La impresión 3D de metal es un proceso revolucionario de construcción de piezas. Estas piezas pueden suponer un cambio radical en los conceptos de diseño, pero el coste es un factor muy importante a su favor. La mayoría de los profesionales del diseño consideran que el coste de la impresión 3D de metal es complejo y, a veces, sorprendentemente alto, lo que complica los procesos de elaboración de presupuestos. No obstante, saber qué factores determinan el coste, los materiales, la tecnología y el posprocesamiento hace que la impresión 3D de metal sea una solución de fabricación innovadora, rentable y beneficiosa.
El metal Impresión 3d El proceso es costoso y los precios pueden variar según los materiales utilizados, la geometría de la pieza y el uso previsto. Por lo general, los costos varían entre 50 y varios miles de dólares por una sola pieza. Por lo tanto, al seleccionar los materiales y los cambios de diseño adecuados, puede regular los costos de la impresión 3D.
Si comprende estos factores de costo, podrá tomar mejores decisiones en el negocio de la impresión 3D en metal. Ahora, analicemos cómo los distintos aspectos afectan el costo de la impresión 3D en metal para maximizar su retorno de la inversión (ROI).
Determinantes de los costos fijos de las piezas impresas en 3D de metal
En comparación con otros métodos, como la fundición o el moldeo, la impresión 3D de metal ofrece una clara ventaja para los desarrolladores y menores costos iniciales. Para la mayoría de las aplicaciones, evitar el uso de herramientas personalizadas ahorra tiempo y dinero.
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Optimización del diseño 3D en fabricación aditiva
El abridor de botellas rediseñado para la fabricación aditiva es un ejemplo de la eficacia con la que la impresión 3D utiliza las estructuras de soporte. Incluso herramientas sencillas como las calculadoras de costos ayudan a estimar el costo de las impresoras de escritorio, pero las impresoras industriales requieren una inversión de capital y requisitos de infraestructura más importantes.
Costos de instalación de impresoras 3D industriales
Impresora 3D industrial
Las impresoras industriales son más caras de instalar que las de escritorio. Algunos de los factores principales que pueden afectar estos costos incluyen: energía, material, volumen de impresión y validación. Normalmente, cuesta desde $20,000 para el modelo pequeño de fotopolímero hasta millones para las impresoras de metal grandes. Algunos costos operativos pueden ser reciclaje de material, gases inertes, láseres, lavadores de piezas, etc., todos necesarios para garantizar la seguridad.
Configuración básica para la impresión 3D industrial
La impresión 3D industrial requiere mantenimiento, calibración precisa y, lo más importante, técnicos capacitados. Además, es posible que se requieran algunos períodos de configuración y prueba antes de alcanzar la producción completa.
Factores de costo más importantes en la impresión 3D de metal
Los dos costos más grandes en la impresión 3D de metal están asociados con el tiempo de mecanización, plástico de impresión 3d Los costos y el costo de mano de obra/recursos humanos. A diferencia de la mayoría de las demás tecnologías de fabricación, los materiales son los factores de costo secundarios en la impresión DMLS. La resolución también afecta el costo: cuanto mayor sea el número de capas, mayor será el tiempo de construcción requerido.
Gastos esenciales de posprocesamiento en la impresión 3D
En casi todos los casos, es necesario realizar un posprocesamiento de las piezas impresas en 3D. Se requiere alguna intervención para retirar los soportes y cualquier material sobrante del proceso de construcción. Los flujos de trabajo de posprocesamiento varían según la tecnología y, por lo tanto, los costos pueden aumentar. Las estructuras de soporte generalmente se adhieren tanto a la pieza como a la plataforma de construcción. Por lo tanto, las piezas de metal impresas en 3D generalmente se someten a un proceso de alivio de tensión antes de retirar los soportes.
Costos comparativos de las técnicas de impresión 3D de metales
A continuación se muestra una tabla que describe algunas tecnologías de impresión 3D de metal junto con sus rangos de costos aproximados:
| Tecnología de impresión 3D | Costo Aproximado ($) |
| Fusión selectiva con láser (SLM) | $ 100 - $ 200 por hora |
| Fusión por haz de electrones (EBM) | $ 150 - $ 300 por hora |
| Chorro de aglutinante | $ 50 - $ 150 por hora |
| Deposición de energía dirigida (DED) | $ 200 - $ 400 por hora |
| Modelado por deposición fundida de metales (MFDM) | $ 50 - $ 100 por hora |
| Sinterizado selectivo por láser (SLS) | $ 80 - $ 150 por hora |
| Fabricación híbrida (combinación de métodos aditivos y sustractivos) | $ 200 - $ 500 por hora |
Nota: Costo de la impresión 3D de metal Puede variar significativamente según la complejidad de la pieza, el volumen de producción y el uso previsto. Materiales de impresión 3d.
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¿Es la impresión 3D de metal más barata que el mecanizado CNC?
Impresión 3D vs. mecanizado CNC
La comparación de costos entre el metal Impresión 3D vs mecanizado CNC Se puede realizar en diseño de piezas, volumen y material. La impresión 3D de metal suele ser más económica cuando se requiere una geometría compleja en volúmenes de producción bajos. Las geometrías que no se mecanizan fácilmente son los canales internos, las estructuras reticulares, etc., mientras que con la impresión 3D también se reduce el desperdicio de metales caros como el titanio. El mecanizado CNC suele ser más eficiente en la producción de gran volumen donde el coste de las máquinas está justificado. ¿La razón? El CNC puede trabajar con geometría básica, menos operaciones de operaciones secundarias y un menor coste de configuración.
La impresión 3D de metal requiere un manejo cuidadoso de los polvos y una limpieza regular de la impresora, lo que aumenta sus costos. Si bien la precisión y el acabado suave de la superficie son factores importantes, el CNC generalmente se destaca por su capacidad en este aspecto. En general, la impresión 3D puede ser más efectiva en la producción de componentes complejos y variados, mientras que el mecanizado CNC es preferible para una alta repetibilidad de geometrías simples.
Consejos para reducir los costes de impresión 3D de metal
A continuación se presentan técnicas comunes para reducir Precios de impresión 3D de metal.
- Optimice el diseño de piezas para lograr eficiencia
El diseño de impresión 3D se centra específicamente en la reducción de los soportes y el posprocesamiento. La reducción de los voladizos y la canalización reduce aún más la cantidad de material utilizado, el tiempo de construcción y los costes de mano de obra.
- Seleccione el material en polvo y la impresora 3D adecuados
Polvo metálico para impresora 3D
La selección del material y la máquina adecuados en la línea de montaje también reduce el tiempo y el dinero que se emplean en la producción. Por ejemplo, el aluminio es más ligero, más resistente y más barato que el titanio. Evite comprar máquinas que no se ajusten a sus requisitos de material y precisión.
- Ajuste la altura de la capa para lograr una calidad equilibrada
La elección de la altura de capa correcta permite ahorrar tiempo y gastos de material. Las capas más altas reducen el tiempo de impresión y, al mismo tiempo, permiten cumplir con la mayoría de las exigencias de tolerancia y detalle. Para piezas básicas, suele ser adecuada una clasificación de definición estándar.
- Consolidar piezas en la plataforma de construcción
Tener varias piezas en un volumen de construcción es beneficioso para la máquina. Los componentes de refuerzo reducen el material de soporte y el tiempo necesario para imprimir, lo que reduce el costo.
- Limite el posprocesamiento a los pasos esenciales
El posprocesamiento solo debe realizarse con los acabados necesarios. Un simple acabado de superficie suele ser suficiente para muchas aplicaciones. Este enfoque ayuda a mantener bajos los costos de impresión 3D de metal, especialmente para componentes funcionales.
- Revisión rutinaria de las impresoras 3D
Inspección de impresión 3D
La impresión 3D reduce el riesgo de tener que detener por completo el trabajo de impresión, lo que ayuda a evitar demoras e interrupciones costosas. El mantenimiento reduce los gastos de reparación, optimiza la productividad y elimina las impresiones de mala calidad que resultan costosas.
¿Cuáles son los costos de los materiales metálicos 3D?
Los precios de los filamentos metálicos varían enormemente, desde 250 a 475 dólares por kilogramo de acero inoxidable. El precio del cobre es de aproximadamente 121 dólares por kilogramo, mientras que el del titanio es de aproximadamente 832 dólares por kilogramo. Estos costos de material pueden acumularse rápidamente. En poco tiempo, pueden incluso alcanzar el precio de la propia impresora 3D, lo que afecta a los esfuerzos de impresión 3D de bajo costo.
Los polvos y alambres metálicos forman parte de una categoría más amplia de tecnologías de impresión 3D. Al elegir una impresora 3D de metal, pregunte si puede utilizar materiales metálicos estándar que se utilizan en el moldeo por inyección o la soldadura de metales. Muchos fabricantes pueden beneficiarse de la consistencia del material tanto en los procesos tradicionales como en los aditivos.
Los polvos metálicos son multifuncionales, por lo que sus precios varían. En cuanto al polvo de acero inoxidable para impresión 3D, se espera que tenga un precio de entre 90 y 120 dólares por kilogramo. Mientras tanto, la impresión 3D de titanio cuesta entre 450 y 600 dólares por kilogramo. Muchas aplicaciones, especialmente la aeroespacial, requieren el uso de ciertos polvos para la impresión 3D, entre otros. La mayoría de las impresoras 3D de metal pueden trabajar solo con estos tipos específicos de materiales.
¿Cuál es el coste por hora de la impresión 3D?
Hay varios factores que se tienen en cuenta al determinar el costo de impresión 3D de metal por hora. Estos pueden incluir el costo de la electricidad, el costo del material, el costo de la mano de obra, el mantenimiento y otros elementos que puedan ser necesarios, como los materiales de soporte.
La evaluación de estos elementos permite realizar estimaciones precisas de los costos de impresión 3D de piezas metálicas por hora. Utilice la siguiente fórmula para realizar un cálculo sencillo:
Costo total por hora = Costo de la electricidad + Costo de los materiales utilizados + Desgaste de los consumibles + Costo de mano de obra + Depreciación de la impresora + Gastos generales
Para determinar el costo de la electricidad, utilice esta fórmula:
Costo de electricidad de la impresora = (Consumo de energía de la impresora en KW) x (Horas de impresión) x (Tarifa por unidad de kWh)
Para los costos de materiales, aplique esta fórmula:
Costo del material = (Costo del material específico) x (Cantidad del material específico consumido por hora)
Por ejemplo, un proveedor local de servicios de impresión 3D DIY puede cobrar un mínimo de 1 dólar y un máximo de 3 dólares por hora. Este precio incluye el coste del filamento y todos los gastos fijos.
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Prolean Tech ofrece impresión 3d personalizada Soluciones. Desde el diseño digital hasta las piezas funcionales, utilizamos la última tecnología de impresión 3D SLM para el procesamiento directo. Nuestro competente grupo de soporte está disponible para resolver los problemas relacionados con su proyecto de manera rápida y adecuada.
Además de la impresión de metales, ofrecemos innovadores servicios de posprocesamiento mediante nuestra tecnología 3D Plus™, que facilita la obtención de la mejor calidad de los componentes terminados. Al emplear la tecnología de fusión selectiva por láser, producimos piezas con formas complejas y un alto rendimiento mecánico. Este enfoque es especialmente ideal para la producción de equipos en los sectores aeroespacial, médico y de fabricación. Impresión 3D de piezas de automóviles ya que reduce los cambios dimensionales que podrían afectar la calidad del producto final en la línea de producción.
Preguntas frecuentes generales sobre el costo de la impresión 3D en metal
P1. ¿Cuáles son los principales factores que impulsan los precios de la impresión 3D en metal?
Los principales impulsores de costos incluyen: el costo del material, el tiempo empleado por las máquinas, el costo de mano de obra, los requisitos de posprocesamiento y los costos de configuración que afectan el costo total de la impresión 3D.
P2. ¿Cómo influye el tipo de material en el coste de la impresión 3D de metal?
Algunos metales son más baratos que otros por kilogramo. Por ejemplo, el titanio cuesta mucho más que el aluminio, lo que da como resultado un costo total del proyecto elevado.
P3. ¿Por qué las piezas impresas en 3D de mayor tamaño implican mayores costes y desperdicios?
Las piezas más grandes suelen requerir más material para su fabricación y, en consecuencia, más tiempo, lo que se traduce en un mayor precio de impresión 3D. Un mayor desperdicio puede resultar costoso para una empresa. Por lo tanto, es esencial minimizar el desperdicio mediante un diseño eficiente.
P4. ¿Por qué las impresiones de alta resolución cuestan más?
Debido a que requieren más capas, se necesita más tiempo para su construcción y son relativamente costosas para lograr impresiones de alta resolución, el costo y la calidad siempre son un factor a considerar en las elecciones de diseño.
P5. ¿Existen costos ocultos en la impresión 3D de metal?
Sí, los posibles costos ocultos incluyen el posprocesamiento, el mantenimiento de la máquina, las pérdidas de material y otros costos operativos que también deben incluirse en el presupuesto.
P6. ¿En qué se diferencia el coste operativo de un tipo de impresora a otro?
El costo de operación varía según el tipo de impresora debido a las diferencias en el consumo de energía, la frecuencia de mantenimiento y cómo maneja los materiales.
P7. ¿Cómo pueden las empresas utilizar la estimación de costos para proyectos de impresión 3D de metal?
Se deben considerar los costos de materiales, el tiempo del equipo, los costos de mano de obra y otros costos incidentales para hacer una estimación de costos realista para la impresión 3D de piezas de metal.
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