Vollständige Aufschlüsselung der 3D-Druckkosten; Aktualisiert 2022!

Um sicherzustellen, dass Sie bei der Verwendung der 3D-Drucktechnologie das Beste für Ihr Geld bekommen, ist manchmal eine Berechnung der Druckkosten erforderlich, insbesondere wenn das Ziel darin besteht, die gedruckten Teile zu vermarkten.

Der Preis des Druckers kann aufgrund des breiten Anwendungsspektrums stark variieren. Ein Vergleich der Druckerpreise wird Ihnen jedoch nicht immer die ganze Geschichte darüber erzählen, wie viel Ihr gedrucktes Stück kosten wird.

In diesem Artikel werden wir viele andere Faktoren untersuchen, die sich letztendlich auf die Endkosten für den Betrieb eines 3D-Druckers auswirken, wie z. B. Materialkosten für verschiedene 3D-Drucktechnologien sowie Stromkosten, Nachbearbeitungsmaterialien und damit verbundene Kosten vorheriges Design des Modells.

Ein aktiver 3D-Drucker kostet etwa 0,35 $ pro Stunde. Darin enthalten sind nicht nur der Filamentverbrauch (15 Cent pro Stunde), sondern auch Stromkosten (1,58 Cent pro Stunde), Düsentausch (1 Cent pro Stunde) und die Amortisation der Maschine (0,17 $ pro Stunde). Wenn Sie die Maschine vorsichtig an Werktagen (252 Tage/Jahr) 8 Stunden pro Tag betreiben, bedeutet dies jährliche Kosten von 695 $.

Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, können Sie die Kosten Ihrer Produktion berechnen und sicherstellen, dass Sie ein Gleichgewicht zwischen Kostensenkung und Beibehaltung einer hohen Qualität gefunden haben.

Preis des 3D-Druckers

Es gibt verschiedene Arten von Druckern. Fused Deposition Modeling (FDM) und Stereolithographie (SLA) sind die beiden beliebtesten und am weitesten verbreiteten Arten von 3D-Druckern, die Sie heutzutage auf dem Markt finden können.

Während FDM-Drucker durch Extrudieren und Abscheiden von Schichten aus geschmolzenem thermoplastischem Filament auf einem Druckbett arbeiten, verwenden SLA-Drucker einen Laser, um flüssiges Polymerharz Schicht für Schicht in einem als Photopolymerisation bezeichneten Prozess selektiv auszuhärten.

Trotz der Tatsache, dass es eine große Preisspanne gibt, sind die günstigsten 3D-Drucker meistens FDM-Drucker. Aus diesem Grund ist es wahrscheinlich das am weitesten verbreitete 3D-Druckverfahren unter Hobby-3D-Druckern und für solche Fälle, in denen nur relativ einfache Prototypen in begrenzter Anzahl gedruckt werden. Auch leistungsstärkere professionelle und industrielle FDM-Drucker sind bei Profis beliebt. Ihre Kosten sind natürlich deutlich höher.

Hier sind einige geschätzte Preise für die verschiedenen verfügbaren FDM-3D-Druckerkategorien:

• Bausätze für 3D-Drucker zum Selbermachen:etwa 200 $
• Hobbydrucker:500 bis 1.500 $
• Professionelle FDM-3D-Drucker:ab etwa 2.500 $
• Professionelle Großformat-FDM-Drucker:ab etwa 4.000 $.

Früher war die SLA-Technologie nur für das teure Industriesegment verfügbar, aber glücklicherweise ist das Verfahren heutzutage viel zugänglicher geworden.

Professionelle SLA-Desktopdrucker beginnen bei 3.500 $ und großformatige Tischdrucker, die ein größeres Bauvolumen bieten, kosten etwa 11.000 $. Allerdings ist es möglich, hochwertige Hobby-SLA-Drucker wie den Elegoo Mars 2 Pro für etwa 200 US-Dollar zu erwerben.

Unterschied in der Druckqualität zwischen FDM- und SLA-Druckern

FDM-Drucker bauen Teile auf, indem sie geschmolzenes Filament auf ein Druckbett schichten. Bei diesem Vorgang wird die Auflösung durch die Größe der Extrusionsdüse definiert, da zwischen den abgerundeten Linien bei jeder Schicht Hohlräume vorhanden sind.

Darüber hinaus erzeugt der FDM-Druck eine mechanische Verbindung zwischen den Schichten. Diese konstruktive Eigenschaft wirkt sich auf die Festigkeit aus, da die Grenzfläche zwischen den Schichten zu Schwachstellen wird.

Andererseits verwendet die SLA-Technologie ein anderes Verfahren, bei dem flüssiges Harz durch einen Laser gehärtet wird, um jede Schicht zu bilden. Dieser Prozess ermöglicht es uns, viel feinere Details zu erzielen und ist zuverlässiger, um wiederholt qualitativ hochwertige Ergebnisse zu erzielen. Infolgedessen erhalten wir glatte Oberflächen, hohe Teilepräzision und Genauigkeit.

Im Gegensatz zu FDM-Druckern erzeugen SLA-Drucker chemische Bindungen, die zu vollständig dichten Teilen führen, die ein hohes Maß an Seitenfestigkeit bieten und zu isotropen Teilen werden.

Kosten für den Betrieb eines 3D-Druckers

Anders als vielleicht angenommen, hängen die Kosten für den Betrieb eines 3D-Druckers nicht nur davon ab, wie viel Ihr 3D-Drucker kostet.

Dies wird Ihnen nicht die ganze Geschichte darüber erzählen, wie viel ein gedrucktes Teil kosten wird.

Druckmaterial, Stromverbrauch, Maschinenwartung und Nachbearbeitung zusätzlicher Materialien sind einige der Faktoren, die die Endkosten pro Teil erheblich beeinflussen.

Materialkosten für 3D-Druck (Filament, Harz)

Einer der wichtigsten Faktoren, die bei der Berechnung der Druckkosten berücksichtigt werden müssen, sind die Materialkosten. Dies wiederum hängt von den Kosten des 3D-Druckmaterials selbst ab, davon, wie viel Material zur Herstellung eines bestimmten Teils benötigt wird (einschließlich Abfall), wie lange das Material haltbar ist und ob weitere Elemente zum Drucken erforderlich sind Teile.

Die üblichen Kosten für jedes PLA, ABS oder PETG betragen ca. 20 $ für eine 1-kg-Spule mit 1,75-mm-Filament .

ABS und PETG zeichnen sich durch ihre Langlebigkeit und Schlagfestigkeit aus und PLA durch seine einfache Handhabung und seine vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten.

Im Gegensatz zu SLA-Druckern, bei denen Sie viele zusätzliche Kosten (wie Handschuhe, Isopropylalkohol und mehr) berücksichtigen müssen, gibt es bei der Verwendung eines FDM-Druckers keine versteckten Kosten.

Der Harzpreis kann zwischen 15 $ und 45 $ für 500 ml Material variieren, und für 1000 ml liegt die Preisspanne zwischen 28 $ und 80 $.

Einen ausführlichen Vergleich zwischen Filament- und Harzkosten finden Sie in diesem Artikel, den ich zu diesem Thema geschrieben habe.

Stromkosten

Die elektrische Energie, die ein Drucker verbraucht, hängt hauptsächlich von der Marke und Größe des Druckers, der Temperatur des Heizbetts und der Düse sowie der Größe des Druckstücks ab. Als Referenz die durchschnittlichen Kosten pro kWh in Nordamerika beträgt 12,69 Cent, ähnlich wie in Europa (12,3 Cent), Asien (14,65 Cent) und Südamerika (15,18 Cent). Die Stromkosten wirken sich stärker aus, wenn Sie sich in Ozeanien befinden, wo die Kosten pro kWh 26 Cent betragen.

Zum Beispiel verbrauchen Drucker mit größeren Heizbetten oder solche, die bei höheren Temperaturen drucken können, tendenziell mehr Strom.

Im Vergleich zum Preis des Filaments oder Harzes trägt der Strom nicht so viel zu den Gesamtkosten bei. Es kann jedoch in Fällen wichtig werden, in denen Sie Stapel drucken müssen oder eine größere Anzahl von Maschinen arbeiten.

Als Beispiel finden Sie in diesem Artikel eine Analyse, wie viel Strom ein Ender 3 verbraucht, die mithilfe eines Stromverbrauchsmonitors erstellt wurde.

Allgemeine Wartung

3D-Drucker unterscheiden sich nicht von anderen Maschinen; Sie alle benötigen eine vorbeugende Wartung und eventuell den Austausch einiger Teile.

Ordnungsgemäß gewartete Maschinen funktionieren wie vorgesehen und Ausfallzeiten können vermieden werden.

Einige Teile können Sie jedoch immer noch nicht vor Verschleiß bewahren.

Ein Beispiel hierfür ist die Düse. Sie haben einen großen Einfluss auf die Druckqualität, deshalb ist es wichtig, sie sauber zu halten und bei Bedarf auszutauschen.

In diesen Artikeln finden Sie Informationen darüber, wie oft Sie eine Düse ersetzen sollten, wie Sie sie ersetzen und wie Sie eine nicht verstopfte Düse reinigen.

Andere Teile, die im Laufe der Zeit ersetzt werden müssen, könnten Schrittmotoren sein, vielleicht irgendwann das Mainboard, Riemen, Bettfedern, ABL-Sensoren usw.

Zusätzliche Materialien

Es kann andere Faktoren geben, die die endgültigen Kosten eines bestimmten Teils beeinflussen. Diese beziehen sich nicht ausschließlich auf das Drucken des Modells, sondern auf die Nachbearbeitung.

3D-gedruckte Teile erfordern normalerweise eine Nachbearbeitung. Dies kann Praktiken wie das Reinigen oder Fixieren des Stücks, die Oberflächenveredelung und das Färben umfassen.

Bei der Berechnung der Kosten sollten Sie den Preis aller beteiligten Materialien und die Zeit berücksichtigen, die für die Durchführung dieser Behandlungen benötigt wird.

Zu den Materialien für die Nachbearbeitung zählen Schleifpapier, Aceton, Farbe, Pinsel, Sprühfarbe usw.

Die Nachbearbeitung kann kostspielig werden, insbesondere wenn sie von Hand erfolgt, und in der Großserienproduktion aufgrund des Zeitaufwands und der Tatsache, dass auch hier Kosten für Teilebruch enthalten sind, möglicherweise nicht tragbar sein.

Softwarekosten (CAD und Slicer)

Slicer wie Cura oder Prusa Slicer sind im Allgemeinen kostenlos, Simplify3D beispielsweise nicht. Sie müssen Simplify3d höchstwahrscheinlich nicht erwerben, aber nur als Referenz, die Lizenz kostet etwa 150 $.

Wenn Sie versuchen zu lernen, wie man Modelle schneidet und druckt, ist kostenlose Software wie Cura eine großartige Möglichkeit, um mit den Grundlagen zu beginnen, und sie sind auch in der Lage, qualitativ hochwertige Drucke zu erstellen.

Mit zunehmender Erfahrung mit dieser Software benötigen Sie möglicherweise einen umfassenderen Satz von Funktionen, die eine Investition rechtfertigen können.

Bemerkenswert ist, dass der Qualitätsvorsprung, den kostenpflichtige Slicer früher hatten, immer kleiner wird und es heute nur noch in ganz bestimmten Fällen ratsam ist, eine Lizenz zu bezahlen.

Dann gibt es CAD-Software zum Entwerfen der Modelle, und diese können auch kostenlos sein, aber die besten werden im Allgemeinen bezahlt (jährliche oder monatliche Zahlungen).

In den folgenden Artikeln finden Sie Informationen zu verschiedenen Slicern und CAD-Software.

• Beste Slicer für den 3D-Druck
• Ist Tinkercad gut für den 3D-Druck geeignet?
• Ist Fusion 360 gut für den 3D-Druck geeignet?
• Wie erstelle ich Modelle für den 3D-Druck?
• Ist Simplify3d die Kosten wert? Vergleich mit Cura und Prusaslicer

Designs, die Sie online finden können (nicht immer kostenlos)

Das Entwerfen eines Teils von Grund auf neu ist möglicherweise nicht immer die beste Option. Es ist bereits eine große Anzahl digitaler Designdateien online verfügbar, was Ihnen viel Zeit sparen wird.

Die meisten von ihnen, wie die auf Thingiverse (einer Website, die sich dem Teilen von benutzererstellten digitalen Designdateien widmet), sind kostenlos. Sie sollten auch unsere eigene Suchmaschine ausprobieren, die die relevantesten Ergebnisse aus den beliebtesten Quellen zusammenfasst:https://www.3dsolved.com

Wenn Sie jedoch etwas Bestimmtes drucken möchten, müssen Sie möglicherweise für die STL-Datei bezahlen. Wenn dies der Fall ist, sollten Sie bedenken, dass die Kosten pro Teil weniger beeinflusst werden, je größer die Anzahl der zu druckenden Teile ist.

So berechnen Sie die Kosten für den 3D-Druck

In diesem Abschnitt werden wir anhand eines Beispiels untersuchen, wie die Kosten für den Besitz und Betrieb eines 3D-Druckers berechnet werden.

Nehmen wir als Beispiel den Prusa I3 MK3S+ FMD 3D-Drucker, dessen Preis bei etwa 1.000 $ liegt . Nehmen wir an, Sie betreiben es zwei Jahre lang 8 Stunden pro Tag. Somit ergibt 8 Std. * 365 Tage * 2 Jahre =5840 Std. die Gesamtzahl der Betriebsstunden des Druckers . Dies ist natürlich eine sehr konservative Schätzung und bedeutet nicht, dass Ihr Drucker von da an nicht mehr verwendbar ist, sondern dient nur als Abschreibungsplan.

Danach können Sie berechnen, wie viel es kostet, den Drucker pro Stunde (ohne Strom und Filament) zu besitzen, indem Sie den Preis durch die Gesamtstundenzahl teilen:1.000 $ / 5840 hs =17 Cent/Stunde

Um die Filamentkosten für ein bestimmtes Modell zu berechnen, verwenden Sie Cura, um das Modell zu schneiden, und es wird Ihnen sagen, wie viel Filament Sie benötigen werden, dann berechnen Sie einfach die Kosten basierend auf den Kosten der Spule. Als ungefähre Zahl verbraucht ein 3D-Drucker etwa 7,5 g Filament pro Stunde, wenn er mit einer Schichthöhe von 0,2 mm und einer konservativen Geschwindigkeit druckt. Unter der Annahme, dass die Filamentspule 20 $ für 1 kg kostet, ergibt dies Filamentkosten von 15 Cent pro Stunde .

Düsen sollten etwa alle zwei Monate ausgetauscht werden Wenn Sie 8 Stunden am Tag drucken, sollten Sie diese Kosten einbeziehen. Jede Messingdüse mit 0,4 mm Durchmesser kostet 5,78 $ (Durchschnitt einiger zuverlässiger Marken). Nach dem vorherigen Beispiel würden Sie 12 Düsen in 2 Jahren benötigen, was 69,36 $ entspricht. Wenn Sie dies durch die Gesamtzahl der Stunden teilen, erhalten Sie ungefähr 1 Cent Kosten pro Stunde .

Strom hängt von dem Land ab, in dem Sie sich befinden, und Sie können den vollständigen Artikel lesen, den ich zu diesem Thema geschrieben habe. Nehmen wir als Beispiel die Stromkosten in Nordamerika, die etwa 12,69 Cent pro kWh betragen . Dies ergibt eine Schätzung von 1,58 Cent pro Stunde und 12,64 Cent pro Tag.

Allgemeine Reparaturen und Wartung hängen stark vom Drucker ab, aber es sollte nicht zu viel sein, es sei denn, etwas wie das Mainboard wird frittiert.

Die folgende Liste fasst einige durchschnittliche 3D-Druckkosten zusammen:

• Durchschnittliche 3D-Druckkosten pro Stunde:printer_depr. + fil_cons. + düse_repl. + elect_costs =34,58 Cent /Stunde
• Durchschnittliche 3D-Druckkosten pro Tag:2,76 $
• Durchschnittliche 3D-Druckkosten pro Jahr:695 $
• Kosten für den 3D-Druck eines kleinen Objekts (10-15 g Filament):67,5 Cent
• Kosten für den 3D-Druck einer Handyhülle:27 Cent

Verwenden Sie den Prusa-Rechner

Dieser Rechner dient hauptsächlich dazu, Ihnen mitzuteilen, wie viel Sie Ihren Kunden für ein gedrucktes Stück in Rechnung stellen können.

Sie müssen nur eine gcode-Datei laden oder die Druckzeit und das Filamentgewicht manuell eingeben, und es werden Fragen beantwortet wie:Wie viel sollten Sie beim 3D-Druck auf Abruf verlangen? Ist Strom ein wesentlicher Faktor bei der Berechnung? Wie sieht es mit der Rendite der Gesamtinvestition und Ihrer Zeit aus?.

So senken Sie die Kosten für den 3D-Druck mit Slicer-Einstellungen

Wenn Sie Ihre Druckkosten senken und gleichzeitig eine hohe Druckqualität erzielen möchten, sollten Sie sicherstellen, dass Sie immer die optimalen Druckeinstellungen verwenden.

Verwenden Sie Stützen nur, wenn sie wirklich benötigt werden

Bei Projekten, bei denen Stützstrukturen benötigt werden, müssen Sie den Materialpreis und die Zeit, die für den Bau dieser Strukturen benötigt werden, zur Berechnung hinzufügen. Berücksichtigen Sie auch die Zeit und die Werkzeuge, die für die Nachbearbeitung des Teils erforderlich sind.

Manchmal kann eine einfache Neuausrichtung Ihres Objekts innerhalb der Slicing-Software dazu beitragen, den Bedarf an unnötigem Plastik in Ihrem Druck zu reduzieren.

Eine andere Möglichkeit, unnötige Stützstrukturen zu vermeiden, besteht darin, den Winkel zu vergrößern, in dem der Slicer beginnt, Stützen einzuführen. Wenn Sie Ihren Drucker kennen, können Sie 60-Grad-Überhänge ohne Stützen drucken (Cura ermöglicht sie normalerweise bei 45 Grad).

Reduzieren Sie die Fülldichte

Durch die Reduzierung der Fülldichte sparen Sie nicht nur mehr Material, sondern Ihre Drucke werden auch viel schneller fertiggestellt, was weniger Druckerverschleiß, weniger Stromverbrauch und mehr Leistung pro Stunde bedeutet.

Sie können Material sparen, wenn Sie das Innere Ihres Designs vollständig aushöhlen. Sie müssen jedoch vorsichtig sein, da das von Ihnen verwendete Druckmaterial eine Mindestwandstärke erfordert, um die Unversehrtheit der Hülle aufrechtzuerhalten.

Reduzieren Sie die Anzahl der Schalen/Wände

Genauso wie bei der Verringerung der Fülldichte verringert die Verringerung der Anzahl der Wände nicht nur die Menge des verwendeten Materials, sondern auch die Verarbeitungszeit.

Versuchen Sie immer, ein Gleichgewicht zwischen Füllung und Reduzierung der Wandanzahl zu halten, um die strukturelle Integrität zu erhalten und die Stärke und Qualität des Stücks hoch zu halten.

Schneller drucken

Wenn Sie immer versuchen, die Qualität und Stärke des schnelleren Druckens nicht zu vernachlässigen, sparen Sie nicht nur Zeit, sondern reduzieren auch die Zeit, in der Düse und Bett heiß sind, die am meisten Energie verbrauchen.

Reduzieren Sie die Betttemperatur

Da die Erwärmung des Bettdrucks durch lange Kupferbahnen erfolgt, die als Widerstand wirken, bedeuten höhere Temperaturen einen höheren Stromverbrauch. Wie Sie sehen, wirkt sich dies auf die endgültigen Kosten der Teile aus.

Nur wenn die Haftung kein Problem darstellt (hauptsächlich bei der Arbeit mit PLA), sollten Sie eine Reduzierung der Betttemperatur in Betracht ziehen.

Kosten für die Auslagerung des Druckprozesses

Möglicherweise sind Sie nicht daran interessiert, Ihre eigenen 3D-Drucker zu kaufen, zu betreiben und zu warten. In diesem Fall könnten Sie erwägen, Ihre Drucke auszulagern!

Dies könnte eine gute Option sein, wenn Sie etwas Zeit sparen möchten oder vielleicht nur einen einmaligen Druck benötigen. Outsourcing hat auch den Vorteil, dass Sie Zugang zu Industriedruckern erhalten, die Sie sonst höchstwahrscheinlich nicht nutzen könnten.

3D-Druckdienste können sehr teuer sein, da sie neben all den bereits erwähnten Kosten die von ihnen verwendeten Industriedrucker berücksichtigen müssen, die erheblich teurer sind, und zu diesen Kosten auch noch eine Gewinnmarge hinzurechnen müssen.

Wenn Sie dann nur zum Spaß drucken, ist der Kauf eines 3D-Druckers auf lange Sicht die beste Wahl.