Cosa occorre sapere sui costi della stampa 3D di componenti di grandi dimensioni presso l'
I costi di produzione dei componenti con stampanti desktop di piccolo formato sono relativamente trasparenti: i costi delle macchine sono talmente bassi da non giustificare un ammortamento, la manodopera richiesta è minima e il costo del componente è semplicemente dato dal peso del pezzo moltiplicato per il costo della resina.
Tuttavia, la situazione cambia completamente quando si possiede una stampante di grande formato. I costi diventano molto più difficili da calcolare e, di conseguenza, è ancora più importante conoscerli. Quando le aziende effettuano una valutazione dei costi relativi alle loro stampanti di grande formato a filamento, a polvere o a resina, spesso rimangono sorprese nel constatare che tali costi sono notevolmente più elevati di quanto immaginassero. A peggiorare la situazione, i produttori di stampanti 3D raramente sono trasparenti riguardo a tutti i costi coinvolti.
La seguente ripartizione mostra le diverse voci di costo relative alla stampa 3D:
Il modello di prezzi Photocentric
La visione Photocentricè quella di rendere possibile la produzione digitale di massa, impegnandosi a realizzare milioni di pezzi sfruttando la potenza delle stampanti LCD. Ciò presuppone che i costi dei pezzi siano sufficientemente bassi da consentire l'acquisto di milioni di esemplari. Per raggiungere questo obiettivo, i costi dei pezzi devono essere sia trasparenti che contenuti. Photocentric un modello di determinazione dei costi completo e trasparente, condividendo il foglio di calcolo dei costi nella sua interezza. La nostra opinione è che più basso è il costo dei componenti, più componenti gli utenti produrranno e più resina acquisteranno.
Si tratta del costo del materiale del pezzo, comprensivo della struttura di supporto e degli scarti. Nella stampa a resina è necessario includere il costo del polimero solubilizzato presente negli scarti liquidi. Il costo del pezzo, comprensivo della struttura di supporto, sarà disponibile direttamente dal software di slicing. È importante valutare se il materiale di stampa inutilizzato sia ancora utilizzabile, poiché sia la polvere che il fotopolimero possono deteriorarsi a causa del contatto con gli elementi polimerizzati. Uno degli errori più grandi nel calcolo dei costi di stampa con polimeri deriva dagli scarti che finiscono nella soluzione di lavaggio, che raramente vengono considerati con precisione, sia per quanto riguarda il materiale perso che i costi di smaltimento successivi. Il modo migliore per effettuare un calcolo accurato è quello di produrre molte parti dello stesso tipo, conoscere la resina consumata e il peso delle parti vendibili, e dividere i due valori, ma questo è raramente possibile. È pratico pesare il materiale indurito rimosso da un sistema di riciclaggio della resina in cui il materiale solido può essere polimerizzato e pesato, mentre il liquido viene riutilizzato. Photocentric l'uso di questi sistemi sia per ragioni ambientali che di costo. Le ipotesi formulate sulla quantità di polimero presente nel lavaggio misurando l'aumento del peso specifico del fluido di pulizia sono raramente accurate. Nei formati SLA si spreca meno resina con il metodo bottom-up piuttosto che con quello top-down, poiché la piattaforma si pulisce in gran parte dalla resina durante il processo di stampa.
I costi di manodopera sono difficili da calcolare con precisione perché la maggior parte dei componenti stampati in 3D è diversa. Il costo totale della manodopera deve includere sia i costi di progettazione (Design for Additive Manufacturing) sia la manodopera diretta impiegata nella realizzazione del componente e i costi di lavorazione. Nella prototipazione, la maggior parte dei costi è sostenuta nella fase iniziale per gli operatori informatici, che hanno costi elevati, piuttosto che per gli operatori di stampa. La conoscenza di come orientare, sostenere, svuotare, praticare fori di drenaggio e texturizzare i pezzi per garantire il successo della stampa non è ancora disponibile con un semplice clic su un programma software. Queste competenze sono costose, ma l'alternativa di sopportare la casualità dei fallimenti di stampa è ancora più costosa. Nel caso in cui il processo e l'intento del cliente siano allineati, consentendo di raggiungere la scala con la produzione di massa digitale, i costi di progettazione possono essere ammortizzati fino a diventare quasi nulli. L'elemento variabile critico nelle attività manuali relative al trasferimento della piattaforma, alla rimozione dei pezzi e alla loro finitura è la quantità di manodopera richiesta nella fase di finitura. Alcuni pezzi possono essere semplicemente staccati dalla piattaforma mediante shock termico, sottoposti a una semplice fase di controllo qualità ed essere pronti per l'uso. Tuttavia, se i pezzi richiedono supporti, la rimozione di questi ultimi e la levigatura dei manufatti saranno la parte più dispendiosa in termini di tempo e quindi più costosa del processo. Potrebbe essere necessaria anche la verniciatura, il che aumenterebbe ulteriormente i costi. La creazione di processi di produzione additiva automatizzati è fondamentale per la riduzione della manodopera.
I costi di esercizio sono un aspetto su cui i produttori raramente forniscono informazioni trasparenti. Poiché l'energia rappresenta un fattore significativo nel costo di gestione di qualsiasi attività commerciale, è importante valutare il consumo energetico della propria stampante 3D di grande formato. Nella stampa 3D LCD, l'energia viene consumata principalmente dall'unità di polimerizzazione, mentre il consumo nella stampante è minimo e quello nella fase di lavaggio è praticamente nullo. La stampa LCD comporta quindi tre voci di costo di esercizio: i costi dell'elettricità, la pellicola per la vasca e il detergente per resina con il relativo smaltimento. I recenti progressi nella tecnologia della pellicola del bacino hanno ridotto la necessità di sostituirla. Il detergente per resina avrà una durata determinata a seconda della quantità di polimero in esso solubilizzato. Altri materiali di consumo da tenere in considerazione sono l'alcol isopropilico per la pulizia del pezzo finito, la carta vetrata, le salviette, i guanti, ecc. Anche le tecniche di post-elaborazione aggiuntive, come la burattatura, la sabbiatura o la verniciatura a spruzzo, comportano costi di esercizio. Photocentric l'acquisto di un sistema di riciclaggio della resina che generi materiale solido in grado di indurirsi completamente alla luce del sole e solvente che possa essere riutilizzato integralmente. È inoltre possibile separare l'acqua di risciacquo dal polimero solido per consentire lo smaltimento di entrambi in modo sicuro ed economico.
Photocentric le attrezzature su un periodo di 5 anni con un valore residuo del 30%. Il metodo di ammortamento dipende dalla valutazione della possibilità di continuare a utilizzare in modo redditizio il processo di stampa in futuro e dal fatto che i macchinari saranno ancora funzionanti a così lungo termine. È inoltre necessario valutare per quanto tempo dell'anno sarà possibile utilizzare la macchina, al fine di stimare la percentuale di tempo in cui la macchina può funzionare, nonché verificare se si dispone di lavoro da affidarle. Photocentric il proprio ammortamento sull'affidabilità dello schermo LCD illuminato dalla luce diurna, supportata dall'utilizzo delle stampanti per oltre 5 anni nella Print Farm Photocentricsenza particolari problemi. Ad esempio, è possibile eseguire stampe più lunghe durante la notte per migliorare l'utilizzo. Tutte Photocentric sono dotate di alimentatori a LED con protezione da sovracorrente, sovratemperatura e sovratensione, che ne rendono sicuro il funzionamento notturno senza intervento umano.
Con alcune tecnologie, la manutenzione può risultare molto costosa, rendendo l'affidabilità della macchina nel corso della sua vita utile un fattore critico nel determinare il costo ammortizzato. Nel tempo, i costi di manutenzione possono aumentare vertiginosamente e rendere la riparazione della macchina non più conveniente. Le macchine di grande formato spesso devono essere riparate in loco da tecnici qualificati dell'azienda che le ha vendute. I componenti possono richiedere sostituzioni frequenti; il software può prevedere abbonamenti annuali e l'assistenza in loco può essere costosa. La riparazione può essere vista come una fonte significativa di reddito, rendendo stranamente una macchina che si guasta frequentemente più redditizia per il produttore rispetto a una affidabile. Nella stampa a resina, le lampade dei proiettori a luce digitale devono essere sostituite, così come i motori di luce nei laser. Gli schermi delle stampanti LCD illuminati con luce visibile anziché con luce UV dureranno per molti, molti anni; gli schermi illuminati con luce UV si bruciano, ma i loro costi di sostituzione sono molto bassi.