是什么让 3D 打印在中等生产运行中没有竞争力?

3D打印 成本
2021-04-27 23:01:53

几年来我一直将 3D 打印作为一种爱好,并且一直听说 3D 打印非常适合原型制作,但是一旦超过 10 或 20 件,它与其他技术相比就没有成本竞争力了。我只是接受了这是事实,甚至告诉了我通过 3DHubs 和其他市场获得的一些客户同样的事情。

现在我正在创建一个物品进行转售,并且正在 3D 打印这个案例。因为我一次需要 40 - 50 个箱子,所以我想我会货比三家寻找其他选择。但我刚刚收到了一些关于注塑成型的报价。模具价格(一半的情况)15,000美元,50 件时每件10 美元,500 件时每件4 美元。即使是后者,模具加生产成本也是$ 34/件。我自己 3D 打印同一部件的线材成本为 7 美元,而付钱给其他人进行 3D 打印的成本28美元

请记住,3D 打印允许我即时更改设计并打印我需要的确切数量,而不必担心批量折扣,我现在想知道我是否只是在重复一个常见的误解。3D 打印对于中等(10-500 件)生产运行真的没有竞争力吗?如果是这样,考虑到 IM 的极高的前期成本,是什么使它没有竞争力?

4个回答

翻译:博士

3D 打印非常适合少量物品,但对于大量物品却很糟糕。这是一个连续的规模,随着数量的增加,3D 打印的缺点变得更加明显。在您的情况下,您似乎在模糊地带跳舞,在那里对于哪种生产方法更好并没有很好的答案。这更多是价格与速度的问题。


有几个因素限制了增材制造技术(在这个答案中我将只讨论 FDM,因为您问的是塑料制品)在大规模制造中的实用性。

时间

与注塑成型相比,3D 打印需要很长时间。一个注塑模具可以在 3 秒内制作72 个塑料瓶盖虽然我没有消息来源,但我预计类似的项目至少需要 5 分钟才能打印出来。为了平均每秒生产 24 个瓶盖,您需要 7,200 台 3d 打印机在不停机的情况下工作。这不考虑...

劳工

每个 3D 打印对象都需要手动从打印床上移除。这需要有人准备好移除物品。可以进行自动打印删除,但目前我还没有将其视为任何机器上的标准选项。注塑模型机可以将零件弹出到盒子中。即使能够移除零件,3d 打印仍然需要额外的劳动力,因为......

质量

注塑件与制造它们的模具一样光滑。虽然即使是模制件也仍然存在故障,但它们相对便宜的生产成本和非常快的生产时间确保了偶尔的故障不会成为问题。另一方面,3D 打印在最终产品中仍然容易发生变化对于一些项目,使用锉刀、打磨或其他还原制造技术手工完成零件是明智的,但对于许多项目来说,这很快就会成为负担。此外,考虑到与注塑成型相比的较长生产时间,即使是 1 个废弃产品也将导致生产替代产品需要很长时间。

简洁版本

3d 打印通常是最昂贵的构建方法,主要是因为它需要很长时间才能完成。与其他方法相比,它是迄今为止最慢的。少数可以快速制造零件的机器通常具有非常小的构建量,因此它们仅限于少数零件。与注射成型零件相比,您可以在几秒钟内制造十几个零件,而 3D 打印一两个零件则需要几个小时。除非流程或流程的技术或理念发生变化,否则 3D 打印将始终委托给小批量生产。

不具体的答案

您在帖子中暗示了一些您没有明确要求我可能会提供帮助的内容。3D 打印是小规模的,注塑是大规模的,但您已经掩盖了可能值得考虑的中等规模生产方法。如果您想生产小批量 (20-500) 件,您可以花大量时间研究浇铸聚氨酯零件。一个模具将运行大约 200-500美元,具体取决于制造商、模具的复杂性和尺寸,每个模具通常适合约 20 个零件,然后对于较小尺寸的零件,材料大约为 20-30美元浇铸聚氨酯更吸引人的方面之一是其材料特性与注塑件非常相似,并且表面光洁度看起来很棒

根据我的经验,我的新零件设计工作流程是 3D 打印一些模型,以便从修订版 0 到您确信应该工作的东西,浇注几批聚氨酯以完成功能性现场测试,甚至可能在注射时出售成型侧被设置。第一篇文章的注塑成型至少需要 5-6 周,3D 打印需要几个小时,而浇铸聚氨酯则需要 2-3 周,如果您多付一点钱,则更少。

编辑 忘了说,通过使用浇铸聚氨酯作为中间体,您仍然可以灵活地更改设计,而不会导致巨大的模具重新设计成本。由于模具仅适用于修改大约 20 个零件,因此您可以修改零件并进行更新,而不会产生巨大的重新成型成本。

一些小型初创公司(主要是 3D 打印公司)实际上将 3D 打印部件用于他们销售的生产打印机。因此,至少在某些情况下,3D 打印部件对于生产产品可能是令人满意的。

话虽如此,其他制造方法(例如注塑成型)目前比 3D 打印具有几个优势。

注塑成型

优点:它可以生产不同尺寸的零件,从小到大(如塑料椅子)。它提供卓越的材料间粘合,只需几秒钟即可生产单个零件,并且可以在一周内生产大量零件(可能数百万)。通常注塑成型通常是完全自动化的,几乎没有移动部件。小细节可以很好地重复,零件可以用许多不同的聚合物制成。

缺点:一些可以通过 3D 打印轻松生产的几何形状(如空心球体)无法通过注塑模具生产。启动成本非常高。一台典型的机器可能要花费数十万到数百万美元。模腔的生产成本很高,并且需要在零件中设计注塑制品(如顶针槽口)。此外,模具会在两个型腔相交的部分产生边缘线。缺陷故障排除可能非常复杂,生产令人满意的零件的能力取决于热流(可能受天气等因素的影响)。这可能需要气候控制来消除以减少由于翘曲和其他故障而导致的废料。

一旦 3D 打印有时间进一步发展(如注塑成型),我们可能会看到它越来越多地用于生产零件。

盈亏平衡点一直取决于零件。如果目标是根据挤出喷嘴的直径制作棒状或细丝状部件,那么您的挤出机可能非常有竞争力。增材制造已经取得了长足的进步,因此盈亏平衡点可能已经发生了变化。有趣的是,添加剂的一个重要用途是生产工具。

例如,您可以使用 3D 打印部件(带有不粘涂层)从高温 RTV 制作 600 华氏度的硅胶模具。假设您有加热设备,然后可以使用该模具以略低的质量生产数十个零件。由于硅胶是柔性的,不利于注塑成型的高速/压力。

如果您愿意接受较低的质量(使用灯丝的 3D 打印非常低,所以这可能是肯定的)并且您的注塑成型商愿意使用具有轻微平滑/钻孔后操作的 DMLS 模具,那么您的模具成本可能会显着低于你最初的估计。除非注塑成型商也是添加剂爱好者,否则这种情况很可能不会发生,并且通常必须与设计至少某些 3D 打印部件的人相同。