家庭用3Dプリントのコスト内訳: 電力、材料、節約

あなたは3Dプリント愛好家、または自宅で3Dプリントを始めたいプロフェッショナルですか？社内3Dプリントの莫大な価値を知って喜ばれるでしょう。

そのメリットの一つは、様々なアプリケーションを実験しながら想像力を広げられることです。

3Dプリントに踏み切るか検討する際、最も重要な要素であるコストを見てみましょう。プリンターの全体的な電力使用量と材料コストが、実行可能なアイデアかどうかを決定します。

では、3Dプリンターの運用コストはいくらか？

これらのアイテムには、ペーパータオル、イソプロピルアルコール、ゴムなど、プロセスの不可欠な部分である他の消耗品が含まれます。

さらに、プリンター、アクセサリー、ツールの初期費用も考慮してください。より重要なのは、1日8時間プリンターを稼働させる場合、少なくとも5ドルの費用がかかることです。

電気代（電力消費）

3Dプリンターとプリント材料への初期投資資本は、3Dプリントプロセスの重要な側面です。

しかし、3Dプリントを見るとき、全体的な電力消費コストを見るには、電力消費をキロワット時（kWh）単位で測定する必要があります。

3Dプリンターはどれくらいの電力を使う？

ヒートベッド温度60℃、ノズル温度206℃の平均的な3Dプリンターは、時間あたり約70ワットの電力を使用します。

これは10時間プリントで0.7kWhに相当し、米国では平均9セントのコストです。より重要なのは、3Dプリンターの電力使用量はプリンタータイプ、サイズ、ノズル、ヒートベッド温度に依存することです。

3Dプリントにおける電力消費コストを決める要因は？

3Dプリントでは、プリンターの電力使用量は、プリントプロセスの各段階でプリンターが何をするかによって決まります。3Dプリンターの電源を入れると、ノズルとヒートビルドプラットフォームに適した温度に予熱を開始します。

重要なことに、ビルドプレートサイズが大きいと、実際の3Dプリントプロセス開始時より多くの電力を消費します。

3Dプリンターとフィラメント材料タイプが必要電力に影響します。より良い品質のプリントのために、ビルドプラットフォームとノズルを必要な温度設定まで加熱する必要があります。

また、ヒートベッドが理想的な温度を維持するために電力供給が上昇しなければなりません。ヒートベッドの電気代は大幅に高くなります。

レイヤー厚が薄いほど3Dプリントに時間がかかり、造形ボリュームを構築するにつれてより多くの電力を使用します。

プリントノズルのサイズも電力使用に影響し、大きなノズルはより多くのkWhコストがかかります。

プリントプロセスを高速化することで、プリント品質を達成しつつ電力コストを下げることもできます。同様に、3Dプリンターノズルとプリントベッドの加熱効率が良ければ電力消費は減ります。

平均的な3Dプリンターは、標準的な冷蔵庫とほぼ同じ電力を使用します。

3Dプリンターの電源を制御できるか？

はい、3Dプリンターの電源を制御して電気使用量を減らせます！

プリンター仕様の電源欄を見て、プリント開始前に最大・最小電力制限を設定することで、3Dプリンターの電気供給の限界を素早く把握できます。

次に、メーカーのパラメータ（速度、プリント終了、ビルドプラットフォーム温度）に従って3Dプリンターをセットアップします。これらは最終的なプリンター電力消費に影響します。

重要なことに、適切なプリンター電力設定により電気使用量を削減できます。また、停電はプリントを中断するため避けてください。

材料コスト

主要な3Dプリント技術とプリント品質に使用される材料は？

業界には高品質プロトタイプを作成する多数の3Dプリント技術があり、各技術は独自の技術セットでパーツを作成します。

ある技術がPLAやABSなどのプラスチックフィラメントに適している一方、他の技術はレジンやポリマー粉末など異なる材料を使用します。

使用される材料の範囲は組成、形態、性質で異なります。

3Dプリントに使用されるプラスチックフィラメントとその他の材料の範囲には：

• PLA
• ABS
• PETG
• ナイロン
• TPU
• ASA
• TPE
• 液体レジン
• ポリカーボネート
• その他特殊材料

実際の材料コストは1kgあたり15ドル〜1000ドルの範囲です。モデル作成に使用される材料タイプ、品質、kgとメートル単位の量は、実際のプリント材料コストに影響する多くの変動費の一部です。

重要なことに、3Dプリントで使用される材料は、フィラメント、紙、金属ワイヤー、粉末など、性質と形態で異なります。

3D技術と使用材料の選択肢は増え続けており、プロフェッショナルとホビイストに幅広いプリントオプションを提供しています。

ここでは、3つの技術とそれらが使用する材料に焦点を当て、これらの材料コストを決定します。

1. 3Dプリントで最も一般的に使用される技術の一つは材料押出技術です。これはFDM技術と呼ばれます。
2. 2番目の方法はバット光重合です。SLA、LCD、DLPなどの技術が含まれます。
3. 3番目の技術は粉末床溶融で、SLS、SLM、DML、EBMでより顕著です。

3Dフィラメントコスト

FDMプリンター

溶解積層造形（FDM）は最も人気のある材料押出技術です。SLSプリントとは異なり、FDMプリンターは熱可塑性フィラメント材料を使用します。

より重要なのは、使用されるプラスチックフィラメントのコストは、それを製造するために使用されるポリマーに依存することです。

PLAフィラメント

PLAはポリ乳酸の略です。3Dプリントで最も使用されるフィラメントの一つです。注目すべきは、メーカーがトウモロコシデンプンやサトウキビのような天然植物からPLAを生産していることです。

市場では様々なブランドとグレードで見つかります。それでも、標準的なPLAフィラメントは1kgあたり15〜20ドルです。

より高度なバージョンのPLAは少し高価です。例えば、シルクPLAは30ドル、カラーチェンジPLAは平均40ドルです。

ABSフィラメント

石油製品から得られる人気のプラスチックフィラメントです。主に射出成形プロセスで使用され、耐久性のある最終プリントを作ることで知られています。ABSは優れた機械的特性を持つためです。

しかし、ABSは3Dプリント中に有毒な煙を発生し、大量に吸入すると健康に有害になる可能性があります。

ABSは比較的安価なフィラメントで、平均コストは20〜35ドルです。

バット重合技術

レジン

バット重合はレジン3Dプリントを指します。これは最初の3Dプリント技術です。

熱硬化性材料の層を硬化させることで動作する技術です。熱硬化性材料は熱可塑性材料のように溶けません。重要なことに、高解像度の3Dプリントパーツを生成します。

レジンはバット重合で最も一般的に使用される熱硬化性材料で、50ドルです。また、水溶性レジンが市場でより高い70ドルで入手可能です。

タフレジンはレジンの高級ブランドです。タフレジンを使用して堅牢で耐久性のあるプリントパーツを作成します。また、ABSと同様の機械的特性を享受し、耐久性のあるオブジェクトのプリントに適しています。

粉末床溶融技術

エンドユーザーパーツを作成する技術です。レーザー熱源で粉末材料を層ごとに選択的に融合または溶融させます。このようなレーザー熱源は電子ビームである可能性があります。

ポリマー粉末

ポリアミド（PAとも呼ばれる）は、粉末床溶融技術で最も人気のあるポリマー粉末です。SLSプリンター用PA粉末（PA 12ナイロン）は1kgあたり150〜225ドルです。

その他の材料

パーツをプリントするために必要な追加材料には、FDMプリンターの変動コストを増やす消耗材料が含まれます。

イソプロピルアルコールはそのような材料の一つで、プリンターベッドを清掃して油やその他のプリント残留物を除去するために必要です。

プリントコストに加算される必要な材料には交換部品が含まれます。プリント作業でプリンターのボーデンチューブとコネクタを交換する必要があります。

それでも、最終製品をよくするためにサポート除去を助ける後処理材料が必要です。

ホットエンドノズル交換と断熱スリーブ交換は日常的な作業です。幸い、平均約10ドルで済みます。

メンテナンスコスト

3Dプリンターは長期間のプリント後、時折メンテナンスサービスを必要とします。摩耗はプリンターの可動部品に影響し、プリントを続けるために壊れた部品を交換する必要があります。

交換が必要なプリンターの最も一般的な部品はホットエンドまたはエクストルーダーノズルです。カーボンファイバーなどの研磨性フィラメントはエクストルーダーノズルを摩耗させます。

幸い、エクストルーダーノズルの交換は、基本的な真鍮ノズル交換で3ドルと手頃です。

FAQ

3Dプリンターの所有と使用は高価か？

3Dプリンターコストはプリンターの技術とあなたの個々のプリントニーズによって異なります。3Dプリンターの価格に影響する他の重要な要因には、プリンタータイプ、サイズ、機能、品質、耐久性、製造ブランド、性能があります。

• エントリーレベル3Dプリンター：300〜500ドル
• ハイエンド3Dプリンター：1500ドル
• プロフェッショナル3Dプリンター：1500〜20,000ドル
• 産業用3Dプリンター：20,000〜100,000ドル

プリンタータイプ、サイズ、機能によって、部品交換コストは家庭用ユーザーには手頃ですが、産業用ユーザーには高額です。

3Dプリンターフィラメントは高価か？

3Dプリンターフィラメントのコストはフィラメントタイプによって異なります。しかし、以下のようにほとんどのフィラメントタイプは手頃です：

• PLA：1kgあたり10〜25ドル
• ABSとPETG：1kgあたり15〜25ドル
• ASA：1kgあたり30〜50ドル
• ナイロン：1kgあたり50〜60ドル
• ポリカーボネート：1kgあたり30〜60ドル
• TPE：1kgあたり80〜100ドル

1kgスプールにどれくらいのフィラメントが入っているか？

フィラメントタイプによって異なる量のフィラメントが含まれます。フィラメント密度と直径に依存します。

例えば、密度1.24g/cm³、直径1.75mmのPLAスプール1kgには、252.13メートルのフィラメントが含まれます。

3Dプリンターの時間当たり運用コストはいくらか？

北米在住なら、kWh単価は12.69セントで、3Dプリントの時間当たりコストは1.58セントです。

3Dプリンターで電気代が上がるか？

24時間3Dプリントしない限り、標準的な3Dプリンターは電気代を大幅に上げません。3Dプリンターの電力使用量はプリンターサイズ、ビルドプラットフォーム、ノズル温度に依存します。

ホットエンド温度205℃、プリントベッド60℃の標準的な3Dプリンターは70ワットを使用。10時間プリントで0.7kWh、約9セントです。

3Dプリンターはどれくらいの頻度でメンテナンスが必要か？

専門家は、1500時間稼働後または2ヶ月ごとにルーチンメンテナンスを実施する必要性を指摘しています。

しかし、毎プリントセッション後に簡単なメンテナンスを行い、新しいプロジェクトを開始するたびにプリンターが素晴らしい状態にあることを確認する必要があります。

結論

3Dプリンター運用コストは2つのカテゴリーに分解できます。カテゴリーにはプリンター購入初期費用、メンテナンス、運用コストが含まれます。

運用コストにはフィラメント材料コストと電気使用量、メンテナンス、後処理、プリンター部品交換コストも含まれ、これらも不可欠です。

多数の小規模ビジネスにトラフィックを紹介し続け、汎用PLAなどのプリント消耗品をより安く入手できるようにしてコストを節約してください。