Was Sie über die Kosten für den 3D-Druck großer Teile bei „
“ wissen sollten
Die Kosten für die Herstellung von Bauteilen mit kleinformatigen Desktop-Druckern sind relativ transparent: Die Anschaffungskosten sind so gering, dass sich eine Amortisation nicht lohnt, der Arbeitsaufwand ist minimal, und die Kosten pro Bauteil ergeben sich einfach aus dem Gewicht des Bauteils multipliziert mit den Kosten für das Harz.
Das ändert sich jedoch, sobald man einen Großformatdrucker besitzt. Die Kosten lassen sich dann viel schwerer berechnen und es wird entsprechend wichtiger, sie genau zu kennen. Wenn Unternehmen die Kosten für ihre Großformatdrucker – ob mit Filament, Pulver oder Harz – tatsächlich berechnen, sind sie oft überrascht, dass diese deutlich höher sind, als sie gedacht hatten. Diese Situation wird dadurch verschärft, dass 3D-Druckerhersteller selten alle anfallenden Kosten transparent darlegen.
Diese Aufschlüsselung zeigt die verschiedenen Bereiche, in denen Kosten für den 3D-Druck anfallen:
Das Preismodell Photocentric
Die Vision Photocentricist es, die digitale Massenfertigung zu ermöglichen. Das Unternehmen arbeitet daran, mithilfe von LCD-Druckern die digitale Massenfertigung von Millionen von Teilen zu realisieren. Dies setzt voraus, dass die Teilekosten niedrig genug sind, damit jemand Millionen davon kaufen kann. Um dies zu erreichen, müssen die Teilekosten sowohl transparent als auch niedrig sein. Photocentric einem umfassenden und transparenten Kostenmodell und stellt die vollständige Kalkulationstabelle zur Verfügung. Wir sind der Ansicht, dass je niedriger die Teilekosten sind, desto mehr Teile werden die Anwender herstellen und desto mehr Harz werden sie kaufen.
Dies sind die Materialkosten für das Bauteil zuzüglich der Stützstruktur und des Abfalls. Beim Harzdruck müssen die Kosten für das in den flüssigen Abfällen enthaltene, aufgelöste Polymer berücksichtigt werden. Die Kosten für das Bauteil und die Stützstruktur lassen sich direkt aus der Slicing-Software ablesen. Es ist wichtig zu prüfen, ob das nicht verwendete Druckmaterial noch brauchbar ist, da sowohl Pulver als auch Photopolymer durch den Kontakt mit polymerisierten Elementen an Qualität verlieren können. Einer der größten Fehler bei der Kostenkalkulation im Polymerdruck entsteht durch Abfallmaterial, das in die Waschlösung gelangt und selten genau berücksichtigt wird, weder hinsichtlich des Materialverlusts noch der anschließenden Entsorgungskosten. Der beste Weg für eine genaue Berechnung besteht darin, viele Teile desselben Typs herzustellen, den Harzverbrauch und das Gewicht der verkaufsfähigen Teile zu ermitteln und beide Werte zu dividieren; dies ist jedoch selten möglich. Praktisch ist es, das aus einem Harzrecyclingsystem entnommene ausgehärtete Material zu wiegen, wobei das feste Material polymerisiert und gewogen werden kann, während die Flüssigkeit wiederverwendet wird. Photocentric den Einsatz dieser Systeme sowohl aus Umwelt- als auch aus Kostengründen. Annahmen über die Polymermenge in der Waschlösung, die durch Messung der Zunahme des spezifischen Gewichts der Reinigungsflüssigkeit getroffen werden, sind selten genau. Bei SLA-Formaten wird bei Bottom-up-Verfahren weniger Harz verschwendet als bei Top-down-Verfahren, da die Plattform während des Druckvorgangs weitgehend harzfrei abtropft.
Die Arbeitskosten lassen sich nur schwer genau berechnen, da die meisten 3D-gedruckten Teile unterschiedlich sind. Der gesamte Arbeitsaufwand muss sowohl die Kosten für die Konstruktion (Design for Additive Manufacturing) als auch die direkten Arbeitskosten für das Teil und die Verarbeitungskosten umfassen. Bei der Prototypenentwicklung fallen die meisten Kosten im Vorfeld für teure Computerfachkräfte an, nicht für die Druckoperatoren. Das Wissen darüber, wie Teile ausgerichtet, gestützt, ausgehöhlt, mit Entwässerungslöchern versehen und strukturiert werden müssen, um einen erfolgreichen Druck zu gewährleisten, ist noch nicht per Knopfdruck in einer Software verfügbar. Diese Fähigkeiten sind teuer, aber die Alternative, die Zufälligkeit von Druckfehlern in Kauf zu nehmen, ist noch kostspieliger. Wenn der Prozess und die Kundenanforderungen aufeinander abgestimmt sind, sodass durch digitale Massenfertigung Skaleneffekte erzielt werden können, lassen sich die Konstruktionskosten auf nahezu null amortisieren. Die entscheidende Variable bei den manuellen Aufgaben im Zusammenhang mit dem Plattformwechsel, der Teileentnahme und der Teileveredelung ist der Arbeitsaufwand in der Endbearbeitungsphase. Einige Teile lassen sich einfach durch einen Thermoschock von der Plattform lösen, durchlaufen einen einfachen Qualitätskontrollschritt und sind dann einsatzbereit. Wenn Teile jedoch Stützstrukturen benötigen, sind das Entfernen dieser Stützen und das Schleifen der Werkstücke der zeitaufwändigste und damit teuerste Teil des Prozesses. Möglicherweise ist auch eine Lackierung erforderlich, was die Kosten weiter erhöht. Die Entwicklung automatisierter additiver Fertigungsprozesse ist der Schlüssel zur Reduzierung des Arbeitsaufwands.
Betriebskosten sind ein Bereich, über den Hersteller selten offen Auskunft geben. Da Energie einen wesentlichen Faktor bei den Betriebskosten jedes Unternehmens darstellt, ist es wichtig, den Energieverbrauch Ihres Großformat-3D-Druckers zu betrachten. Beim LCD-3D-Druck wird der Großteil der Energie in der Aushärtungseinheit verbraucht, während im Drucker selbst nur wenig und beim Waschen so gut wie gar keine Energie anfällt. Beim LCD-Druck fallen somit drei Betriebskosten an: Stromkosten, Kosten für die Vat-Folie, den Harzreiniger sowie dessen Entsorgung. Dank neuer Fortschritte bei der Vat-Folie muss diese seltener gewechselt werden. Der Harzreiniger hat eine bestimmte Lebensdauer, die davon abhängt, wie viel Polymer darin gelöst wird. Weitere Verbrauchsmaterialien, die berücksichtigt werden sollten, sind Isopropylalkohol zur Reinigung des fertigen Teils, Schleifpapier, Reinigungstücher, Handschuhe usw. Zusätzliche Nachbearbeitungsverfahren wie Trommeln, Sandstrahlen oder Sprühlackieren verursachen ebenfalls Betriebskosten. Photocentric den Kauf eines Harzrecyclingsystems, das festes Material erzeugt, das unter Sonnenlicht vollständig aushärten kann, sowie Lösungsmittel, das vollständig wiederverwendet werden kann. Es ist auch möglich, das Spülwasser vom festen Polymer zu trennen, um beides sicher und kostengünstig zu entsorgen.
Photocentric die Geräte über einen Zeitraum von 5 Jahren Photocentric , wobei ein Restwert von 30 % zugrunde gelegt wird. Die Wahl der Abschreibungsmethode hängt davon ab, ob Sie das Druckverfahren auch in Zukunft rentabel nutzen können und ob die Maschinen in so ferner Zukunft noch funktionsfähig sein werden. Sie müssen zudem einschätzen, wie lange im Jahr Sie die Maschine nutzen können, um den prozentualen Anteil der Betriebszeit zu ermitteln, sowie prüfen, ob Sie ausreichend Arbeit für sie haben. Photocentric seine Abschreibung auf die Zuverlässigkeit des bei Tageslicht beleuchteten LCD-Bildschirms, was durch den Einsatz der Drucker über mehr als 5 Jahre in PhotocentricPrint Farm ohne nennenswerte Probleme untermauert wird. Sie können beispielsweise längere Druckaufträge über Nacht ausführen, um die Auslastung zu verbessern. Alle Photocentric sind mit LED-Netzteilen ausgestattet, die über einen Überstrom-, Übertemperatur- und Überspannungsschutz verfügen, sodass sie sicher über Nacht ohne menschliches Eingreifen betrieben werden können.
Bei manchen Technologien kann die Wartung sehr kostspielig sein, sodass die Zuverlässigkeit der Maschine über ihre gesamte Lebensdauer hinweg ein entscheidender Faktor für die Ermittlung der amortisierten Kosten ist. Im Laufe der Zeit können die Wartungskosten eskalieren und eine Reparatur der Maschine unrentabel machen. Großformatmaschinen müssen oft vor Ort von geschulten Technikern des Herstellers repariert werden. Ersatzteile müssen unter Umständen häufig ausgetauscht werden; für die Software fallen möglicherweise jährliche Abonnementgebühren an, und der Vor-Ort-Service kann teuer sein. Reparaturen können als bedeutende Einnahmequelle angesehen werden, was seltsamerweise dazu führt, dass eine Maschine, die häufig ausfällt, für den Hersteller lukrativer ist als eine zuverlässige. Beim Harzdruck müssen die Lampen in digitalen Lichtprojektoren ebenso ausgetauscht werden wie die Lichtquellen in Lasern. Bei LCD-Druckern halten Bildschirme, die mit sichtbarem Licht statt mit UV-Licht beleuchtet werden, viele, viele Jahre; UV-beleuchtete Bildschirme brennen aus, aber ihre Ersatzkosten sind sehr gering.