Stampante 3D: Quanto costa?

La stampa 3D in loco è una soluzione versatile per un’ampia gamma di applicazioni: modelli ad alta risoluzione, prototipazione rapida, attrezzaggio rapido per processi di produzione tradizionali, ausili alla produzione e persino la produzione di parti per uso finale.

Tuttavia, quando consideri di investire in una stampante 3D, la sua fattibilità spesso si riduce a una sola domanda: rientra nelle possibilità economiche della tua attività? Quanto costa una stampante 3D e quanto tempo e costi puoi davvero risparmiare la tua azienda con essa?

I prezzi delle stampanti 3D variano da $ 200 a oltre $ 500.000 a seconda del processo di stampa, dei materiali e del livello di sofisticatezza della soluzione di stampa 3D.

In questa guida, ti mostreremo i costi della stampa 3D per diverse tecnologie, confronteremo l’outsourcing con la produzione in loco , descriveremo i fattori da considerare nel calcolo del costo per parte ed esamineremo considerazioni oltre il costo quando confrontiamo varie soluzioni di stampa 3D e altri metodi di produzione.

Costi e considerazioni per diversi tipi di processi di stampa 3D

Costi delle stampanti 3D in plastica

Le tre tecnologie più consolidate per la stampa 3D di plastica oggi sono la modellazione a deposizione fusa (FDM), la stereolitografia (SLA) e la sinterizzazione laser selettiva (SLS).

Ogni tecnologia di stampa 3D ha i suoi vantaggi e svantaggi; Ecco un’infografica per un rapido confronto:

  • FDM
  • SLA
  • SLS

I prezzi delle stampanti 3D sono scesi considerevolmente negli ultimi anni e oggi tutte e tre le tecnologie sono disponibili in sistemi compatti e convenienti.

In generale, le stampanti 3D FDM creeranno le parti più economiche se si stampano solo prototipi relativamente semplici in quantità limitate. Le stampanti 3D SLA in resina offrono una risoluzione più elevata, una migliore qualità e un’ampia varietà di materiali di stampa 3D a un prezzo più elevato, ma la differenza diminuisce rapidamente quando si stampano progetti complessi o lotti di grandi dimensioni, poiché la post-finitura richiede meno manodopera.

In definitiva, la stampa 3D SLS è il processo più conveniente per la produzione di volumi medio-grandi di parti funzionali di alta qualità.

Il confronto del costo totale di diverse stampanti 3D va oltre il prezzo, che non dice tutti i dettagli su quanto costa una stampante 3D e quanto costerà la parte stampata. Il materiale di stampa 3D e i costi di manodopera influenzano notevolmente il costo per parte, a seconda dell’applicazione e delle esigenze di produzione.

Diamo un’occhiata a tutti i diversi fattori e costi per ogni processo.

Modellazione a deposizione fusa (FDM)

FDM, noto anche come produzione di filamenti fusi (FFF), costruisce parti fondendo ed estrudendo un filamento termoplastico che un estrusore deposita strato dopo strato sull’area di stampa.

L’FDM è la forma più diffusa di stampa 3D disponibile per il consumatore, alimentata dall’emergere di stampanti 3D per hobbisti. Tuttavia, anche le stampanti FDM professionali e industriali sono apprezzate dai professionisti.

Le stampanti 3D più economiche sono quasi esclusivamente stampanti FDM. I kit di stampanti 3D FDM per uso domestico partono da $ 200. Tuttavia, la maggior parte di questi modelli sono più simili a giocattoli o progetti fai-da-te per la casa che richiedono molto tempo per assemblare, regolare e calibrare la stampante. La qualità della stampa dipende in gran parte dal successo di questi passaggi e, se ciò non bastasse, queste macchine richiedono riparazioni e manutenzione regolari per mantenerle in funzione, quindi sono consigliate solo a chi sta studiando ingegneria e ha molti esperienza, tempo e pazienza.

Le stampanti 3D FDM per hobbisti che costano da $ 500 a $ 1.500 possono venire come parti o assemblate e richiedere meno regolazioni, ma presentano ancora molti degli svantaggi delle stampanti 3D più economiche. Alcuni modelli più vicini al top di questa gamma offriranno volumi di stampa maggiori e anche opzioni di materiali che vanno oltre i materiali a bassa temperatura come l’acido polilattico (PLA).

I prezzi per le stampanti 3D FDM professionali partono da $ 2.500 e le stampanti FDM professionali di grande formato partono da circa $ 4.000, mentre le stampanti FDM industriali più avanzate possono facilmente costare fino a $ 10.000. La maggior parte di queste stampanti viene fornita già assemblata e calibrata fuori dalla scatola o può calibrarsi da sola. Le stampanti di questa categoria offrono una migliore qualità di stampa, una più ampia gamma di materiali, maggiori volumi di stampa, maggiore affidabilità e maggiore facilità d’uso e manutenzione. A differenza delle stampanti a basso costo, i produttori di stampanti 3D professionali offrono anche assistenza ai clienti per risolvere i problemi.

Quando si tratta di materiali, i costi dei materiali di stampa 3D FDM vanno da $ 50-150/kg per la maggior parte dei filamenti standard o tecnici a $ 100-200/kg per i materiali di supporto. Potrebbero esserci alternative più economiche, ma ancora una volta implicano il sacrificio di parte della qualità del risultato.

Infine, la stampa FDM può richiedere molto lavoro manuale. Molti progetti, in particolare i modelli complessi, richiedono strutture di supporto per stampare correttamente, che devono essere rimosse manualmente o dissolvendo, se i supporti sono solubili. Per ottenere una finitura di alta qualità e rimuovere le linee di rivestimento, le parti richiedono una lunga post-finitura manuale che include processi come la levigatura.

Stereolitografia (SLA)

Le stampanti 3D SLA utilizzano un laser per polimerizzare la resina liquida in plastica indurita in un processo noto come fotopolimerizzazione. SLA è uno dei processi più apprezzati dai professionisti per la sua alta risoluzione, la sua precisione e la versatilità dei suoi materiali.

Le parti SLA hanno la massima precisione, i dettagli più nitidi e la finitura più liscia di qualsiasi tecnologia di stampa 3D, ma il vantaggio principale di SLA è la sua versatilità. Le formulazioni delle resine SLA offrono un’ampia varietà di proprietà ottiche, meccaniche e termiche in grado di corrispondere a quelle dell’ingegneria standard, industriali e termoplastiche.

In precedenza, SLA era disponibile solo su stampanti 3D industriali grandi e complesse che costavano più di $ 200.000, ma il processo è diventato molto più accessibile. Con la stampante LAB H5 , le aziende ora hanno accesso a SLA di livello industriale per soli $ 3.750. Lo SLA di grande formato con la Form 3L è disponibile a partire da $ 11.000.

Le stampanti 3D SLA vengono assemblate e calibrate appena fuori dalla scatola. Sono strumenti professionali affidabili anche per la produzione e che richiedono pochissima manutenzione. Inoltre, hanno servizi di assistenza clienti che aiutano a risolvere i problemi nell’improbabile eventualità che qualcosa vada storto.

In termini di costo del materiale, la maggior parte delle resine SLA standard o tecniche si aggirano intorno ai 149-200 $/l.

Le stampanti SLA sono facili da usare e molte fasi del processo di lavoro, come il lavaggio e l’indurimento successivo, possono essere ampiamente automatizzate per ridurre la necessità di manodopera. Le parti stampate vengono rifinite con un’alta qualità direttamente dalla stampante, richiedendo solo una semplice post-finitura per rimuovere i segni del supporto.

Sinterizzazione laser selettiva (SLS)

Le stampanti 3D SLS utilizzano un laser ad alta potenza per fondere minuscole particelle di polvere polimerica. La polvere non fusa sostiene la parte durante la stampa ed elimina la necessità di strutture di supporto specifiche, rendendo SLS un metodo ideale per geometrie complesse come rilievi interni, sottosquadri, pareti sottili e negativi di parti.

I pezzi prodotti da SLS hanno eccellenti caratteristiche meccaniche, con una resistenza simile a quella dei pezzi stampati ad iniezione. Pertanto, SLS è il processo di stampa 3D di plastica più comune per applicazioni industriali.

Come SLA, SLS era disponibile solo su macchine industriali che costavano almeno $ 200.000. Con la stampante SLS LAB X2-2 di 3d-type, le aziende possono ora accedere a SLS industriali a partire da $ 18.500 e ottenere un ecosistema completo che include post-finitura e recupero della polvere per $ 29.743.

Inoltre, in modo simile alle stampanti SLA, le stampanti SLS verranno assemblate e calibrate immediatamente. Sono affidabili, costruiti per la produzione 24 ore su 24, 7 giorni su 7 e includono formazione avanzata e un’assistenza clienti rapida.

I materiali in nylon per la stampa SLS costano circa $ 100/kg. La stampa SLS non richiede strutture di supporto e la polvere non fusa può essere riutilizzata, riducendo i costi dei materiali.

SLS è il processo meno pratico per la stampa 3D di materie plastiche in un ambiente di produzione, poiché le parti escono dalla stampante con una qualità eccellente e richiedono solo una semplice pulizia per rimuovere la polvere in eccesso.

Stampa 3D in metallo

Oltre alla plastica, sono disponibili diversi processi di stampa 3D per la stampa 3D in metallo.

  • metallo fdm

Le stampanti FDM in metallo funzionano in modo simile alle stampanti FDM tradizionali ma estrudono barre di metallo tenute insieme da leganti polimerici. Le parti finite senza post-polimerizzazione vengono sinterizzate in un forno per rimuovere il legante.

  • Fusione laser selettiva (SLM) e sinterizzazione laser diretta dei metalli (DMLS)

Le stampanti SLM e DMLS funzionano in modo simile alle stampanti SLS, ma invece di fondere le polveri polimeriche, legano le particelle di polvere metallica strato dopo strato utilizzando un laser. Le stampanti 3D SLM e DMLS possono creare prodotti in metallo resistenti, precisi e complessi, rendendo questo processo ideale per applicazioni aerospaziali, automobilistiche e sanitarie.

Mentre i prezzi delle stampanti 3D in metallo hanno iniziato a diminuire, con costi che vanno da $ 100.000 a $ 1 milione, questi sistemi rimangono inaccessibili per la maggior parte delle aziende.

La stampa 3D SLA è invece adatta per flussi di lavoro di fonderia che producono parti metalliche a basso costo, con maggiore libertà di progettazione e in tempi ridotti rispetto ai metodi tradizionali.



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