金属 3D プリントの実際のコストについて考えたことがありますか?それとも、3D プリント サービスの価格を適切に設定する方法に悩んでいますか?これらの問題は単純な数字遊びではなく、複数のレベルで複雑な計算が必要です。
金属 3D プリンターを持っていると、自社の印刷ニーズを満たすだけでなく、多くの人がそれを使用して次のサービスを提供することも検討します。 3Dプリントサービス そして商業的利益を達成します。しかし、価格を設定する際には材料費のみに注目してしまうことがよくあります。しかし、この計算方法は包括的で正確なのでしょうか?
実際、金属 3D プリントのコストはそれをはるかに超えています。材料費だけでなく、設備の減価償却費、電気代、メンテナンス費、人件費など多面的に考慮する必要があります。これらのコストはわずかに見えるかもしれませんが、長期的には徐々に蓄積され、最終的な印刷コストに大きな影響を与えます。
この記事では、金属 3D プリントのコストに影響を与える要因と、コストを効果的に管理する方法について詳しく説明します。
金属 3D プリントのコストに影響を与える要因
金属 3D プリンティングのコストに影響を与える要因は数多くあり、それらは相互に影響し合い、複雑なコスト構造を形成します。コストを計算する際に考慮すべき 6 つの側面は次のとおりです。
- 材料費
- 機械の減価償却費
- 人件費
- 失敗のリスク
- メンテナンス費用
- 後処理
材料費
金属 3D プリンティングでは、通常、材料コストが全体のコストを計算する際の主な要素となります。これには、印刷物の重量と素材の単価という XNUMX つの主な側面が関係します。
印刷部品の重量には、最終製品の重量だけでなく、支持構造の重量も考慮する必要があります。支持構造物は印刷工程中に吊り下げられた部分を支持する役割を果たしますが、通常は印刷終了後には取り外されます。したがって、材料費を計算する際には、支持構造の重量も考慮する必要があります。幸いなことに、Cura、PrusaSlicer、Simplify 3D などの最新の 3D プリンティング スライシング ソフトウェアは、必要なモデルの重量を自動的に計算できるため、非常に便利です。
さらに、材料のキログラムあたりの価格を決定する必要があります。金属粉末の価格は、材料の種類、純度、供給業者によって異なります。一般的な金属材料にはステンレス鋼、チタン合金、アルミニウム合金などがあり、材料ごとに価格が異なります。したがって、材料を選択する際には、適用性や性能に加えて、コスト面も考慮する必要があります。
機械の減価償却費
一般的に、通常のデスクトップ 3D プリンターの寿命は 3 ～ 5 年です。計算を簡単にするために、4 年間と仮定して平均値を取得します。
次に、マシンの実際の使用時間を考慮する必要があります。理論的には機械は 24 時間稼働できますが、実際の使用では、メンテナンス、メンテナンス、休憩などの理由により、機械は 8 日 8 時間稼働しているわけではありません。したがって、マシンの平均使用時間を推定する必要があります。通常の労働時間を 250 時間と仮定すると、年間労働時間は XNUMX 時間/日 * XNUMX 日/年となります (休日や週末の休みを考慮)。
これで、時間当たりの機械の減価償却費を計算できるようになりました。マシンの販売価格が 80000 ドルであると仮定すると、XNUMX 時間あたりの減価償却費は次の式を使用して計算できます。
80000 時間あたりの減価償却費 = 4 ドル /(250 年 * 8 日/年 * XNUMX 時間/日)
この計算式は、機械の販売価格を各稼働時間に分配し、時間当たりの減価償却費を求めます。
人件費
金属 3D プリントのコストを計算する場合、人件費は否定できない要素です。最新の 3D プリンタは高度に自動化されていますが、オペレータは依然として、印刷を開始する前に機器の状態を確認し、印刷材料を取り付け、印刷パラメータを調整する必要があります。これらの作業は、オペレーターに豊富な経験とスキルが要求されるだけでなく、多くの時間を費やす必要があります。
たとえば、オペレーターの月給が 5000 ドル (実際の給与は経験やスキル レベルによって異なる場合があります) の場合、月 20 日、8 日 31 時間の労働に基づいて計算すると、時間当たりの人件費は 3 ドル近くになります。このコストは、多くの企業や個人にとって大きな出費となります。したがって、多くの場合、人件費が XNUMXD プリントの製造コストの中で最も高価な部分になります。
失敗のリスク
故障のリスクは生産効率とコスト管理に直接関係しており、これには機械の安定性、ソフトウェア設定、印刷時間、モデルの複雑さなど、複数の考慮事項が含まれます。これらの要因は相互に絡み合い、印刷の成功率に影響を与えます。
たとえば、1 回の印刷で 5 回の不良があった場合、不良率の高さは実際の状況によって異なります。特定の高精度で需要の高い印刷タスクでは、このような失敗率が高くなる可能性があり、さらなる最適化と改善が必要になります。一部の通常の印刷タスクでは、この失敗率は許容範囲内である可能性があります。
維持費
3D プリンターは機械装置であるため、メンテナンスの必要性が避けられません。一般的なメンテナンス項目には、ノズルやリリース膜の交換、リミットスイッチや温度コントローラーの修理などが含まれます。また、プリンターの安定した性能を維持し、耐用年数を延ばすために、一部の主要コンポーネントを定期的に交換する必要がある場合があります。
一般的に、金属3Dプリンターは重大な故障がなければ、装置総額の2～3％程度のメンテナンス費用がかかるのが通常です。もちろん、この比率は、機器のブランド、モデル、耐用年数、メンテナンスの頻度など、さまざまな要因によって影響されます。
メンテナンス費用に加えて、電気代も考慮する必要があります。電気代の計算は主にマシンの電力と印刷時間に基づいて行われます。キロワット時あたりの平均電力消費量が 0.10 ～ 0.15 ドルの場合、加熱ベッドを備えた一般的な FDM 3D プリンタの場合、0.04 時間あたりの電力消費量は約 0.004 度です。これは、電力コストが 0.006 時間あたり約 XNUMX ～ XNUMX ドルであることを意味します。
後処理
より複雑な金属製品には、より多くの印刷時間と繊細な職人技が必要です。金属 3D プリント部品の完成後、プリント部品の品質をさらに向上させるために後処理が必要になることがよくあります。後処理には次のようなステップが含まれる場合があります。 研磨、カラーリングなど、すべて追加料金がかかります。表面の平滑性や品質を改善したり、表面粗さを低減したり、内部チャネルを洗浄したり、部品から部分的に溶けた粒子を除去したりするには、より高度な作業が必要です。 表面仕上げ これらの後処理ステップは、操作の複雑さと時間コストを増加させるだけでなく、高価な機器や化学薬品も必要となり、全体のコストが大幅に増加する可能性があります。外部委託した場合、これらのコストは数百ドル、さらには数千ドルに達する可能性があります。
では、コストをどのように管理すればよいのでしょうか?
金属 3D プリントのコストを制御するには、次のようないくつかの方法があります。
モデル設計の最適化
デザインの規模を縮小したり、中空デザインを利用したりすると、必要な材料が効果的に減り、印刷コストが削減されます。ただし、中空デザインの壁の厚さは材料の許容範囲内である必要があり、印刷品質とコスト削減の両方の目標を確保するには、中空領域は 2 mm より大きいことが望ましいことに注意することが重要です。さらに、適切に構造化された設計により、支持構造の使用を最小限に抑え、コストをさらに節約できます。
適切な印刷材料の選択
金属材料は価格が大きく異なるため、使用目的に応じて最適な材料を選択することが重要です。不必要なコストが追加される可能性がある、材料の問題による印刷の失敗や標準以下の結果を避けるために、材料の品質と純度に注意してください。
印刷効率の向上
印刷パラメータの最適化、機器の安定性の向上、その他の対策により、特に大規模なバッチや大量の製品を印刷する場合に、印刷時間を短縮し、消費電力を削減し、印刷コストを削減できます。さらに、印刷タスクを効果的にスケジュールして機器のアイドル時間を最小限に抑えると、機器の稼働率が向上し、単価が削減されます。
人件費の管理
金属3Dプリントの工程では人の介入が必要ですが、オペレーターのスキルレベルの向上や生産プロセスの最適化により人件費を削減できます。たとえば、オペレーターの習熟度や精度を高めるための定期的なトレーニングにより、不適切な操作によって引き起こされる印刷の失敗や材料の無駄を減らすことができます。
メンテナンスコストの削減
機器を定期的にメンテナンスし、潜在的な問題をタイムリーに特定して解決することで、機器の寿命を延ばし、メンテナンスコストを削減できます。さらに、信頼できる機器やサービスが充実したサプライヤーを選択することで、メンテナンス費用をある程度削減することもできます。
金属3Dプリントのメリット
金属 3D プリンティングのコストを効果的に制御する方法について説明した後、金属 3D プリンティングの利点を見てみましょう。製造業においてそれがどのように重要な役割を果たしているか。
設計の自由度の向上
従来の製造方法と比較して、金属 3D プリント技術は製造プロセスにおけるデザインの制限を大幅に軽減し、デザイナーがより自由に想像力を解き放ち、より革新的でユニークな製品を生み出すことを可能にします。
従来の製造では、技術と材料の制限により、設計者は生産ラインのニーズを満たすために製品設計で妥協する必要があることがよくあります。しかし、金属3Dプリンティング技術の出現により、この制約は完全に打ち破られました。これにより、デザイナーは、従来の製造では実現が困難な複雑な内部構造と微細な表面ディテールを備えた製品を作成できます。このデザインの自由度の向上は、製品の性能と機能の向上に役立つだけでなく、デザイナーにより創造的なスペースを提供します。
ラピッドプロトタイピング
金属 3D プリント技術を使用すると、設計を実際の金属部品のプロトタイプに迅速に変換できるため、製品開発サイクルが大幅に短縮されます。設計の検証や新製品の小規模生産では、この利点は特に重要です。これにより、企業は製品設計の実現可能性を迅速に検証し、短期間で製品の発売を達成し、それによって市場競争に勝つことができます。
カスタマイズされた生産
金属 3D プリンティング技術は、顧客の特定のニーズに応じてパーソナライズされた生産を実現し、さまざまなユーザーの特定のニーズを満たします。医療分野では、患者の状況に応じて医療機器やインプラントを製造し、治療効果や患者の快適性を向上させる金属3Dプリンティング技術の応用が特に目立っています。
まとめ
要約すると、金属 3D プリントのコストは複雑かつ多面的な問題です。全体のコストを計算する際には、複数の観点から検討し、比較検討する必要があります。 ボイは、プロフェッショナルな 3D プリンティング サービス プロバイダーとして、プロフェッショナルで効率的かつ包括的な 3D プリンティング ソリューションをお客様に提供することに尽力しています。当社では、試作設計から量産まで、お客様のさまざまなニーズに対応できる高度な3Dプリント設備と技術を備えています。 3Dプリントに関するご要望がございましたら、お気軽にお問い合わせください。 お問い合わせ いつでも喜んで対応させていただきます。
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Q＆A
3D 金属印刷の欠点には、装置の初期投資コストが高いこと、従来の方法と比較して材料の選択が限定されていること、印刷解像度と表面仕上げに関する潜在的な問題、サポート構造を除去して望ましい特性を達成するための後処理要件が含まれます。
金属 3D プリンターの価格は数万ドルから数百万ドルまであります。小規模用途向けに設計されたエントリーレベルまたはデスクトップの金属 3D プリンタの価格は、約 10,000 ドルから 100,000 ドルです。ミッドレンジの工業グレードの金属プリンターの価格は、通常 100,000 ドルから 500,000 ドルです。高度な機能を備えたハイエンドまたは大型の金属 3D プリンタの価格は 1 万ドルを超える場合があります
タグ： 3D プリント ガイド
この記事は、BOYI チームのエンジニアによって執筆されました。Fuquan Chen は、ラピッドプロトタイピング、金型製造、プラスチック射出成形の分野で 20 年の経験を持つプロのエンジニア兼技術専門家です。
