Что делает 3D-печать неконкурентоспособной для средних серий производства?

Question

Что делает 3D-печать неконкурентоспособной для средних серий производства?

Я занимаюсь 3D-печатью как хобби уже пару лет и всегда слышал, что 3D-печать отлично подходит для прототипирования. Но как только вы выходите за рамки 10 или 20 штук, она просто перестает конкурировать по стоимости с другими технологиями. Я просто принял это за правду и даже сказал то же самое некоторым клиентам, которых я купил через 3DHubs и другие торговые площадки.

Теперь я создаю товар для перепродажи и печатаю его на 3D-принтере. Поскольку мне понадобится от 40 до 50 ящиков за раз, я решил поискать другие варианты. Но я только что получил несколько экземпляров по литью под давлением. Цена пресс-формы (за половину корпуса) составляла 15 тысяч долларов плюс 10 долларов за единицу при количестве 50 штук и 4 доллара за единицу при количестве 500 штук. Даже в последнем случае стоимость оснастки плюс производство составляет 34 доллара за штуку. 3D-печать той же самой детали сама по себе стоит 7 долларов в филаменте, а оплата кому-то другому за 3D-печать стоит 28 долларов.

Помня о том, что 3D-печать позволяет мне вносить изменения в дизайн "на лету" и печатать именно то количество деталей, которое мне нужно, не беспокоясь о скидках на объем, я теперь задаюсь вопросом: не повторяю ли я просто распространенное заблуждение. Является ли 3D-печать действительно неконкурентоспособной для средних (10-500 штук) серий производства? Если да, то что делает его неконкурентоспособным, учитывая чрезвычайно высокую первоначальную стоимость IM?

@Nicholas, 👍4

Обсуждение

Приравнивание "стоимости нити" к общей стоимости является кратчайшим путем к выходу из бизнеса. Принтер & расходы на техническое обслуживание деньги, питание принтера стоит денег, пространство, которое занимает принтер в доме или магазине стоит денег, другая работа, которую может выполнять принтер, теряется в то время как принтер занят... Это трюк, переходящий от хобби-мышления, когда все это "бесплатно", к тому, чтобы на самом деле не тратить деньги впустую в деловой обстановке; трюк, с которым многие потенциальные бизнесмены плохо справляются., @Ecnerwal

@Ecnerwal Да, это правда, но именно поэтому я включил стоимость, которую мне назначили для того, чтобы КТО-то другой напечатал ее в 3D, а это в 4 раза больше стоимости нити филамента. Это все еще меньше, чем стоимость литья под давлением за штуку, поэтому я подумал, что это странно., @Nicholas

В вашем конкретном примере, если вы не можете найти место, чтобы сделать формы для меньшего, безубыточность немного дальше-как только она приходит, она приходит довольно сильно, хотя. Не утруждая себя работой над ним до мельчайших деталей, где-то до 650 является безубыточным (предполагая, что стоимость за штуку остается на уровне $4) - и тогда чем больше вам нужно, тем меньше это стоит. Была ли у другой операции 3D-печати правильная модель ценообразования, неизвестно (я предполагаю, что вы могли бы заказать 100 деталей и посмотреть, вдруг они захотят перезаключить контракт после печати нескольких десятков, но вы, вероятно, предпочтете запустить свой собственный принтер вместо этого.), @Ecnerwal

См. также Методы 3D-печати пресс-форм для долгосрочной и краткосрочной перспективы usage, @Greenonline

4 ответа

@*marshal craft* · Answer 1 · 2017-03-24 15:30-00:00

Некоторые небольшие стартапы (в основном компании, занимающиеся 3D-печатью) на самом деле используют 3D-печатные детали для производственных принтеров, которые они продают. Таким образом, по крайней мере в некоторых случаях 3D-печатные детали могут быть приемлемыми для производственных продуктов.

Тем не менее, другие методы производства (такие как литье под давлением) в настоящее время имеют ряд преимуществ перед 3D-печатью.

Литье Под Давлением

Плюсы: Он может изготавливать детали разных размеров, от маленьких до довольно больших (например, пластиковый стул). Он обеспечивает превосходную межматериальную связь, занимает всего несколько секунд для изготовления одной детали и может содержать огромное количество деталей (возможно, миллионы) за одну неделю. Как правило, литье под давлением часто полностью автоматизировано, с небольшим количеством движущихся частей. Мелкие детали могут быть хорошо повторены, а детали могут быть изготовлены из многих различных полимеров.

Минусы: Некоторые геометрические формы (например, полая сфера), которые можно легко изготовить с помощью 3D-печати, невозможно изготовить с помощью пресс-форм для литья под давлением. Затраты на запуск очень высоки. Типичная машина может стоить от сотен тысяч до миллионов долларов. Полости пресс-формы являются дорогостоящими в изготовлении и требуют, чтобы в деталь были встроены элементы литья под давлением (например, выемки выталкивающего штифта). Кроме того, пресс-форма создает краевые линии на той части, где встречаются две полости. Устранение неполадок с дефектами может быть очень сложным, и способность производить удовлетворительные детали может зависеть от теплового потока (на который могут влиять такие факторы, как погода). Это может потребовать устранения климат-контроля, чтобы уменьшить количество отходов в металлоломе из-за деформации и других неисправностей. Иногда для измерения размеров и выявления развивающихся проблем требуется расширенная статистика, слишком сложная, чтобы дедуктивно устранять проблемы, потому что они возникают из-за проблем с термодинамикой жидкости.

Как только 3D-печать получит время для дальнейшего развития (как и литье под давлением), мы можем увидеть, что она все больше и больше используется для изготовления деталей.

@*A Bailey* · Answer 2 · 2017-03-24 15:34-00:00

TL:ДОКТОР

3D-печать отлично подходит для небольших количеств предметов, но ужасна для больших количеств предметов. Это непрерывный масштаб, и по мере роста вашего количества недостатки 3D-печати становятся все более заметными. В вашей ситуации вы, похоже, танцуете в туманной зоне, где на самом деле нет хорошего ответа относительно того, какой метод производства лучше. Это скорее вопрос цены против скорости.

Существует несколько факторов, которые ограничивают применение технологий аддитивного производства (в этом ответе я просто расскажу о FDM, поскольку вы спрашиваете о изделии из пластика) в крупномасштабном производстве.

Время

По сравнению с литьем под давлением, 3D-печать занимает очень много времени. Литьевая форма может изготовить 72 пластиковых колпачка за 3 секунды. Хотя у меня нет источника, я бы ожидал, что печать аналогичного товара займет не менее 5 минут. Чтобы производить в среднем 24 колпачка в секунду, вам потребуется 7200 3d-принтеров, работающих без простоев. Это не принимается во внимание ...

Трудовые

Каждый объект, напечатанный на 3d-принтере, должен быть удален с печатного стола вручную. Для этого требуется, чтобы человек был там готов удалить предмет. Возможно автоматическое удаление отпечатков, но на данный момент я еще не рассматривал его как стандартную опцию на любой машине. Машина для литья под давлением может просто сложить детали в коробку. Даже при наличии возможности удаления деталей для 3D-печати по-прежнему требуется дополнительная рабочая сила, потому что ...

Качество

Детали, отлитые под давлением, такие же гладкие, как и форма, в которой они были изготовлены. Хотя сбои все еще существуют даже для формованных изделий, их относительно дешевая стоимость производства и очень быстрое время производства гарантируют, что случайный сбой не будет проблематичным. С другой стороны, 3D-печать все еще подвержена изменениям в конечном продукте. Для некоторых изделий разумно отделывать детали вручную с помощью напиливания, шлифовки или других упрощенных технологий производства, но для многих изделий это быстро становится обременительным. Кроме того, учитывая длительное время производства по сравнению с литьем под давлением, даже 1 выброшенный продукт приведет к тому, что потребуется много времени для производства замены.

@*Diesel* · Answer 3 · 2017-03-25 15:54-00:00

Короткая Версия

3d-печать, как правило, является самым дорогим методом создания вещей главным образом потому, что она занимает много времени. По сравнению с другими методами он, безусловно, самый медленный. Те немногие машины, которые могут делать детали быстро, как правило, имеют очень небольшие объемы сборки, поэтому они ограничены только несколькими деталями. По сравнению с литьевыми деталями, которые можно изготовить из дюжины деталей за несколько секунд, 3D-печать занимает ближе к нескольким часам для одной или двух деталей. До тех пор, пока не произойдет изменений в самом процессе, технологии или философии процесса, 3D-печать всегда будет делегирована небольшим тиражам.

Неопределенный Ответ

В своем посте вы подразумевали что-то такое, о чем прямо не просили, и я мог бы вам помочь. 3D-печать-это мелкомасштабное производство, литье под давлением-крупномасштабное, но вы замалчиваете средние методы производства, которые, возможно, стоит рассмотреть, учитывая ваш проект. Если вы хотите сделать небольшие тиражи (20-500 единиц), ваше время может быть хорошо потрачено на изучение литых уретановых деталей. Пресс-форма будет стоить около 200-500\$ в зависимости от производителя, сложности и размера пресс-формы каждая пресс-форма обычно хороша примерно для 20 деталей, а затем материалы стоят примерно 20-30\$ для деталей меньшего размера. Одним из наиболее привлекательных аспектов литого уретана является то, что свойства материала очень сравнимы с литьевой частью, а отделка поверхности выглядит фантастически

По моему опыту, мой рабочий процесс для нового дизайна детали-это 3D-печать нескольких моделей, чтобы получить от версии 0 до чего-то, что вы уверены, должно работать, отлить уретан несколько партий, чтобы завершить функциональные полевые испытания, и, возможно, даже продать, пока будет настроена литьевая сторона. Литье под давлением занимает 5-6 недель как минимум для первой статьи, 3D-печать занимает несколько часов, а литье уретана-2-3 недели, меньше, если вы платите немного больше.

правка Забыл упомянуть, что, используя литой уретан в качестве промежуточного продукта, вы все еще обладаете гибкостью для изменения своей конструкции, не приводя к огромным затратам на редизайн пресс-форм. Поскольку пресс-форма хороша только для модификации примерно 20 деталей, вы можете модифицировать свою деталь и обновлять ее, не прибегая к огромным затратам на повторное формование.

@*Abel* · Answer 4 · 2020-08-06 11:49-00:00

Точки безубыточности всегда зависели от конкретной детали. Если цель состоит в том, чтобы сделать стержень или нитевидную деталь с диаметром вашего экструзионного сопла, ваш экструдер может быть довольно конкурентоспособным. Аддитивное производство уже прошло долгий путь, так что точки безубыточности, возможно, сдвинулись. Интересно, что большое применение присадки заключается в производстве оснастки.

Вы можете, например, использовать 3D-печатную часть (с антипригарным покрытием), чтобы сделать силиконовую форму 600 град F из высокотемпературного RTV. Предполагая, что у вас есть нагревательное оборудование, эта форма может быть использована для изготовления десятков деталей при несколько более низком качестве. По мере того как силикон гибок, он не хорош для быстрого хода/давления инжекционного метода литья.

Если вы готовы принять более низкое качество (3d-печать с нитью довольно низкая, так что, скорее всего, да), и ваш пресс-формовщик готов пойти на пресс-формы DMLS с незначительными заглаживающими/сверлящими послеоперационными операциями, ваши затраты на инструмент могут быть значительно ниже, чем ваша первоначальная оценка. Скорее всего, это не происходит, если только литьевая машина для литья под давлением не является также энтузиастом добавок и часто должна быть такой же, как человек, который разработал по крайней мере часть 3D-печатной части.