Ценово сравнение на традиционните срещу адитивните производство

Кой е най -евтиният и бърз начин за производство на 50 прости скоби? Поискахме котировки от традиционните производители и производители с 3D принтери, след което го сравнихме със закупуването на собствен принтер.

Независимо дали работите неуморно във фирма за индустриален дизайн или стартирате домашен бизнес, или просто живеете и се наслаждавате на живота си, рано или късно ще откриете нужда от някои части по поръчка и има повече от един начин да получите тези части от хартиения ви проект в дланите на ръцете ви.

Има редица онлайн производители, които са готови да вземат модел на вашата част и да го възпроизведат по различни методи. Но не всички производствени методи са равни.

Два от най -познатите и традиционни методи са CNC обработка, която включва вземане на блок материал или „заготовка“ и след това фрезуване от блока, за да се произведе частта, и другия е леене под налягане, което изисква да се направи матрица от детайла предварително, обикновено чрез CNC, и след това тази форма може да се използва хиляди пъти, преди да се наложи да се направи нова.

Методите за 3D печат, които ще разгледаме тук, са FDM, SLA (стереолитография) и SLS (селективно лазерно синтероване).

FDM използва пластмасова нишка за печат и се предлага в най-голямо разнообразие от материали, в зависимост от услугата. SLA обикновено се отнася до отпечатване със смола, където вана с прозрачна основа, пълна със смола, седи над екрана на проектора, който използва UV за втвърдяване на течната смола и след това се отдръпва от екрана слой по слой. Налични са няколко вида смоли за различни случаи на употреба, но частите са склонни да бъдат по -чупливи, освен ако не се използва специално гъвкава смола. Сега SLS използва вид прах, който се нанася на тънки слоеве върху цялата зона на изграждане, след което този слой с „удря“ с лазер, за да го синтерова до основната част, и след това се повтаря с изцяло нов прахообразен слой.

Метод – Сравнение на разходите

Така че, след като имаме изложени всички методи, можем да разгледаме разходите. Всички оценки, които имамe за производство, идват директно от производителите. Изпратихме част за оферти. Избрахме сравнително просто изделие, което може да бъде произведено по всички методи. Разбира се, има части, които биха били изключително трудни за един метод в сравнение с други, но това не би било честно. И така, получихме оферти за тази част при партиди от 50.

От гледна точка на 3D печата, прогнозите за FDM се ограничават до около 2000 долара. Отново това е за 50 части. Най -евтината оферта беше 140 долара за цялата партида. SLA дойде значително по -високо от FDM с 2 100 долара най -ниско и до 7 000 долара най -скъпо. SLS варира от 785 долара за най -ниския и най -високия при 3150 долара.

От другата страна на производствения спектър имаме 1300 до 1990 долара за CNC -алуминий и около 5000 долара за леене под налягане. Инжекционното формоване е уникално с това, че го разбиваме, търсим 4800 долара за инструментариума и 300 долара за партидата от 50. Ако искаме да произвеждаме повече, разбира се, това ще се коригира съответно.

Имахме и един „луд“ доставчик, където офертата за получаване на частите, изработени от алуминий, беше 21 545 долара. Добре е да получите поне няколко оферти всеки път, когато търсите, само поради тази случайност. Стоманата, от друга страна, на същия производител, беше само около 8920 долара. Той не уточни кой метод използва, за да направи тези части от тези материали, но предполагам, че е по -близо до SLS, отколкото CNC.

Друго нещо, което трябва да имате предвид при работа с тези производители, е времето за изпълнение. Оценките бяха около три до осем дни време за изпълнение за 3D отпечатани части и до две седмици за CNC и части за леене под налягане и след това време за доставка.

Аутсорсинг срещу Купете собствен принтер

Хиляди долари със сигурност изглеждат много за 3D принтер. Защо да харчите тези пари, когато мога да имам частите си направени другаде и да ми бъдат изпратени за по -малко? На пръв поглед това е много по-добрият вариант, но има много повече за разглеждане от тези знаци за долар.

Установихме, че 3D печат на част може да бъде по -евтин и по -бърз от традиционното производство, но сега, нека да разгледаме друг сценарий: Ами ако искам да направя частите сам?

Първо, имате нужда от машините, за да направите частите, и ние просто ще приемем, че вече имате познанията или някой във вашата организация, който знае как да ги използва. За повечето способни машини с ЦПУ бихте разгледали пет осна машина в сравнение с триосна машина. Сега, за пет осна машина, ще имате късмет да намерите прилична под 100 000 долара.  Инжекционната машина може да струва едва 10 000 долара и до 2 00 000,00 долара, но формите не излизат от въздуха. Така че обикновено има CNC машина за матрицата и след това машината за леене под налягане. Така че тези разходи ще бъдат комбинирани- около $ 110,000. 

Ако това е извън вашия бюджет, нека да разгледаме 3D принтерите. Ще използваме Raise3D Pro2 като база и цена за нашия размер, така че търсим други машини с подобен размер за сравнение. 

От гледна точка на SLS, най -ниската цена е около 10 000 долара, но за всеки обем на строителство, близък до 300 мм в X, Y и Z, тя се изстрелва до около 100 000 долара. При SLA машините проблемът не е цената. Можете да получите подходяща машина за около 2000 долара. Тези тиражи са около 300 mm x 15 0 x 400, но за да се доближим до 300 mm в X, Y и Z, трябва да разгледаме повече машина като Formlabs Form 3L, чиято цена е 10 000 долара. Освен това можете да бъдете ограничени от видовете материали, които са ви на разположение.

Разходи за материали

Последното нещо, което трябва да се вземе предвид, е цената на материалите, FDM, SLA и леенето под налягане са най -ефективните за намаляване на отпадъците по време на производството на части, като CNC е по -разточителен поради това, че е изваждащ производствен процес. В някои случаи SLS прахът не може да се използва повторно и трябва да се смеси с пресен прах, така че да не влоши качеството на детайлите, или дори да не може да се използва повторно, но изглежда, че това е така при по -старите машини.

Така че, по отношение на тази конкретна част, са необходими 45,5 грама материал за отпечатване със 100 % пълнене и 26,6 грама, отпечатано със стандартно 15 % пълнене. Използвайки материал, който струва около 30,00 долара за макара, ние разглеждаме разходите съответно 1,37 и 0,80 долара за тези два варианта на запълване. Сега, сравнявайки това с нашите оценки на производителите, производството на части е все още над 100 процента по-евтино на база сравнението, когато се гледа FDM печата.

Като се има предвид, че цената на Pro2 е $ 4,000, при посочените по- горе курсове с тази конкретна част, ще трябва да произведем 3000 единици и само от спестяванията на тези части, за да платим изцяло за самия Pro2. Разбира се, всичко зависи от произвежданата част и тези машини се използват за производство на повече от един вид детайл. Най-ефективният случай е за по-мащабни прототипи за еднократна употреба.

Като реален пример, тази част, изобразена по-горе, струва приблизително 20 долара като материал, когато е отпечатана вътрешно. Това е 100 долара по -евтино от прогнозите, които получих от най -евтиния ни производител. 

Сега цената обикновено ще спадне, ако са необходими по-големи количества части, така че ако кажем, че всички части ще бъдат еднократни продукции, тогава Pro2 се изплаща в този случай в рамките на 40 отпечатъка. Сега това е най -евтиният наличен вариант, PLA материал. Ако го засилим с полиамид, разликата в цените скача до 370 долара за единично производство, което означава, че Pro2 ще се изплати за малко над 10 отпечатъка.

На всичкото отгоре, няколко други предимства са, че притежаването на собствена машина ви дава абсолютен контрол върху конструкцията на детайла. В някои случаи трети страни ще ви позволят само да избирате между няколко резолюции или настройки за попълване.

3D печат срещу традиционно производство – скорост.

Има и фактор „време за изпълнение“. Така че, когато масово произвеждам тези части със собствена машина, тук са ми необходими около 10 дни време за печат, за да завърша партида от 50бр. на една машина със 100 % пълнене. Това е сравнимо с времето за доставка на трета страна, но в тогава получавам частите веднага щом принтирам и не завършват всички наведнъж. Така че, вместо да чакам около 12 дни за 50 части, мога да направя 15 на всеки три дни и дори на всеки два дни, когато намалим запълването от 100% на 15%. Единственото предупреждение в този случай е, че трябва да съм там, за да премахна частите между принтовете.

Като се имат предвид разходите за производство в момента, за потребителски части с нисък обем, за редовна употреба или прототипи за еднократна употреба, притежаването на 3D принтер е най-добрият вариант. Оптимизираните шаблони и IdeaMaker – софтуерът за нарязване на Raise3D – позволяват на нови потребители да започнат да печатат веднага, но също така позволяват огромно количество персонализиране и корекции на части, ако е необходимо, а мащабът на Pro2 и Pro2 Plus гарантира, че вие няма да бъде ограничен по размер, когато е най -важен.

Използван източник на материала – Аll3dp