Was Sie über die
Kosten des 3D-Drucks großer Teile wissen sollten
Die Kosten für die Herstellung von Teilen mit kleinformatigen Desktop-Druckern sind relativ überschaubar; die Maschinenkosten sind so niedrig, dass sie sich nicht amortisieren, der Arbeitsaufwand ist minimal, und die Kosten für das Teil sind einfach das Gewicht des Teils multipliziert mit den Harzkosten.
Das alles ändert sich jedoch, wenn Sie einen Großformatdrucker besitzen. Die Kosten sind dann viel schwieriger zu kalkulieren und dementsprechend wichtiger zu wissen. Wenn Unternehmen eine Kostenbewertung für ihre Großformat-Filament-, Pulver- oder Harzdrucker durchführen, sind sie oft überrascht, dass die Kosten erheblich höher sind als sie sich vorgestellt haben. Diese Situation wird nicht dadurch erleichtert, dass die 3D-Hersteller nur selten alle anfallenden Kosten transparent machen.
Diese Aufschlüsselung zeigt die verschiedenen Bereiche, in denen 3D-Druckkosten anfallen:
Photocentricdas Preismodell
PhotocentricDie Vision des Unternehmens ist es, die digitale Massenproduktion zu ermöglichen, indem es die Leistung von LCD-Druckern nutzt, um die digitale Massenproduktion von Millionen von Teilen zu ermöglichen. Dies setzt voraus, dass die Kosten für die Teile so niedrig sind, dass jemand Millionen von ihnen kaufen kann. Um dies zu erreichen, müssen die Teilekosten sowohl transparent als auch niedrig sein. Photocentric arbeitet mit einem vollständigen und transparenten Kalkulationsmodell und gibt die komplette Kalkulationstabelle weiter. Wir sind der Ansicht, dass je niedriger die Teilekosten sind, desto mehr Teile werden die Benutzer herstellen und desto mehr Harz werden sie kaufen.
Dabei handelt es sich um die Kosten für das Material im Teil sowie für die Stützstruktur und den Abfall. Beim Kunstharzdruck müssen Sie die Kosten des gelösten Polymers in den flüssigen Abfällen berücksichtigen. Die Kosten für das Teil und seine Stützstruktur sind direkt in der Slicing-Software verfügbar. Es ist wichtig zu beurteilen, ob das nicht verwendete Druckmaterial noch verwendbar ist, da sowohl Pulver als auch Fotopolymer durch die Nähe zu polymerisierten Elementen Schaden nehmen können. Einer der größten Fehler bei der Kalkulation von Polymerdrucken ist das Abfallmaterial, das in die Waschlösung übergeht, und das nur selten genau berücksichtigt wird, sei es in Form von verlorenem Material oder in Form von späteren Entsorgungskosten. Die beste Möglichkeit für eine genaue Berechnung besteht darin, eine große Menge der gleichen Art von Teilen herzustellen, den Harzverbrauch und das Gewicht der verkaufsfähigen Teile zu kennen und beides zu dividieren, aber das ist selten möglich. Es ist praktisch, das ausgehärtete Material zu wiegen, das aus einem Harzrecyclingsystem entnommen wird, in dem das feste Material polymerisiert und gewogen werden kann, während die Flüssigkeit wiederverwendet wird. Photocentric empfiehlt die Verwendung dieser Systeme sowohl aus Umwelt- als auch aus Kostengründen. Annahmen über die Menge des Polymers in der Waschflüssigkeit, die durch Messung des Anstiegs des spezifischen Gewichts der Reinigungsflüssigkeit getroffen werden, sind selten genau. Bei SLA-Formaten wird beim Bottom-up-Verfahren weniger Harz verschwendet als beim Top-down-Verfahren, da die Plattform während des Druckvorgangs weitgehend von Harz befreit wird.
Die Arbeitskosten sind schwer genau zu berechnen, da die meisten 3D-gedruckten Teile unterschiedlich sind. Der gesamte Arbeitsaufwand muss sowohl die Kosten für das Design (Design for Additive Manufacturing) als auch die direkten Arbeitskosten für das Teil und die Bearbeitungskosten umfassen. Beim Prototyping fallen die meisten Kosten im vorderen Bereich an, nämlich bei den teuren Computerbedienern und nicht bei den Druckern. Das Wissen darüber, wie man Teile ausrichtet, stützt, aushöhlt, mit Löchern versieht und texturiert, um einen erfolgreichen Druck zu gewährleisten, ist noch nicht auf Knopfdruck in einem Softwareprogramm verfügbar. Diese Kenntnisse sind teuer, aber die Alternative, die Zufälligkeit von Druckfehlern in Kauf zu nehmen, ist noch kostspieliger. Wenn der Prozess und die Kundenwünsche so aufeinander abgestimmt sind, dass mit der digitalen Massenfertigung eine Größenordnung erreicht werden kann, dann können die Designkosten fast auf Null amortisiert werden. Das entscheidende variable Element bei den manuellen Aufgaben im Zusammenhang mit dem Plattformtransfer, der Teileentnahme und der Endbearbeitung der Teile ist der Arbeitsaufwand in der Endbearbeitungsphase. Einige Teile können einfach von der Plattform thermisch geschockt werden, durchlaufen einen einfachen Qualitätskontrollschritt und sind dann einsatzbereit. Wenn die Teile jedoch abgestützt werden müssen, sind das Entfernen der Stützen und das Schleifen der Artefakte der zeitaufwändigste und damit teuerste Teil des Prozesses. Möglicherweise ist auch eine Lackierung erforderlich, was die Kosten weiter in die Höhe treibt. Die Entwicklung automatisierter additiver Fertigungsverfahren ist der Schlüssel zur Verringerung des Arbeitsaufwands.
Die Betriebskosten sind ein Bereich, in dem die Hersteller selten offen über die damit verbundenen Kosten sprechen. Da Energie ein bedeutender Faktor bei den Betriebskosten eines jeden Unternehmens ist, ist es wichtig, sich den Energieverbrauch Ihres großformatigen 3D-Druckers anzusehen. Beim LCD-3D-Druck wird die Energie hauptsächlich in der Aushärtungseinheit verbraucht, nur wenig im Drucker und kaum in der Waschanlage. Beim LCD-Druck fallen also drei laufende Kosten an: Stromkosten, Folien, Harzreiniger und deren Entsorgung. Dank neuer Fortschritte bei der Folie ist es nicht mehr nötig, sie zu wechseln. Der Harzreiniger hat eine bestimmte Lebensdauer, die davon abhängt, wie viel Polymer in ihm gelöst ist. Weitere Verbrauchsmaterialien, die in Betracht gezogen werden sollten, sind Isopropylalkohol zur Reinigung des fertigen Teils, Schleifpapier, Tücher, Handschuhe usw. Zusätzliche Nachbearbeitungstechniken wie Trommeln, Sandstrahlen oder Spritzlackieren verursachen laufende Kosten. Photocentric empfiehlt die Anschaffung eines Harzrecyclingsystems, das festes Material erzeugt, das im Sonnenlicht vollständig aushärtet, und Lösungsmittel, das vollständig wiederverwendet werden kann. Es ist auch möglich, das Spülwasser vom festen Polymer zu trennen, damit beides sicher und kostengünstig entsorgt werden kann.
Photocentric schreibt die Ausrüstung über 5 Jahre mit einem Restwert von 30 % ab. Die Abschreibungsmethode hängt von der Einschätzung ab, ob Sie das Druckverfahren in der Zukunft noch sinnvoll nutzen können und ob die Maschine in so ferner Zukunft noch funktionsfähig ist. Sie müssen auch abschätzen, wie viel Prozent des Jahres Sie die Maschine nutzen können und ob Sie Arbeit für sie haben. Photocentric stützt seine Amortisierung auf die Zuverlässigkeit des von Tageslicht beleuchteten LCD-Bildschirms, was durch die Verwendung von Druckern seit über 5 Jahren in der Print Farm von Photocentricohne Probleme bestätigt wird. Sie können z. B. längere Ausdrucke in der Nacht drucken, um die Auslastung zu verbessern. Alle Photocentric Drucker sind mit LED-Netzteilen ausgestattet, die über einen Überstrom-, Übertemperatur- und Überspannungsschutz verfügen, so dass sie über Nacht ohne menschliches Eingreifen sicher betrieben werden können.
Bei einigen Technologien kann die Wartung sehr teuer sein, so dass die Zuverlässigkeit der Maschine während ihrer Lebensdauer ein entscheidender Faktor bei der Bestimmung der amortisierten Kosten ist. Im Laufe der Zeit können die Wartungskosten eskalieren, so dass eine Reparatur der Maschine nicht mehr rentabel ist. Großformatige Maschinen müssen oft vor Ort von geschulten Technikern des Unternehmens repariert werden, das sie Ihnen verkauft hat. Teile müssen häufig ausgetauscht werden, für die Software können Jahresabonnements abgeschlossen werden und die Wartung vor Ort kann teuer sein. Reparaturen können als wichtige Einnahmequelle betrachtet werden, so dass eine Maschine, die häufig ausfällt, für den Hersteller lukrativer ist als eine zuverlässige Maschine. Beim Harzdruck müssen die Lampen in digitalen Lichtprojektoren ebenso ausgetauscht werden wie die Lichtmaschinen in Lasern. Die Bildschirme von LCD-Druckern, die mit sichtbarem Licht und nicht mit UV-Licht beleuchtet werden, halten viele, viele Jahre lang.