تولید قطعه با پرینتر سه‌بعدی
متریال پرینتر سه‌بعدی برای ساخت قطعه های گونگون، هزینه های متغیری هستند و به تعداد قطعاتی که شما تولید می کنید بستگی دارد.
چاپگر سه بعدی خانگی و صنعتی یک راه حل همه کاره برای طیف گسترده ای از کاربردهاست: از مدلهای با وضوح بالا تا نمونه سازی سریع بمنظور کمک به فرآیندهای تولید سنتی و حتی قطعات مصرفی نهایی کم تعداد – با این حال، وقتی عامل سرمایه گذاری در چاپگر سه بعدی را در نظر می گیرید، قابلیت دوام دستگاه معمولاً به یک سوال ساده دوم نیز ختم می شود: آیا برای کسب و کار شما منطق اقتصادی دارد؟ بنظرتان قیمت چاپگر سه بعدی چقدر است و واقعاً تا چه حد می توانید با آن در زمان و هزینه های کسب و کار خود صرفه جویی کنید؟
قیمت پرینتر سه بعدی بسته به فرآیند چاپ، مواد و سطح پیچیدگی از حدود ۲۰۰ تا ۵۰۰.۰۰۰ دلار (در فناوریهای بسیار پیشرفته کشورهای صنعتی) متغیر است.
در این راهنما، هزینه‌های محبوبترین فناوریهای پرینت سه بعدی یعنی FDM یا متریال رشته ترموپلاستیک را توضیح میدهیم، سپس برون‌سپاری را با خرید پرینتر شخصی مقایسه می‌کنیم، عوامل مختلفی را که باید برای محاسبه هزینه هر قطعه در نظر بگیرید و به ملاحظاتی فراتر از هزینه نگاه می‌کنیم.
ملاحظات برای انواع مختلف فرآیندهای چاپگر سه بعدی
امروزه سه فرآیند پرینت سه بعدی پلاستیکی شناخته شده عبارتند از: مدل‌سازی رسوب ذوب شده (FDM)، استریولیتوگرافی (SLA)و جوش لیزر انتخابی (SLS).
هر فناوری مزایا و معایب خود را دارد – در اینجا یک اینفوگرافیک برای مقایسه سریع آورده شده است:
در ایران بیشترین عمومیت تکنیک FDM و در حد کمتری فناوری SLA است. ماشنیهای SLS در ایران بجهت گرانی دستگاه و کمبود مواد آن تجاری نشده است.
بعنوان یک قاعده کلی:
اگر فقط نمونه های اولیه ساده تا کمی پیچیده را در تعداد محدود چاپ کنید، چاپگرهای سه بعدی FDM ارزانترین قطعات را ایجاد می‌کنند. پرینترهای رزین SLA وضوح بالاتر، کیفیت بهتر و طیف گسترده ای از مواد را ولی با قیمتی گران ارائه می دهند، همچنین هنگام چاپ طرحهای پیچیده یا سری سازی قطعات به دلیل کار کمتر پس از پردازش، زمان ساخت کاهش می یابد. در نهایت، چاپ سه بعدیSLS دقیقترین فرآیند برای تولید حجم و تعداد کم تا متوسط قطعات کاربردی کیفیت بالاست.
بیایید به عوامل مختلف پرینتر سه بعدی ترموپلاستیک نگاه کنیم:
فناوری مدل سازی رسوب ذوب شده (FDM)
FDM، بعنوان ساخت فیلامنت ذوب شده (FFF) نیز شناخته می شود، یک روش چاپ است که قطعات را با ذوب و اکسترود کردن رشته ترموپلاستیک (فیلامنت) ساخته می شود، که یک نازل چاپگر لایه به لایه در ناحیه ساخت قرار می دهد.
FDM پرکاربردترین شکل پرینت سه بعدی است که با ظهور کیت‌های مونتاژی اوپن سورس تقویت شده است. پرینترهای حرفه ای و صنعتی FDM در بین مهندسان نیز محبوب هستند.
کم هزینه ترین پرینتر سه بعدی منحصراً چاپگرهای FDM هستند. قیمت ارزانترین کیت‌های DIY FDM از حدود ۲۰۰ دلار شروع می‌شود. با این حال، بیشتر این دستگاهها بیشتر شبیه اسباب‌بازی پروژه‌های DIY هستند که از شما می‌خواهند زمان قابل‌توجهی را برای مونتاژ، اصلاح و کالیبره کردن چاپگر صرف کنید. کیفیت چاپ بسیار به موفقیت این مراحل بستگی دارد و با این وجود، این ماشین‌ها برای ادامه کار به تعمیرات و نگهداری منظم نیاز دارند، بنابراین فقط برای افرادی که مدرک مهندسی دارند توصیه می‌شوند.
چاپگرهای حرفه ایFDM از ۲۵۰۰ تا ۴۰۰۰ دلار شروع می شوند، درحالیکه پیشرفته ترین چاپگرهای FDM صنعتی به راحتی بیش از ۱۰.۰۰۰ دلار قیمت دارند. اکثر این چاپگرها بصورت آماده و کالیبره شده از جعبه خارج می شوند یا می توانند خود را بطور خودکار کالیبره کنند. چاپگرهای این دسته کیفیت چاپ عالی، طیف وسیعی از مواد، حجم ساخت بیشتر، قابلیت اطمینان بهتر و استفاده و نگهداری آسانتر را ارائه می دهند.
با توجه به مواد، هزینه پرینت سه بعدی FDM از حدود ۵۰ تا ۱۵۰ دلار در کیلوگرم برای اکثر رشته های استاندارد مهندسی و ۱۰۰ تا ۲۰۰ دلار در کیلوگرم برای مواد موقت نگهدارنده قطعه متغیر است. جایگزین‌های ارزان‌تری ممکن است در دسترس باشند.
محاسبه هزینه هر قطعه مستلزم در نظر گرفتن هزینه های مالکیت تجهیزات، مواد و نیروی کار است. هزینه های ثابت، مانند هزینه خرید چاپگر سه بعدی، قراردادهای خدمات، نصب و نگهداری – جمعا هزینه مالکیت تجهیزات را تشکیل می دهند. این هزینه‌ها صرف‌نظر از اینکه پرینتر سه‌بعدی شما بیکار می‌ماند یا ده‌ها قطعه در هفته تولید می‌کند، رخ می‌دهد. با جمع کردن تمام هزینه های ثابت پیش بینی شده در طول عمر ماشین، هزینه های مالکیت تجهیزات را بر روی قطعات جداگانه تقسیم کنید و مجموع آن را بر تعداد قطعاتی که انتظار می رود تولید کند، تقسیم کنید. بعنوان یک قاعده کلی، هرچه استفاده از چاپگر سه بعدی شما بیشتر باشد، هزینه مالکیت تجهیزات بر اساس هر قطعه کمتر است.
پرینترهای سه بعدی رومیزی در سالهای اخیر پیشرفت چشمگیری در کاهش هزینه های مالکیت تجهیزات داشته اند. با قیمتی ۱۰ برابر کمتر از چاپگرهای سه بعدی صنعتی قدیمی و با توانایی تولید هزاران قطعه در طول عمر آنها، پس هزینه مالکیت تجهیزات می تواند ناچیز باشد.
سوالاتی که باید پرسید:
- آیا نصب، آموزش یا هزینه های اولیه بیشتر در کنار هزینه دستگاه وجود دارد؟
- آیا قرارداد خدمات (اجباری) وجود دارد؟ چه چیزی را شامل می شود؟
- فراتر از ماشین، چه لوازم جانبی و ابزاری برای ایجاد قطعات نهایی مورد نیاز است؟
- نیازهای تعمیر و نگهداری ماشین در محدوده طبیعی فعالیت چیست؟ هزینه نگهداری سالانه مورد انتظار چقدر است؟ اگر سطح تولید افزایش یابد، چگونه تغییر می کند؟
مواد مصرفی
متریال پرینت سه بعدی برای ساخت قطعات، هزینه های متغیری هستند و به تعداد قطعاتی که شما تولید می کنید بستگی دارد. هزینه متریال را با محاسبه مقدار مواد مورد نیاز برای ایجاد یک قطعه اندازه گیری کنید و آن را در هزینه مواد ضرب کنید. مطمئن شوید که برای ایجاد قطعات مورد نیاز به چه موادی نیاز دارید، زیرا هزینه مواد مصرفی متفاوت است. همچنین توجه داشته باشید که برخی از چاپگرها فقط با مواد اختصاصی کار می کنند و بنابراین گزینه های مواد شخص ثالث شما را محدود می کنند.
تولید برون سپاری بواسطه شرکتهای خدماتی یا داشتن پرینتر سه بعدی؟
برون سپاری تولید به دفاتر خدمات پرینت سه بعدی فقط زمانی توصیه می‌شود که گاهی اوقات به چاپ قطعات نیاز دارید یا قطعاتی که بزرگ هستند یا نیاز به مواد خاص دارند. معایب اصلی برون سپاری هزینه زیادتر و زمان انجام کار است.
هنگام خرید دستگاه شخصی، پرینترهای سه بعدی رومیزی زمانی عالی هستند که به قطعات کوچک سریع ساخت نیاز دارید. با دستگاههای دسکتاپ، می‌توانید به اندازه نیاز کسب‌وکارتان هزینه بپردازید و با افزودن تدریجی دستگاههای اضافی، تولید را چندبرابر کنید. با استفاده از چندین پرینتر سه بعدی کوچک، انعطاف پذیری برای چاپ همزمان قطعات در مواد مختلف را نیز بدست می آورید. دفاتر خدمات می توانند این گردش کار انعطاف پذیر را برای قطعات بزرگ یا مواد غیر متعارف تکمیل کنند.
منبع: توسعه گران بعد سوم
- تولید قطعه با پرینتر سه‌بعدی
