All Posts
Руководства

Сколько стоит 3D-принтер?

3D-печать — это универсальное решение для широкого спектра задач, от производства моделей с высоким разрешением до быстрого прототипированиябыстрого изготовления инструментария для традиционных производственных процессов, производства вспомогательных средств и моделей для конечного использования.

Однако когда вы рассматриваете возможность инвестирования в 3D-принтер, жизнеспособность решения обычно сводится к простому вопросу: рентабельно ли это для вашего бизнеса? Сколько стоит 3D-принтер и сколько времени и денег он может сэкономить вашему бизнесу?

Цены на 3D-принтеры варьируются от 200 до 500 000 долларов США в зависимости от процесса печати, материалов и уровня сложности решения. 

В этом руководстве мы расскажем о затратах на 3D-печать для разных технологий, сравним особенности аутсорсинга и собственного производства, перечислим факторы, которые следует учитывать при расчете стоимости каждой модели, а также рассмотрим, на что еще следует обратить внимание при сравнении различных решений для 3D-печати и других методов производства.

3d printing cost
Интерактивный материал

Узнайте, сколько времени и средств можно сэкономить

Этот интерактивный инструмент расчета рентабельности поможет узнать, какое количество времени и средств вы сэкономите с помощью 3D-печати на 3D-принтере Formlabs.

Рассчитайте свои расходы

Стоимость и другие факторы, которые следует учитывать для различных типов процессов 3D-печати

Затраты на 3D-печать из пластика

Три самые известные сегодня технологии 3D-печати из пластика — это моделирование методом наплавления (FDM), стереолитография (SLA) и селективное лазерное спекание (SLS). 

Каждая из технологий имеет свои достоинства и недостатки — взгляните на инфографику:

Скачать эту инфографику в высоком разрешении можно здесь. Хотите узнать больше о технологиях 3D-печати FDM, SLA и SLS? Ознакомьтесь с нашим подробным руководством.

 

За последние годы цены на 3D-принтеры значительно упали, и сегодня все три технологии стали доступными при использовании в компактных и недорогих системах.

Как правило, технология FDM обеспечивает более дешевое производство моделей, если вы печатаете только относительно простые прототипы в ограниченном количестве. Технология SLA предлагает более высокое разрешение и качество, а также широкий выбор материалов для 3D-печати по немного более высокой цене. Но эта разница быстро нивелируется, когда вы печатаете сложные проекты или более крупные партии из-за менее трудоемкого процесса постобработки. Наконец, технология SLS — наиболее рентабельная для производства средних и больших объемов высококачественных функциональных моделей.

Сравнение общей стоимости разных 3D-принтеров только по ценникам не даст вам полного представления о том, как будут соотноситься стоимость 3D-принтера и напечатанной модели. Затраты на материалы для 3D-печати и рабочую силу значительно влияют на стоимость модели в зависимости от области применения и ваших производственных потребностей.

Давайте рассмотрим разные факторы и затраты для каждого процесса.

Моделирование методом наплавления (FDM)

Метод FDM, также известный как производство способом наплавления нитей (FFF) — это метод печати, когда детали модели изготавливают путем плавления и экструзии термопластичной нити, которую сопло принтера наносит слой за слоем на изготавливаемую модель.

FDM — самая популярная форма 3D-печати потребительского уровня, чему способствовало распространение любительских 3D-принтеров. Однако среди специалистов также популярны профессиональные и промышленные принтеры FDM.

Самые дешевые 3D-принтеры — это принтеры FDM. Цены на DIY наборы для 3D-принтеров FDM начинаются от 200 долларов США. Однако большинство этих моделей больше похожи на игрушки или проекты DIY, которые требуют значительного времени на сборку, настройку и калибровку. Качество печати во многом зависит от успеха этих операций. Кроме того, для поддержания работоспособности машинам необходимы ремонт и регулярное техническое обслуживание, поэтому они больше подойдут людям с высшим инженерным образованием, обладающим большим запасом времени и терпения.

3D-принтеры FDM любительского уровня стоят от 500 до 1500 долларов США, поставляются как в разобранном, так и в собранном виде, требуют меньше настроек, однако обладают теми же недостатками, что и самые дешевые 3D-принтеры. Более дорогие модели способны обеспечить значительные объемы печати и работают с большим числом различных материалов, помимо низкотемпературных, таких как PLA.

Стоимость профессиональных 3D-принтеров FDM начинается с 2500 долларов США, а крупноформатные профессиональные принтеры FDM доступны по цене от 4000 долларов США. Стоимость же самых современных промышленных принтеров FDM может превышать 10 000 долларов США. Большинство этих принтеров поставляется в коробке в собранном и откалиброванном виде, также их можно откалибровать автоматически. Принтеры этой категории обеспечивают лучшее качество печати, работу с более широким ассортиментом материалов, значительные объемы печати, повышенную надежность и простоту в использовании и обслуживании. Помимо этого, производители профессиональных 3D-принтеров предлагают клиентам услуги поддержки для поиска и устранения неисправностей.

Затраты на материалы для 3D-печати FDM варьируются от 50 до 150 долларов США за кг для большинства стандартных и инженерных нитей и от 100 до 200 долларов США за кг для вспомогательных материалов. Есть и более дешевые альтернативы, однако они менее качественные.

Плюс ко всему печать FDM может быть очень трудоемкой. Для успешной печати сложных моделей требуются поддерживающие структуры, которые необходимо удалять вручную или растворить в воде. Чтобы получить высококачественную поверхность и удалить линии слоев, необходима длительная ручная постобработка моделей, например шлифовка.

Стереолитография (SLA)

В 3D-принтерах с технологией SLA используется процесс фотополимеризации, то есть превращения жидких полимеров в затвердевший пластик с помощью лазера. SLA — один из самых популярных процессов среди профессионалов благодаря высокому разрешению, точности и универсальности материалов.

Модели, напечатанные на принтерах SLA, имеют самую высокую точность, самую четкую детализацию и самую гладкую поверхность, возможную среди всех технологий 3D-печати из пластиков. Но главное преимущество метода SLA — его универсальность. Полимеры SLA обладают широким спектром оптических, механических и термических свойств, которые соответствуют свойствам стандартных, инженерных и промышленных термопластиков.

3D-принтеры SLA могут работать с широким ассортиментом полимерных материалов, предназначенных для самого разного применения.

3D-принтеры SLA могут работать с широким ассортиментом полимерных материалов, предназначенных для самого разного применения.

Раньше технология SLA использовалась только в больших и сложных промышленных 3D-принтерах, стоимость которых превышала 200 000 долларов США, однако сейчас этот процесс стал намного доступнее. Благодаря принтеру Formlabs Form 3+ предприятия теперь могут использовать печать методом SLA промышленного качества всего за 3750 долларов США. С Form 3L стоимость крупноформатной печати методом SLA начинается всего с 11 000 долларов США.

Стереолитографические 3D-принтеры будут поставляться в коробке в собранном и откалиброванном виде. Это профессиональные инструменты, которые отличаются высокой надежностью и практически не требуют технического обслуживания. Также всегда доступна техническая поддержка. Она обеспечивает поиск и устранение неисправностей в критической ситуации (но ее вероятность крайне мала).

Большинство стандартных и инженерных полимеров для технологии SLA стоят от 149 до 200 долларов США за литр.

Принтеры SLA просты в использовании, и многие этапы рабочего процесса, например промывку и финальную полимеризацию, можно автоматизировать, чтобы сократить трудозатраты. Напечатанные модели имеют высококачественную поверхность сразу после печати и требуют лишь простой постобработки для удаления поддерживающих структур.

Селективное лазерное спекание (SLS)

В 3D-принтерах с селективным лазерным спеканием (SLS) используется высокомощный лазер для спекания мелких частиц порошка полимера. Нераспыленный порошок поддерживает модель во время печати и исключает необходимость в специальных поддерживающих структурах. Благодаря этому технология SLS идеально подходит для изготовления деталей со сложной геометрией, в том числе с внутренними элементами, канавками, тонкими стенками и отрицательным уклоном. 

Модели, изготовленные с использованием SLS-печати, имеют превосходные механические характеристики — их прочность можно сравнить с прочностью деталей, отлитых под давлением. В результате технология SLS — самый популярный процесс 3D-печати из пластмасс для промышленных задач.

Модели из нейлона, напечатанные с помощью технологии SLS, идеально подходят для целого ряда функциональных задач, от проектирования потребительских товаров до применения в области здравоохранения.

Модели из нейлона, напечатанные с помощью технологии SLS, идеально подходят для целого ряда функциональных задач, от проектирования потребительских товаров до применения в области здравоохранения.

Как и SLA, технология SLS раньше была доступна только в крупноформатных сложных системах 3D-печати стоимостью от 200 000 долларов США. Используя стереолитографический принтер Formlabs Fuse 1, предприятия теперь могут решать задачи промышленного масштаба с помощью технологии SLS по цене от 18 500 долларов США. Полный комплект, который включает систему постобработки и восстановления порошка, стоит 31 845 долларов США.

Так же как и принтеры SLA, стереолитографические принтеры поставляются в коробке в собранном и откалиброванном виде. Они надежны и могут работать круглосуточно и без выходных. В стоимость пакета включены углубленное обучение и быстрая техническая поддержка.

Нейлоновые материалы для печати SLS стоят около 100 долларов США за кг. SLS не требует поддерживающих структур, и неиспользованный порошок можно применять повторно, что снижает затраты на материалы.

SLS — это наименее трудоемкий процесс 3D-печати с помощью пластмасс в производственных условиях, поскольку напечатанные модели сразу обладают высоким качеством, а чтобы удалить излишки порошка, их достаточно просто очистить.

3D-печать из металлов

Существует несколько процессов 3D-печати не только из пластмасс, но и из металлов. 

  • Печать из металлов по технологии FDM

Принтеры, выполняющие печать из металлов по технологии FDM, устроены аналогично традиционным принтерам FDM, но в них используются экструдированные металлические стержни, удерживаемые связующим полимером. Готовые части модели спекаются в печи для удаления связующего вещества. 

  • Селективное лазерное плавление (SLM) и прямое лазерное спекание металлов (DMLS)

Принтеры на базе технологий SLM и DMLS устроены аналогично принтерам с технологией SLS, однако вместо полимерных порошков они слой за слоем сплавляют частицы металлического порошка с помощью лазера. 3D-принтеры на базе технологий SLM и DMLS позволяют создавать прочные, точные и сложные металлические изделия, благодаря чему этот процесс идеально подходит для аэрокосмической, автомобильной и медицинской промышленности.

Цены на 3D-принтеры для металла также начали снижаться — сегодня их стоимость варьируется от 100 000 до 1 миллиона долларов США. Тем не менее эти системы по-прежнему недоступны для большинства предприятий.

В качестве альтернативы для рабочих процессов литья, которые позволяют изготавливать металлические модели дешевле и быстрее по сравнению с традиционными методами и обеспечивают большую свободу проектирования, предлагается 3D-печать по технологии SLA.

Metal Parts
Технический доклад

Изготовление металлических деталей с помощью 3D-печати

Получите руководства по проектированию для 3D-печати образцов, ознакомьтесь с пошаговым процессом прямого литья по выплавляемым моделям и изучите руководства по косвенному литью по выплавляемым моделям и литью в песчаные формы.

Скачать технический доклад

Сравнение цен на 3D-принтеры по процессам

Различные процессы 3D-печати из пластмасс и металла обладают уникальными качествами, которые делают их пригодными для разных применений. Ниже приведено сравнение разных технологий печати. 

Моделирование методом наплавления (FDM)Стереолитография (SLA)Селективное лазерное спекание (SLS)Печать из металлов по технологии FDMСелективное лазерное плавление (SLM) и прямое лазерное спекание металлов (DMLS)
Разрешение★★☆☆☆★★★★★★★★★☆★★☆☆☆★★★★☆
Точность★★★★☆★★★★★★★★★★★★★☆☆★★★★★
Качество поверхности★★☆☆☆★★★★★★★★★☆★★☆☆☆★★★★☆
Производительность★★★★☆★★★★☆★★★★★★★★☆☆★★★★☆
Сложные формы★★★☆☆★★★★☆★★★★★★★★☆☆★★★★★
Простота использования★★★★★★★★★★★★★★☆★★★★☆★☆☆☆☆
Объем печатиДо ~300 x 300 x 600 мм (настольные 3D-принтеры и 3D-принтеры для мастерских)До ~300 x 335 x 200 мм (настольные 3D-принтеры и 3D-принтеры для мастерских)До 165 x 165 x 300 мм (3D-принтеры для мастерских)До 300 х 200 х 200 ммДо 400 х 400 х 400 мм
Ценовой диапазонЦены на наборы DIY для 3D-принтеров начинаются от 200 долларов США, а любительские принтеры стоят 500–1500 долларов США. Стоимость профессиональных 3D-принтеров FDM начинается с отметки 2500 долларов США, а крупноформатные профессиональные принтеры FDM доступны по цене от 4000 долларов США.Стоимость профессиональных настольных принтеров начинается с отметки 3750 долларов США, а крупноформатные настольные принтеры с большими объемами печати доступны по цене от 11 000 долларов США.Промышленные принтеры для мастерских стоят от 18 500 долларов США, а традиционные промышленные принтеры — от 100 000 долларов США.Принтеры FDM для металлов стоят от 100 000 долларов США, однако комплексные решения, включающие печь, стоят гораздо дороже.Стоимость решений DMLS/SLM начинается примерно с 200 000 долларов США. Этим принтерам необходимы особые инфраструктурные условия, что может еще больше увеличить затраты.
Стоимость материалов50–150 долларов США/кг для большинства стандартных и инженерных нитей и 100–200 долларов США/кг для вспомогательных материалов.50–150 долларов США/л для большинства стандартных и инженерных полимеров.100 долларов США/кг для нейлона. SLS не требует поддерживающих структур, а неиспользованный порошок можно применять повторно, что снижает затраты на материалы.Зависит от материала и технологии. Значительно выше, чем на пластик.Зависит от материала и технологии. Значительно выше, чем на пластик.
ТрудозатратыУдаление поддерживающих структур вручную (в некоторых случаях могут использоваться растворимые поддерживающие структуры). Для получения высококачественной поверхности требуется длительная постобработка.Промывка и финальная полимеризация (обе операции можно автоматизировать). Простая постобработка для удаления поддерживающих структур.Простая очистка для удаления лишнего порошка.Промывка и спекание (обе операции можно автоматизировать). Возможно применение механической обработки и других видов обработки поверхности.Снятие внутренних напряжений, удаление поддерживающих структур, термообработка, а также механическая и другие виды обработки поверхности.
МатериалыСтандартные виды термопластика, такие как АБС-пластик, ПЛА и их различные смеси.Различные полимеры (термореактивные пластмассы). Стандартные, инженерные (похожие на АБС и ПП, похожие на силикон, гибкие, термостойкие, жесткие), литьевые, стоматологические и медицинские (биосовместимые).Инженерные виды термопластика — обычно нейлон и его композиты (нейлон 12 биосовместим + подлежит стерилизации).Нержавеющая сталь, инструментальная сталь, инконель, медь, титан.Нержавеющая сталь, инструментальная сталь, титан, кобальт-хром, медь, алюминий, никелевые сплавы.
Способы примененияБазовые экспериментальные модели, низкозатратное быстрое прототипирование простых деталей.Прототипы с высоким уровнем детализации, требующие жестких допусков и гладких поверхностей: пресс-формы, инструментарий, шаблоны, медицинские модели и функциональные детали.Сложная геометрия, функциональные прототипы, мелкосерийное производство или изготовление ограниченных пробных партий.Прочные и долговечные модели, инструментарий и вспомогательные средства производства.Прочные и долговечные модели со сложной геометрией; идеально подходит для аэрокосмической, автомобильной и медицинской промышленности.

Стоимость модели: расчет затрат на 3D-печать

При расчете себестоимости одной модели обычно учитывают стоимость владения оборудованием, расходы на материал и трудозатраты. Важно понимать факторы, влияющие на каждый из этих компонентов затрат, а также вопросы, которые нужно задать, чтобы оценить альтернативные методы производства и выявить скрытые расходы.

Стоимость владения оборудованием

Стоимость владения оборудованием составляют фиксированные расходы: цена 3D-принтера, договоры на оказание услуг, установка и техническое обслуживание. Эти суммы необходимо оплачивать независимо от того, простаивает ли ваш принтер или производит десятки моделей в неделю.

Сложите все прогнозируемые фиксированные расходы на протяжении всего срока эксплуатации оборудования, а затем разделите их на количество моделей, которые планируете изготовить. Как правило, чем выше производительность и эффективность использования вашего 3D-принтера, тем ниже стоимость владения оборудованием на одну модель.

За последние годы настольные 3D-принтеры показали отличные результаты в снижении стоимости владения оборудованием. При цене в 10–100 раз ниже, чем у традиционных промышленных 3D-принтеров, и способности производить тысячи моделей в течение всего срока службы, стоимость владения оборудованием может оказаться незначительной.

Вопросы:

  • Есть ли расходы на установку, обучение или дополнительные первоначальные расходы, помимо стоимости самой машины?

  • Нужно ли заключать (обязательный) договор на обслуживание? Что в него входит?

  • Какие аксессуары и инструменты необходимы для изготовления конечных моделей?

  • Какое техническое обслуживание необходимо машине для ее нормального функционирования? Какова ожидаемая годовая стоимость обслуживания? Изменится ли она при увеличении объемов производства?

Материалы и расходные детали

Первичные материалы для 3D-печати и расходные детали, необходимые для того, чтобы создать модели по доступной цене. Эти затраты в значительной степени зависят от количества производимых вами моделей.

При расчете затрат на материалы определите, сколько материала требуется на создание одной модели, и умножьте этот показатель на стоимость материала. Подсчитайте количество отходов и любых других расходных материалов. По мере роста производства стоимость владения оборудованием снижается, а затраты на материалы для 3D-печати, как правило, становятся более сбалансированными.

Обязательно уточните, какие материалы вам понадобятся для создания конкретных моделей, так как стоимость расходных деталей для 3D-печати может сильно разниться. Обратите внимание, что некоторые 3D-принтеры работают только со своими фирменными материалами и тем самым ограничивают ваши возможности использования сторонних материалов.

Вопросы:

  • Какова стоимость каждого типа материалов для 3D-печати?

  • Сколько материала требуется для создания одной конкретной модели, включая отходы?

  • Какой срок годности у материалов?

  • Нужны ли другие расходные детали для создания моделей?

  • Может ли машина работать со сторонними материалами?

Трудозатраты

Хотя 3D-печать может заменить сложные традиционные методы производства и обеспечить существенную экономию времени, в зависимости от технологии 3D-печати, она все еще может быть довольно трудоемким процессом.

Профессиональные настольные 3D-принтеры, как правило, оптимизированы для удобства использования. Наборы DIY для 3D-принтеров и любительские принтеры часто требуют дополнительных усилий для настройки параметров, в то время как регулярное обслуживание или смена материалов на традиционных промышленных машинах может включать трудоемкие задачи, для решения которых требуется помощь квалифицированного оператора.

Рабочие процессы постобработки различаются в зависимости от процесса 3D-печати, но в большинстве случаев включают очистку моделей и удаление поддерживающих структур или излишков материала. Однако есть решения для автоматизации некоторых конкретных задач. Например, Formlabs Form Wash и Form Cure упрощают процесс промывки и финальной полимеризации для 3D-принтеров Formlabs SLA, а Fuse Sift предлагает готовую систему постобработки и восстановления порошка для принтера Fuse 1 SLS.

Более сложные процессы, такие как SLA и SLS, не требуют много времени для достижения высокого качества моделей, в то время как для моделей, напечатанных с помощью технологии FDM, необходима длительная ручная постобработка для улучшения качества и удаления линий слоев.

Вопросы:

  • Каков весь рабочий процесс производства моделей? Какие конкретные шаги требуются для настройки печати, изменения материалов и постобработки моделей?

  • Сколько времени необходимо для постобработки одной конкретной модели?

  • Существуют ли какие-либо инструменты или устройства для автоматизации некоторых из этих задач?

Производство, осуществляемое сторонними организациями, в сравнении с собственным 3D-принтером, установленном на предприятии

Отдавать производственные заказы сторонним сервисным бюро или лабораториям следует в тех случаях, когда вы пользуетесь 3D-печатью лишь изредка или для изготовления крупных моделей из нестандартных материалов. Как правило, в бюро есть несколько собственных процессов 3D-печати, таких как SLA, SLS, FDM, а также 3D-принтеры для металла. Они также могут предоставить консультации по различным материалам и предложить дополнительные услуги, такие как проектирование или улучшенная отделка.

Главные недостатки привлечения сторонних организаций — высокая стоимость и длительность производства. Одно из главных преимуществ 3D-печати — ее скорость по сравнению с традиционными методами производства. Но она заметно снижается, если доставка модели, произведенной привлеченной организацией, занимает несколько дней или даже недель. А по мере роста спроса и производственных мощностей затраты на привлечение сторонних компаний быстро растут.

Настольные 3D-принтеры — отличное решение для быстрого производства моделей. В зависимости от количества нужных деталей и объема печати вложения в профессиональный 3D-принтер могут окупиться уже за несколько месяцев.

С настольными машинами и принтерами для мастерских вы можете платить за мощность, равную потребностям вашего бизнеса, и масштабировать производство, добавляя дополнительные устройства по мере роста спроса, без значительных вложений в крупноформатный 3D-принтер. Использование нескольких 3D-принтеров также позволяет одновременно печатать модели из разных материалов. А вот при возникновении потребности в производстве крупных деталей или использовании нестандартных материалов на помощь могут прийти сервисные бюро.

Дополнительные затраты

Затраты на инвестиции, материалы и рабочую силу подсчитать относительно легко. Но как насчет косвенных затрат и факторов, которые трудно подсчитать, но которые влияют на ваш бизнес? Давайте рассмотрим некоторые основные соображения при сравнении настольного 3D-принтера с привлечением сторонней компании или другими методами производства.

Экономия времени: что, если бы вы могли выводить продукты на рынок на несколько месяцев быстрее? Или сократить время доставки своей продукции на несколько дней или недель? 3D-печать упрощает традиционные рабочие процессы прототипирования и производства, помогая вам сэкономить время и опередить конкурентов.

Лучшие результаты: 3D-печать позволяет создавать больше итераций, быстрее преодолевать последствия неудач и изготавливать лучшие конечные продукты. Поиск и устранение неисправностей конструкции на раннем этапе также помогают избежать дорогостоящего перепроектирования и использования дополнительных инструментов.

Взаимодействие: наличие высококачественных прототипов и моделей позволяет эффективнее взаимодействовать с заказчиками, клиентами, поставщиками и другими заинтересованными сторонами. Возможность избежать недоразумений и дорогостоящих ошибок.

Защита интеллектуальной собственности: вы работаете с конфиденциальной информацией? Самостоятельное изготовление моделей означает, что вам не придется передавать интеллектуальную собственность (ИС) третьим лицам, что снижает риски утечки или кражи ИС.

Расчет стоимости 3D-печати

Обычно расчет стоимости одной детали, срока изготовления и сравнение альтернатив, чтобы выяснить, подойдет ли решение для вашего бизнеса, — утомительная задача по созданию сложной электронной таблицы в попытке собрать всю — часто скрытую — информацию от производителя. 

Используйте наш простой интерактивный инструмент, чтобы рассчитать себестоимость одной модели и время подготовки заказа при печати на стереолитографическом 3D-принтере компании Formlabs и сравнить экономию времени и средств с другими производственными методами.