재료비는 최종 소결 파트를 구성하는 재료의 양이 아니며, PreForm 에서 '총 분말'로 표시된 재료의 양이 아닙니다. 재료비는 소결되지 않았지만 다음 프린트에 재활용할 수 없는 분말에 소결된 분말을 더하여 계산할 수 있습니다.

즉, 이 공식은 사용되는 재료의 유형, 리프레시 비율, 패킹 밀도, 분말의 비용(대량 할인 여부)에 따라 달라집니다. 최신 버전의 PreForm은 다음 공식을 기반으로 재료비를 계산하며, 재료 킬로그램당 비용을 입력하라는 메시지를 표시합니다(재료와 주문량에 따라 $45/kg에서 $100/kg까지 다양할 수 있음).

• CM = 파트당 재료비

• M = 파트 당 질량

• PM = kg당 재료 가격*

• RR = 리프레시 비율

• PD = 패킹 밀도

* 파트당 비용을 절감하는 가장 좋은 방법은 대량 분말 할인을 이용하는 것입니다. Formlabs SLS 분말는 대량 주문 시 최저 $45/kg의 저렴한 가격으로 제공됩니다.

참고:

• 이 모델은 RR > PD를 가정합니다.

  • 이런 경우는 드물지만 패킹 밀도가 리프레시 비율보다 높거나 같으면 다음 빌드에 사용하지 않은 분말이 리프레시 비율보다 적으므로 더 많은 비율의 새 분말을 보충해야 합니다. 

  • Fuse Sift에서 후처리에 더 많은 시간을 투자하면 재활용할 수 있는 분말을 조금 더 많이 만들 수 있지만, 추가 노동력을 지불해야 합니다.  

  • 패킹 밀도가 리프레시 비율과 일치하거나 초과하면(솔리드 블록을 프린트하지 않는 한 매우 어렵습니다) 파트당 비용은 단순히 파트에 사용되는 분말의 그램당 가격입니다. 

• MJF 3D 프린트와 달리 Fuse 시리즈는 재료비에 바인딩제 비용을 고려할 필요가 없습니다.

• 빌드 높이와 관계없이 Fuse 시리즈 SLS 분말의 리프레시 비율은 변경되지 않습니다. 짧은 제작 높이가 긴 제작 높이와 다른 리프레시 비율을 가질 수 있는 MJF 프린터와 달리, Fuse 시리즈 SLS 분말의 리프레시 비율은 변경되지 않습니다.

• Fuse 시리즈는 파트 간 최소 간격이 유지되는 한 패킹 밀도에 제한이 없습니다. PreForm은 파트 간 간격 5mm를 자동으로 적용하지만 이는 보수적인 것으로, 대부분의 파트는 2 또는 3mm까지 간격을 좁혀도 파트가 서로 융합되거나 표면 마감이 저하될 위험 없이 사용할 수 있습니다. 

  • MJF 프린터는 패킹 밀도를 제한하는 경우가 많으며, 패킹 밀도가 15%에 도달하는 MJF 빌드의 경우에도 필요한 리프레시 비율이 40%이므로 새 빌드에는 항상 더 많은 '신선한' 분말을 사용하게 되고 미소결 분말을 효율적으로 재활용할 수 없게 됩니다.

패킹 밀도는 조형 공간에서 소결되는 파트의 양을 의미하지만, 파트가 얼마나 조밀하게 패킹되어 있는지를 의미한다고도 이해할 수 있습니다. 다른 도구(또는 가정)는 부피를 사용할 수 있지만 PreForm의 패킹 밀도 계산은 질량을 기준으로 합니다. 소결된 파트는 미소결 분말보다 밀도가 거의 2배 높으므로 질량 패킹 밀도는 조형 공간의 내부 치수를 사용하여 구한 체적 패킹 밀도보다 더 큽니다. 
파트당 비용을 낮추는 가장 좋은 방법은 파트 사이의 큰 간격을 다른 파트로 메우거나 다른 파트의 캐비티 또는 네거티브 공간 내에서 프린트할 수 있는 기능을 활용하는 방식으로 파트를 배치하는 것입니다*.

PreForm의 자동 패킹 기능은 파트 간 공차를 적절히 유지하면서 최상의 패킹 밀도를 얻을 수 있는 가장 빠른 방법입니다. PreForm은 모델 사이에 5mm 간격으로 자동 정렬을 시작하지만, 이는 보수적이며 수동으로 조정할 수 있으며 파트 사이의 최소 간격은 2mm로 권장합니다.

*일부 Fuse 시리즈 사용자는 머티리얼의 리프레시 비율을 더 잘 맞추기 위해 패킹 밀도를 높여야 하는 빌드에 추가하기 위해 클립, 커넥터 또는 디스크와 같은 파트 파일을 보관하고 있습니다.

PreForm은 총 분말 사용량과 함께 패킹 밀도를 표시합니다. 분말을 가장 효율적으로 사용하려면 패킹 밀도와 리프레시 비율을 일치시켜야 합니다. Nylon 12 Powder 파트의 경우 패킹 밀도는 30%를 목표로 합니다. 이렇게 하면 해당 빌드의 30%는 소결 분말이 되고 70%는 미소결 분말이 됩니다. 다음 프린트를 위해 미소결 분말은 권장 리프레시 비율에 따라 새 조형 공간에 재활용할 수 있습니다.

*소결 분말와 미소결 분말을 결합할 때 각 빌드는 동일한 부피를 차지하지만 소결 분말의 밀도가 미소결 분말의 2배이므로 같은 부피라도 패킹 밀도가 높을수록 총 분말의 무게가 더 무거워지기 때문입니다.

패킹 밀도를 리프레시 비율에 맞추려고 하면(패킹 밀도를 최대한 높이면) 분말 재활용 효율이 높아져 파트 비용이 절감되지만, 위의 예에서 파트를 격자형으로 만들거나 속을 비우면 파트당 비용이 더 크게 절감된다는 것을 알 수 있습니다. 하지만 이는 전체적으로 사용되는 분말의 양이 현저히 적기 때문일 뿐입니다. 파트를 중공 또는 격자형으로 만들거나 제너레이티브 설계를 사용하여 유기적이고 효율적인 구조를 만들 수 있다면 패킹 밀도를 낮추더라도 파트당 비용을 절감할 수 있습니다.

PreForm은 중공 옵션과 구멍 옵션을 제공하므로 모델을 중공할 때 중공 파트에서 미소결 분말을 배출하기 위해 배수 구멍을 추가할 수 있습니다(이와 같은 큐브 파트에서는 이 작업이 어렵습니다. 간단히 예로 사용됨).

미국의 평균 기업들은 전기 요금으로 kWh당 0.16달러를 조금 넘게 지불하고 있습니다. Fuse 1 및 Fuse 1+ 30W 프린터는 밀집된 파트를 24시간 내내 제작할 때 약 5kWh의 전력을 사용합니다. Fuse Sift 및 Fuse Blast는 10분 동안의 Sift에는 약 1kWh의 전기를, 15분 동안의 자동 블래스트 사이클에는 1kWh의 전기를 사용하므로 패킹 밀도가 약 30%인 24시간 생산량 프린트 1회에 총 약 7kWh의 전력을 소비합니다. 이는 하루에 약 1.12달러의 전기 소비량에 해당합니다. 이 비용을 생산된 파트의 수로 나누면 종종 무시할 수 있는 금액이 됩니다.

대부분의 기업은 파트당 원가를 계산할 때 장비 비용을 고려하지 않고 자본 지출 자금으로 장비 비용을 구매하고 운영 지출 자금으로 재료비, 전기료, 인건비를 구매하는 경우가 많습니다. 그러나 많은 기업이 파트당 비용(다른 생산 방식과 비교했을 때 절감된 비용)을 사용하여 ROI를 계산합니다. 이 시나리오에서 전체 Fuse 시리즈 SLS 에코시스템은 6만 달러 미만으로 기존 MJF 또는 SLS 프린터와 같은 다른 3D 프린팅 옵션보다 저렴하며, 소규모 기업은 2만 5천 달러에 프린터와 Fuse Depowdering Kit 만으로 파트 제작을 시작할 수 있습니다. 3,999달러의 추가 조형 공간을 추가하면 생산 능력을 쉽게 확보하여 연중무휴 24시간 생산할 수 있습니다.

인건비는 전적으로 비즈니스 모델에 따라 다르지만, 각 빌드에 필요한 인건비에 대한 다음 추정치를 사용하여 자체 인건비 견적을 생성할 수 있습니다.

• 파일 준비 및 업로드: 10~20분(반복 프로덕션 빌드 프린트 시 더 짧음)
• 프린터 준비: 5분
• 프린트: 0분 수작업 노동
• 프린터에서 냉각: 0분 수작업 노동
• Fuse Sift로 옮기는 시간: 1분
• 패킹을 풀기 전에 Fuse Sift에서 식히기: 0분 수작업
• 추출(선별): 10-20분, 파트 수량에 따라 다름(Fuse Blast 사용 시 선별 시간이 최대 80%까지 단축됨)
• Fuse Blast로 이동: 1분
• 블라스팅: 0분 수작업 노동
• 프린터 유지 관리: 12분
• Fuse Sift 유지 관리: 2분
• Fuse Blast 유지 관리: 2분

다음 생산 시나리오에서는 다음 입력값을 사용하여 중간 규모의 제조 워크플로우를 기준으로 파트당 비용을 계산해 보겠습니다:

• 시간당 임금이 $40인 직원 1명

• 두 개의 추가 조형 공간을 갖춘 완벽한 Fuse 시리즈 SLS 에코시스템($65,440)

• 주 5일, 연간 50주

• 드론 제조, 매주 평균 수백 개의 드론 컴포넌트를 주문합니다.

• 파트: 빌딩 모멘텀에서 설계한 드론 프레임 베이스

• 30% 대량 할인, 한 번에 200kg의 나일론 12 분말 주문, $65/kg

장비 상각 일정:

장비 비용(Fuse 1+ 30W 풀 패키지, 추가 빌드 챔버 2개 포함): $65,440

작업일: 250/년

상각 일정: 5년

65,440/1500 작업일 = 43.63

43.63/120파트/일 = $0.36

하루 $0.36은 5년 동안 프린터의 상각 비용입니다. 이 예는 거의 100%에 가까운 사용률(효율적으로 패킹된 빌드, 하루에 두 번의 프린트 교대, 수천 개의 동일한 파트)이 어떤 모습인지 보여주지만, 사용률이 이 절반만 되더라도 프린터의 상각은 매우 효율적일 수 있습니다. 
 

재료: $0.71

장비 상각 비용: $0.36

인건비: $0.34

파트당 총 비용: $1.41

재료 기능, 표면 마감, 치수 정확도, 기계 일관성은 모두 생산 방법을 선택할 때 고려해야 할 중요한 품질이지만, 많은 제조업체가 가장 우려하는 것은 비용입니다. 사출 성형과 같은 전통적인 생산 방식은 일반적으로 수만 또는 수십만 개의 파트를 생산할 때 비용 효율적이며, 한두 개의 파트만 필요한 경우 3D 프린팅 대행업체에 아웃소싱하는 것이 합리적일 수 있습니다. 하지만 Fuse 시리즈와 같이 합리적인 가격의 강력한 3D 프린터가 도입되면서 인하우스 제조를 효율적이고 경제적으로 수행할 수 있게 되었습니다.

Fuse 시리즈를 사용하면 파트당 1달러 미만의 비용으로 제조 워크플로우를 구축할 수 있습니다. 위의 예와 마찬가지로 매일 1시간의 수작업, 100평방피트 미만의 공간, 단 $65,440의 장비 비용으로 일주일에 천 개에 가까운 파트를 생산할 수 있습니다. 이 시나리오에 사용된 드론 프레임 기본 파트의 가격은 1.41달러에 불과하며, 더 큰 벌크 분말 가격 계층을 사용할 수 있다면 비용은 훨씬 더 낮아질 수 있습니다.

제조를 위해 SLS를 인하우스에 도입하는 것이 복잡하거나 비용이 많이 들 필요는 없습니다. 맞춤형 파트당 비용 계산을 시작하는 방법에 대해 자세히 알아보려면 팀에 문의하세요.