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¿Cuánto cuesta la impresión 3D?

27 mayo, 2021

Hay varias variables que contribuyen al costo de la impresión 3D, incluido el tiempo de impresión, el tipo de material utilizado y la mano de obra de posprocesamiento. Muchas empresas de servicios de impresión 3D facturarán según una tarifa por hora, mientras que otras pueden facturar según pulgadas cúbicas o una combinación de ambas.

En aras de la claridad, este artículo discutirá los factores de costo de la impresión 3D en lo que respecta al nivel industrial. A continuación, analizaremos cómo el tiempo de impresión, el tipo de material y la mano de obra de posprocesamiento influyen en el costo de una pieza impresa en 3D.

Tiempo de impresión

Muchos factores influyen en el tiempo que lleva completar una impresión 3D. Estos factores provienen principalmente de las especificaciones de diseño de la pieza, incluida su complejidad, tamaño general, altura de capa y resolución. A continuación, analizaremos cuáles son estos elementos y cómo pueden afectar el tiempo de compilación:

Complejidad

3d-impresión-complejo-más largoLa complejidad de la geometría de una pieza determina en gran medida la forma de las capas transversales que utiliza la impresora 3D para crear la pieza. Si las capas son simples, como capas de una sola isla para un cubo, la impresora puede completarlas rápidamente. Sin embargo, donde hay pequeñas características, la impresora tendrá que detenerse, moverse a la siguiente ubicación donde el material continúa.y empezar de nuevo. Esto crea islas para las que la impresora debe formar límites antes de continuar. Además, algunas tecnologías de impresión 3D utilizan material de soporte para diseños complejos, y crear una capa compuesta tanto de material de modelo como de material de soporte llevará más tiempo que una capa compuesta únicamente de material de modelo.

Tamaño global

Tamaño-duración-impresión-3dEl tamaño de una pieza puede acortar o ampliar drásticamente el tiempo de impresión. Cada impresora 3D tiene un punto de origen donde la boquilla del cabezal de impresión, el láser o el haz de luz inicia cada capa. Una gran parte requiere que este cabezal de impresión se mueva una distancia mayor desde su punto de inicio y, por lo tanto, la capa tarda más en completarse que una parte con una huella más pequeña. Las piezas altas también suelen consumir mucho tiempo porque requieren más capas para construirlas. Sin embargo, para piezas pequeñas, la impresora puede moverse rápidamente a través de la creación de capas porque el cabezal de impresión requiere menos movimiento desde su posición inicial.

Altura Z

Además del tamaño total, la altura Z elegida, o la altura de la capa, es un indicador de cuánto tiempo llevará imprimir su pieza. Cada impresora 3D producirá las capas de su pieza con una altura específica para que todas las capas tengan un grosor uniforme. Las capas más gruesas permitirán que la pieza se imprima más rápidamente que con capas más delgadas. Sin embargo, se pueden desear capas más delgadas para una apariencia de mayor calidad en la pieza.

Resolución

También vale la pena considerar la calidad de una pieza, que se ve afectada por la resolución de la impresora 3D, al calcular el tiempo de impresión. La resolución está determinada principalmente por la altura de la capa utilizada por la impresora 3D, que se puede ajustar para obtener una resolución más fina según se desee. Sin embargo, es importante tener en cuenta que una resolución más fina significará más capas, lo que significa más tiempo para imprimir su pieza.

Además, puede tener en cuenta que si planea producir su pieza con una impresora 3D Fused Deposition Modeling (FDM), también deberá tener en cuenta el relleno que influye en el tiempo de fabricación de su pieza. Las impresoras FDM vienen con configuraciones automáticas para controlar el relleno de su pieza, y puede ser crucial determinar qué relleno se adaptará mejor a los requisitos de la aplicación de su pieza sin dejar de tener en cuenta el tiempo perdido o ganado con la selección.

Material

Además de la cantidad de material que esté utilizando, su costo también dependerá del tipo de material que seleccione. La mayoría de los materiales de impresión 3D se pueden clasificar en uno de cuatro tipos: termoplásticos, fotopolímeros, polímeros y metales. El costo fluctuará según el material específico y el fabricante, pero en su mayor parte, las estimaciones a continuación son lo que puede esperar que cueste cada tipo de material.

Para estas estimaciones de costos, usamos números para materias primas únicamente. Una empresa de servicios de impresión 3D normalmente aumentará los costos de 2 a 3 veces estas cantidades, lo que debe tener en cuenta en su costo total si produce por esa ruta.

Termoplásticos

Los termoplásticos son materiales rígidos y ampliamente utilizados que deben fundirse antes de la extrusión. Se utilizan en impresoras 3D FDM, que es el tipo más común de impresión 3D. Debido a que se usan con tanta frecuencia, el costo de estos materiales es uno de los más bajos disponibles. El costo promedio del filamento modelo termoplástico oscilará entre $ 3.50 y $ 7.50 por pulgada cúbica. Debido a que las impresoras FDM requieren el uso de material de soporte, es necesario incluir el costo del filamento del material de soporte, que costará aproximadamente lo mismo que el filamento modelo. Sin embargo, solo una fracción del volumen total de la pieza estará compuesta por este material de soporte.

Fotopolímeros

Los fotopolímeros son termoestables de resina líquida que deben curarse con luz ultravioleta. Se utilizan en impresoras 3D PolyJet, MultiJet y estereolitografía (SLA). El material de modelo de fotopolímero costará entre $ 0.32 y $ 0.36 por gramo, y el material de soporte puede costar entre $ 0.11 y $ 0.21 por gramo. Este costo se basa en el hecho de que las resinas de fotopolímero se fabrican para estos procesos específicos de impresión 3D y no se utilizan tan ampliamente como los termoplásticos. Tenga en cuenta que SLA utiliza el material del modelo para las estructuras de soporte y, por lo tanto, no necesitará comprar ningún material de soporte adicional.

Polímeros

Los polímeros son similares a los termoplásticos, pero existen en un estado de polvo fino y se sinterizan juntos mediante un láser con sinterización selectiva por láser (SLS). Este material en polvo es muy barato y cuesta alrededor de $ 0,10 por gramo. Debido a la naturaleza del proceso SLS que soporta las piezas con un tipo de “torta” en polvo de material sin sinterizar, no se necesita otro material de soporte.

Rieles

Los materiales de impresión 3D de metal son esencialmente los mismos que los polímeros, ya que existen en forma de polvo y se funden mediante un láser con sinterización directa por láser de metales (DMLS). Sin embargo, el material metálico es muy caro, alcanzando alrededor de $ 0,60 por gramo. Además, aunque el proceso de impresión DMLS forma una torta de polvo como la de SLS, se necesitan estructuras de soporte porque el metal es más denso que el plástico.

Mano de obra de posprocesamiento

Una vez realizada la impresión, la pieza aún tendrá que pasar por más pasos para que esté lista para su uso. Algunos de estos pasos, como la remoción de material de soporte, lavado, pulido, lijado, secado y pegado, serán obligatorios para algunas piezas y no tendrán costo adicional. Sin embargo, la mayoría de los pasos adicionales, como imprimación, teñido, pintura, recubrimiento y más, requerirán tiempo adicional y mano de obra para completar la pieza, lo que influirá y dará como resultado un costo total más alto.

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