3D プリント サービス コストの概要:決定要因と削減方法

企業や個人は、3D プリント関連のプロジェクトを 3D プリント サービスにアウトソーシングするようになりました。これは、サービスが大量生産へのアクセスを提供すると同時に、革新/設計により集中し、より簡単な生産プロセスを享受できるようにするためです。

膨大な数の 3D プリント サービスから選択するかどうかは、場所、機能、製造インフラストラクチャ、さらに重要な 3D プリント サービスのコストなどの要因によって異なります。この記事では、3D プリントのコスト、それに影響を与える要因、および 3D プリント パーツのコストを削減する方法について詳しく説明します。

3D プリント サービスの費用の概念を理解する

3D プリント サービスの費用は、CAD ファイルをアップロードした後に 3D プリント サービスがクライアントに支払う一般的な費用です。

誰もが 3D プリント サービスにアウトソーシングしているわけではないため、3D プリント サービスのコストは合理化された 3D プリント コストです。これは、サービスが、材料、3D プリンター、後処理仕上げなど、3D プリントのコストに影響する一般的な要因を合理化して、提供する見積もりに反映することを意味します。

3D プリントに起因する「コスト」にもかかわらず、3D プリントは、個別に使用するか、グローバルに 3D プリント サービスにアウトソーシングするのに最も手頃な製造プロセスの 1 つです。

3D プリント サービスのコストを決定する要因

資本は、3D プリント サービスの選択を決定する重要な要素であり、さらに 3D プリント サービスのコストを決定する要因を理解する必要があります。以下は、決定を下す際の指針となる重要な要素です。

1. 3D プリンター

3D プリント サービスで使用される 3D プリンターのコストは、それらへのアウトソーシングのコストにおいて大きな役割を果たします。 3D プリンターのコストは、操作の容易さ、技術的な専門知識の必要性、互換性のある材料、および設計の複雑さを決定する、技術、機能、セットアップ価格などの要因によって異なります。

ハイテク 3D プリンターを使用する 3D プリンター サービスは、より多くの料金が発生する可能性があります。したがって、3D プリンターを選択する際には、次の点に注意する必要があります。

1.1. 3D プリント技術

3D プリンターは、CAD モデルを使用して印刷部品を作成します。ただし、互換性のある材料、メカニズム、生産速度、3D プリント部品のコスト、および 3D プリント サービスのコストは、彼らの技術によって決まります。

世界中で使用されているすべての 3D 印刷技術は、価格が異なります。たとえば、FDM プリンターは、プラスチックに使用される最も安価な 3D プリンターです。レーザービームを使用して樹脂や硬化プラスチックを硬化させる SLA プリンターよりも、後者の精度と汎用性により低コストです。

Direct Selective Laser Sintering プリンターなどの他の技術を実行するプリンターは、希少性、操作の容易さ、生産性、技術的専門知識の必要性、印刷品質、および使用する素材のために高価です。

Direct Selective Laser Sintering プリンターを使用する 3D プリント サービスは、互換性のある材料に対して他のプリンターを使用する複数のプリンターに料金を請求します。 3D 印刷技術は、3D 印刷サービスだけに適用されるわけではありません。愛好家やその他の人も、選択する前にコストを考慮する必要があります.

1.2. 3D プリンターのセットアップ価格

3D プリンターのセットアップ価格は、個人または会社の 3D プリンターが必要で、技術者を雇いたい人にとって 3D プリントのコストに追加されます。ほとんどの人は、3D プリンターを損傷したり、インストール中に間違った設定をトリガーしたりするのを避けるために、技術者を雇っています。

役に立つ一方で、技術者を雇うことには代償が伴います。これは、技術者の専門知識、経験、ブランディング、および 3D プリンターの精巧さに依存します。 3D プリンターの精巧さに基づいて、FDM プリンターのセットアップ価格も直接選択的レーザー焼結プリンターよりも低くなります。

1.3. 3Dプリンター運用価格

操作の価格は、3D プリント サービスのコストにも加算されます。運用コストは、3D プリンターのコストを総運用時間で割ったものです。以下は、3D プリンターの運用価格と、それが 3D 印刷サービスの料金にどのように影響するかを簡単に示したものです。

FDM 3D プリンターを 10,000 ドルで購入し、4 年間毎日 20 時間使用するとします。修理、メンテナンス、および電気のコストを無視すると、運用コストは次のようになります。

• 20 時間 x 365 日 x 4 年 =合計 29,200 時間
• $10000 ÷ 29200 =$0.342/時
• 1 時間あたり 0.342 ドルの運用コストを使用して、10 時間かかる部品の印刷にかかる時間を計算できます。
• これは 0.342 x 10 =$3.42 になります。

1.4.メンテナンス費用

メンテナンスを行わないと、3D プリンターは時間の経過とともに最高品質のプリントを提供できなくなります。したがって、適切なメンテナンスが重要です。 3D プリント サービスは、提供する一般的なコストにそれを追加していたでしょう。ただし、これを個人所有者の 3D プリントのコストに考慮する必要があります。メンテナンス コストには、次のようなさまざまな形態があります。

• 3D プリンターの部品代の交換
• 3D プリント部品料金のクリーニング
• 3D プリント パーツの修理費用
• 技術者が追加した費用

メンテナンスは、3D プリンターの精巧さ、機能、希少性、および技術によって異なります。したがって、FDM プリンターのユーザーは、保守費用が 200 ドルから 599 ドルであると言うかもしれませんが、DSLS プリンターのユーザーは、保守費用が 1000 ドルを超えると言う可能性があります。また、技術者を雇うと、技術者も料金を請求するため、メンテナンス費用が増加します。

2. 3D プリント素材

3D プリントで使用される材料には多くの種類があります。これは、フィールドの開発を担当し、プロセスの柔軟性、プリンターの選択、3D プリント部品のコスト、および 3D プリント サービスを決定します。ほとんどのサービスは、入手可能性と 3D プリンターおよび印刷技術との互換性に基づいて、材料費にアクセスします。

2.1.材料費の計算方法

材料費の計算方法を理解することで、3D プリント部品の製造にかかる費用を知ることができます。下の図を使用してください。

3D プリントされたパーツには 100 グラムの PLA が必要で、PLA フィラメントは 1 kg あたり 25 ドルかかると想像してください。これは、コストが $25/1000 g =$0.025/g であることを意味します。したがって、3D プリント部品のコストは 100 x 0.025 =$2.5 になります。印刷部分が小さくても構いません。

2.2. 3D プリントで使用される一般的な材料の種類

3D プリントで使用される一般的な材料とそのコストとの関係は次のとおりです。

• 粉末とフィラメント

粉末とフィラメントは熱可塑性樹脂です。それらは、最も安価で最も一般的な 3D プリント材料と見なされています。非専門家や愛好家が 3D モデルの作成によく使用します。

これらの材料は、アクセスしやすく入手しやすいため、安価です。また、精巧な 3D プリンターやテクノロジーは必要ありません。たとえば、PLA や ABS などの熱可塑性樹脂は 1 kg あたり 20 ドルという低価格で、FDM プリンターと互換性があります。

パウダーとフィラメントは安いです。ただし、印刷されたパーツを完成させるために多くの時間が費やされるため、追加のコストも発生します。

• レジン

樹脂は、高品質の造形パーツを提供し、作業が簡単で、操作後の手順がほとんど必要ありません。したがって、それらは高価です。これは、樹脂製の 3D プリント部品の高コストと 3D プリント サービス料金のコストに表れています。

• ハイエンド素材

チタンやアルミニウムなどの高級素材は、入手困難、希少性、および特定の 3D プリント技術が必要なため、高価です。たとえば、ほとんどの金属は非常に高価な DMLS を使用します。

3. 3D モデルのサイズ

必要な 3D モデルのサイズによって、3D プリント サービスのコストも決まります。大規模な 3D モデルは、より多くの材料、適切なサイズの 3D プリンター、運用コスト、および印刷技術が必要になるため、コストが増加します。

4. 3D モデルの複雑さ

複雑な 3D モデルには、プロセスのコストを決定するための正確で正確な印刷技術が必要です。特に 3D プリント サービスがスライスやその他の準備手順を処理する場合は、複雑なモデルにも準備が必要です。したがって、資本の浪費と時間の浪費を防ぐために、モデルの複雑さを理解する必要があります。

5.生産量

3D プリント パーツの大量生産は、一般的に 3D プリント パーツの個々のコストを削減します。ただし、生産量が多いため、より多くの材料が必要になり (材料費が高くなります)、印刷時間が長くなります (運用コストが高くなります)。

6.選択された後処理

研磨や電気メッキなどの後処理オプションは、印刷されたパーツの機能性と美観を向上させるのに役立ちます。これらのプロセスのいずれかを使用すると、3D プリント サービスのコストが追加されます。プロセスに応じて、それぞれにコストがかかります。以下は、一般的なものとコストとの関係です。

6.1 研磨

研磨には、3D プリントされたパーツのサンディング、すすぎ、磨きを適用して可能な限り滑らかな表面を得ることが含まれます。高品質の 3D プリント パーツを提供するには、高い寸法精度と適度なスキル レベルが必要なため、費用のかかるプロセスです。

6.2 電気メッキ

これは、電気分解によって金属を使用して 3D プリントされた部品をコーティングすることを含む、美的および/または機能改善プロセスです。電気めっきは、コーティング金属のメカニズムと選択のために非常に高価です.

6.3 エポキシコーティング

エポキシ コーティングは、3D プリントをエポキシ樹脂でコーティングする一般的な 3D プリント後処理オプションです。次に、硬化剤を使用して強度を向上させ、プリントの多孔質部分をシールします。このプロセスは非常に効果的です。ただし、コストはエポキシ コーティングの種類によって異なります。

3D プリント プロジェクトの費用の例

いくつかの一般的なアイテムを印刷するコストをすぐに知りたい人のために、3D 印刷された部品、印刷コスト、および所要時間の例を以下に示します.これらの例により、3D プリント パーツのコスト、3D プリント パーツのコストの計算方法、および 3D プリント サービスが請求する金額について、より良い洞察が得られるはずです。

アイテム例	推定費用	所要時間
ボトルのふた	$30	1 ～ 3 日
ギターのチューニングペグ	$50	1 ～ 3 日
プロトタイプ ブラケット	$50	1 ～ 3 日
ベルトのバックル	$50	1 ～ 3 日
キーボード	$100	3 ～ 7 日
3D プリント シューズ	$150	3 ～ 7 日
マイク ホルダー/ケース	$100	3 ～ 7 日
複数のコンパートメントを備えたケース	$150	3 ～ 7 日

上の表の 3D プリント パーツの推定コストは、材料、モデルの複雑さとサイズ、後処理、チームの経験、高品質のプリント、およびブランディングに基づいて、3D プリント サービスによって請求される総費用です。また、コストは部品の数量、複雑さ、およびそれらが配置されている国によって異なります。

3D プリントのコストを削減するには?

3D プリント サービスのコストを削減するには、運用コストと使用する材料を削減する必要があります。以下は、3D プリントのコストを削減するために使用できるいくつかの方法です。

1.安価な素材を使用

プロジェクトの難易度、印刷部分の機能、使用環境などを把握して、最も安価な素材を選択してください。それでも、3D プリントされた部品がその機能を失ってはなりません。

できれば、手の込んだ技術を必要としない素材を選びましょう。たとえば、硬度が必要な場合はポリカーボネートを使用できますが、必ずしも金属を使用する必要はありません (高価な DSLS 3D プリンターが必要です)。

2.テクノロジーを選択

洗練されたテクノロジーは、3D プリントのコストを増加させます。洗練された機械の使用は、材料と製品の複雑さに依存します。したがって、3D プリントされた部品が機能を失い、プロセスがその生産性を失うことなく、資本の範囲内でテクノロジを選択するように努める必要があります。

3.印刷物を保存

コストを削減するために 3D プリントのサイズ、複雑さ、または機能を変更することは理想的ではありません。ただし、サイズを小さくすると使用する素材は減りますが、製品の機能には影響します。それにもかかわらず、自由がある場合は、次の手順を使用して印刷物を保存する必要があります:

3.1.空洞化

3D プリントされたパーツが堅牢性を必要としない場合は、モデルを中空にして、使用する材料の量を減らすことができます。その結果、材料費と作業時間が削減されます。

3.2.支持構造を取り除く

サポート構造により、パーツに張り出しがなく、安定性に影響を与えません。サポート構造を使用すると、より多くの材料が使用され、操作時間が長くなります。その結果、3D プリント サービスのコストが増加します。 450 を超えるオーバーハング角度を設計し、モデルを分割することで、3D モデルからサポート構造を削除できます。

3.3.充填率を下げる

インフィルの割合を減らすと、材料コストが削減され、生産性が向上するため、3D プリントのコストが削減されます。ただし、パーツがその構造特性を必要としない場合にのみ、このハックを適用する必要があります

3.4.レイヤーの高さと解像度を高くする

レイヤーの高さは、印刷の品質と印刷速度を決定します。一方では、レイヤーの高さが低いと、生産時間が長くなり、スムーズな印刷が可能になります。したがって、運用コストが増加します。一方、レイヤーの高さを増やすと、生産時間が短縮されます。その結果、運用コストが削減されます。このハックは、美学を必要としない 3D プリント パーツの作成に適しています。

4.適切な仕上げを選択してください

3D プリント サービスでは、コストと機能性/美学のバランスが取れた後処理仕上げを使用するようにしてください。たとえば、低コストで美学を求める場合、塗装は電気メッキよりも理想的な方法です。ただし、耐久性が低いので、加工の仕上がりについては十分に調べてからにしてください。このサービスは、最適な後処理技術とその費用についてアドバイスすることもできます。

結論

3D プリントのコストは、特にプロジェクトを 3D プリント サービス会社にアウトソーシングしたい人にとって、プロセスの使用を制限するべきではありません。したがって、3D プリント部品とプリント サービスのコストを決定するさまざまな要因を知っておく必要があります。これは、CNC 機械加工コスト、射出成形コスト、およびその他のラピッド プロトタイピング プロセスでも同じです。この記事では、3D プリント サービスのコストを削減するために考えられることも分析します。製品の用途に応じて、これらの考慮事項を参照できます。

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よくある質問

3D プリントは高価ですか、それとも費用対効果が高いですか?

はい、3D プリントは自動化されているため、コストと時間を節約できます。使用する時間を削減することで、運用コストを削減し、イノベーションと設計を改善できます。

3D プリントはラピッド プロトタイピングやアディティブ マニュファクチャリングと同じですか?

はい、3D プリンティングは積層造形と同じです。ただし、ラピッド プロトタイピングでは、3D プリント、CNC 機械加工、射出成形などの製造プロセスを使用してプロトタイプを作成する必要があります。したがって、3D プリントはラピッド プロトタイピングが使用する手順であると言えます。

なぜ金属 3D プリンタは非常に高価なのですか?

金属3Dプリンターは新品なので高価です。そのため、専門知識が必要であり、維持費も高額です。また、材料はプラスチック、フィラメント、樹脂ほど容易に入手できません。