场上最流行和广泛使用的两种 3D 打印机。

FDM 打印机通过在打印床上挤出和沉积熔化的热塑性长丝层来工作,而 SLA 打印机使用激光在称为光聚合的过程中逐层选择性地固化液态聚合物树脂。

尽管价格范围很广,但成本最低的 3D 打印机通常是 FDM 打印机。这可能就是为什么它是爱好者 3D 打印机中使用最广泛的 3D 打印方法,并且对于仅打印数量有限的相对简单原型的情况。更高性能的专业和工业 FDM 打印机也受到专业人士的欢迎。当然,它们的成本要高得多。

以下是可用的不同 FDM 3D 打印机类别的一些预估价格:

过去 SLA 技术仅适用于昂贵的工业级细分市场,但幸运的是,如今该流程变得更容易获得。

专业的 SLA 桌面打印机起价为 3,500 美元,提供更大构建量的大幅面台式打印机起价约为 11,000 美元。话虽如此,但有可能以 200 美元左右的价格买到高质量的爱好者 SLA 打印机,例如 Elegoo Mars 2 Pro。

FDM 和 SLA 打印机的打印质量差异

FDM 打印机通过在打印床上分层熔融长丝来构建部件。此过程使分辨率由挤出喷嘴的尺寸定义,因为每一层的圆线之间都有空隙。

此外,FDM 打印在层之间产生机械结合。由于层之间的界面成为薄弱点,因此这种构造特性会影响强度。

另一方面,SLA 技术使用不同的工艺,液体树脂通过激光固化形成每一层。这个过程使我们能够获得更精细的细节,并且更可靠地反复获得高质量的结果。因此,我们将获得光滑的表面、较高的零件精度和精度。

与 FDM 打印机不同,SLA 打印机会产生化学键,从而产生完全致密的部件,从而提供高度的横向强度,从而形成各向同性的部件。

运行 3D 打印机的成本

与人们想象的相反,运行 3D 打印机的成本不仅与您的 3D 打印机成本有关。

这不会告诉您打印部件的完整成本。

打印材料、电力消耗、机器维护和后处理附加材料是会显着影响每个零件最终成本的一些因素。

3D 打印材料成本(灯丝、树脂)

计算印刷成本时要考虑的主要事项之一是材料成本。反过来,这取决于 3D 打印材料本身的成本、制造给定零件需要多少材料(包括废物)、材料的保质期以及是否需要其他元素来打印零件。

每个PLA、ABS 或 PETG 的通常成本约为 20 美元,用于 1 公斤的 1.75 毫米长丝线轴 .

ABS 和 PETG 的特点是耐用性和抗冲击性,而 PLA 的特点是使用方便,应用广泛。

与需要考虑许多额外成本(如手套、异丙醇等)的 SLA 打印机不同,使用 FDM 打印机没有隐藏成本。

500 毫升材料的树脂价格从 15 美元到 45 美元不等,1000 毫升材料的价格范围在 28 美元到 80 美元之间。

有关长丝和树脂成本之间的广泛比较,请查看我就该主题撰写的这篇文章。

电费

打印机使用的电力主要取决于打印机的品牌和尺寸、加热床和喷嘴的温度以及打印件的尺寸。 作为参考,北美每千瓦时的平均成本是 12.69 美分,与欧洲(12.3 美分)、亚洲(14.65 美分)和南美(15.18 美分)相似。如果您位于大洋洲,电费会产生更大的影响,那里的每千瓦时成本为 26 厘。

例如,具有较大加热床的打印机或可以在较高温度下打印的打印机往往会消耗更多电力。

将其与灯丝或树脂的价格进行比较,电力并没有给总成本增加太多。但是,在您需要批量打印或有大量机器工作的情况下,它可能会变得很重要。

例如,在本文中,您将通过使用电量使用监视器对 Ender 3 消耗的电量进行分析。

一般维护

3D打印机与其他机器没有什么不同;他们都需要预防性维护,最终需要更换一些零件。

适当维护的机器将按预期运行,并且可以避免停机时间。

但是,您仍然无法使某些部件免于磨损。

这方面的一个例子是喷嘴。它们对打印质量有重大影响,这就是为什么保持它们清洁并在必要时更换它们很重要。

在这些文章中,您将找到有关应多久更换一次喷嘴、如何更换喷嘴以及如何清洁未堵塞喷嘴的信息。

随着时间的推移需要更换的其他部件可能是步进电机,可能是某些时候的主板、皮带、床弹簧、ABL 传感器等。

附加材料

可能还有其他因素会影响特定零件的最终成本。这些与打印模型并不严格相关,而是与后处理相关。

3D 打印零件通常需要一些后处理处理。这可以包括清洁或固定部件、表面处理和着色等做法。

在计算成本时,您应该考虑所有相关材料的价格以及执行这些处理所需的时间。

在后处理材料中,我们可以数砂纸、丙酮、油漆、刷子、喷漆等。

后处理可能会变得很昂贵,尤其是当它是手工完成时,并且由于需要时间以及部件破损的成本也包括在内,因此在大批量生产中可能不可持续。

软件成本(CAD 和切片器)

Cura 或 Prusa Slicer 等切片器通常是免费的,但例如 Simplify3D 则不是。您很可能不需要购买 Simplify3d,但作为参考,它的许可费用大约为 150 美元。

在尝试学习如何切割和打印模型时,像 Cura 这样的免费软件是开始学习基础知识的好方法,它们还能够生成高质量的打印件。

熟悉此软件后,您可能需要一套更全面的功能来证明投资的合理性。

值得注意的是,过去付费切片机的质量优势正在不断变小,现在只建议在非常特定的情况下付费购买许可证。

然后是用于设计模型的 CAD 软件,这些软件也可以是免费的,但最好的软件通常是付费的(按年或按月付款)。

在以下文章中,您将找到有关不同切片机和 CAD 软件的信息。

您可以在网上找到的设计(并非总是免费的)

从头开始设计零件可能并不总是最好的选择。网上已经有大量的数字设计文件可以为您节省大量时间。

它们中的大多数,例如在 Thingiverse(一个致力于共享用户创建的数字设计文件的网站)上的那些,都是免费的。您还应该查看我们自己的搜索引擎,它汇总了来自最流行来源的最相关结果:https://www.3dsolved.com

但是如果你想打印一些特定的东西,那么你可能需要为 STL 文件付费。如果是这种情况,请考虑需要打印的件数越多,每个零件的成本受到的影响就越小。

如何计算 3D 打印的成本

在本节中,我们将研究如何计算拥有和运行 3D 打印机的成本的示例。

我们以价格在 1.000 美元左右的 Prusa I3 MK3S+ FMD 3D 打印机为例 .假设您连续两年每天运行 8 小时。因此,8 小时 * 365 天 * 2 年 =5840 小时为我们提供了打印机将运行的总小时数 .这当然是一个非常保守的估计,并不意味着您的打印机从此无法使用,而只是作为折旧时间表。

完成此操作后,您可以通过将价格除以总小时数来计算拥有打印机每小时的成本(不包括电费和灯丝):$1.000 / 5840 hs=17 美分/小时

要计算特定型号的灯丝成本,请使用 Cura 对模型进行切片,它会告诉您需要多少灯丝,然后根据线轴成本计算成本。作为一个大概的数字,当以 0.2 毫米的层高和保守的速度打印时,3D 打印机每小时消耗大约 7.5 克灯丝。假设 1 公斤的长丝线轴成本为 20 美元,这导致 长丝成本为每小时 15 美分 .

喷嘴应该大约每两个月更换一次 如果您每天打印 8 小时,那么您应该包括该费用。每个直径 0.4 毫米的黄铜喷嘴售价 5.78 美元(几个可靠品牌的平均值)。按照前面的示例,您将在 2 年内需要 12 个喷嘴,折合为 69.36 美元。将其除以总小时数,您将得到大约 每小时 1 美分的成本 .

电力取决于您所在的国家/地区,您可以查看我写的关于该主题的完整文章。例如,让我们以 北美的电费为例,每千瓦时约为 12.69 美分 .这给了我们一个估计每小时 1.58 美分和每天 12.64 美分的成本。

一般维修和保养很大程度上取决于打印机,但不应该太多,除非主板之类的东西被烧毁。

以下列表总结了一些平均 3D 打印成本:

使用 Prusa 计算器

这个计算器的主要目的是让您知道要向客户收取多少印刷品的费用。

您只需加载 gcode 文件或手动输入打印时间和灯丝重量,它会回答以下问题:按需 3D 打印时您应该收取多少费用?电力是计算的主要因素吗?总投资和您的时间的回报如何?

如何使用 Slicer Settings 降低 3D 打印成本

如果您希望在降低打印成本的同时实现高打印质量,您可能需要确保始终使用最佳打印设置。

仅在实际需要时使用支撑

在需要支撑结构的项目中,您必须在计算中添加材料价格和构建这些结构所需的时间,还要考虑后处理部件所需的时间和工具。

有时,只需在切片软件中重新定位对象即可帮助减少打印中对不必要塑料的需求。

避免不必要的支撑结构的另一种方法是增加切片机开始引入支撑的角度。如果您了解您的打印机,您可以在不使用任何支撑的情况下打印 60 度悬垂(Cura 通常启用 45 度悬垂)。

降低填充密度

通过降低填充密度,您不仅可以节省更多材料,还可以更快地完成打印,这意味着更少的打印机磨损、更少的电力消耗和更多的每小时输出。

如果您完全挖空设计的内部,则可以节省材料。但是您必须小心,因为您使用的打印材料需要最小的壁厚才能保持船体的完整性。

减少炮弹/墙的数量

与降低填充密度的情况一样,减少墙的数量不仅会减少材料的使用量,还会减少处理时间。

始终尝试在填充物和减少墙壁数量之间保持平衡,以保持结构完整性并保持部件的高强度和质量。

打印速度更快

始终尽量避免忽视质量和强度打印速度更快,不仅可以节省您的时间,而且还可以减少喷嘴和热床的时间,这是消耗最多能源的地方。

降低床温

由于床印加热是由作为电阻器的长迹铜执行的,因此更高的温度意味着更高的电力消耗。可以看出,这会影响零件的最终成本。

然后,只有在没有粘附问题的情况下(主要是使用 PLA),才应该考虑降低床温。

外包印刷过程的成本

您可能对购买、操作和维护自己的 3d 打印机不感兴趣。在这种情况下,您可以考虑外包打印!

如果您希望节省一些时间,或者您只需要一次千载难逢的打印,这可能是一个不错的选择。外包还具有让您访问工业打印机的优势,否则您很可能无法使用这些打印机。

3D 打印服务可能非常昂贵,因为除了我们已经提到的所有成本之外,他们还必须考虑到他们使用的工业打印机,这些打印机要贵得多,而且他们还必须在该成本之上增加利润率。

那么,如果您只是为了好玩而打印,从长远来看,购买 3D 打印机将是最佳选择。


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