Detalhamento completo dos custos de impressão 3D; Atualizado em 2022!

Para garantir que você obtenha o melhor retorno possível ao usar a tecnologia de impressão 3D, às vezes será necessário calcular os custos de impressão, especialmente se o objetivo for comercializar as peças impressas.

O preço da impressora pode variar muito devido à grande variedade de aplicações existentes. Mas comparar os preços das impressoras nem sempre lhe contará a história completa sobre quanto custará sua peça impressa.

Neste artigo, exploraremos muitos outros fatores que acabarão impactando o custo final de operação de uma impressora 3D, como custos de materiais para diferentes tecnologias de impressão 3D, bem como custos de eletricidade, materiais de pós-processamento e custos relacionados à projeto anterior do modelo.

Uma impressora 3D ativa custa aproximadamente US$ 0,35 por hora. Isso inclui não apenas o consumo de filamento (15 centavos por hora), mas também os custos de eletricidade (1,58 centavos por hora), substituição de bicos (1 centavo por hora) e a amortização da máquina (US$ 0,17 por hora). De forma conservadora, se você operar a máquina 8 horas por dia durante os dias úteis (252 dias/ano), isso significará um custo anual de US$ 695.

Depois de ler este artigo, você poderá calcular o custo de sua produção, garantindo que encontrou um equilíbrio entre reduzir custos e manter alta qualidade.

Preço da impressora 3D

Existem diferentes tipos de impressoras. A modelagem de deposição fundida (FDM) e a estereolitografia (SLA) são os dois tipos mais populares e difundidos de impressoras 3D que você pode encontrar no mercado atualmente.

Enquanto as impressoras FDM funcionam extrudando e depositando camadas de filamento termoplástico derretido em uma mesa de impressão, as impressoras SLA usam um laser para curar seletivamente a resina polimérica líquida, camada por camada, em um processo chamado fotopolimerização.

Apesar do fato de existir uma ampla faixa de preços, as impressoras 3D de menor custo são na maioria das vezes as FDM. É provavelmente por isso que é o método de impressão 3D mais usado entre as impressoras 3D amadores e para os casos em que apenas protótipos relativamente simples em números limitados são impressos. As impressoras FDM profissionais e industriais de alto desempenho também são populares entre os profissionais. Naturalmente, seus custos são significativamente maiores.

Aqui estão alguns preços estimados para as diferentes categorias de impressoras 3D FDM disponíveis:

• Kits de impressora 3D DIY:cerca de US$ 200
• Impressoras para hobby:US$ 500 a US$ 1.500
• Impressoras 3D FDM profissionais:a partir de US$ 2.500
• Impressoras FDM profissionais de grande formato:a partir de US$ 4.000.

A tecnologia SLA costumava estar disponível apenas para o caro segmento industrial, mas, felizmente, o processo se tornou muito mais acessível hoje em dia.

As impressoras desktop SLA profissionais custam a partir de US$ 3.500 e as impressoras de bancada de grande formato que oferecem um volume de construção maior custam cerca de US$ 11.000. Dito isto, é possível obter impressoras SLA para hobby de alta qualidade, como a Elegoo Mars 2 Pro, por cerca de US $ 200.

Diferença na qualidade de impressão entre impressoras FDM e SLA

As impressoras FDM constroem peças sobrepondo filamentos fundidos em uma mesa de impressão. Este processo faz com que a resolução seja definida pelo tamanho do bocal de extrusão, uma vez que existem vazios entre as linhas arredondadas em cada camada.

Além disso, a impressão FDM produz uma ligação mecânica entre as camadas. Esta característica construtiva afeta a resistência, uma vez que a interface entre as camadas torna-se pontos fracos.

Por outro lado, a tecnologia SLA utiliza um processo diferente onde a resina líquida é curada por um laser para formar cada camada. Este processo nos permite obter detalhes muito mais finos e é mais confiável para obter repetidamente resultados de alta qualidade. Como consequência, obteremos superfícies lisas, alta precisão e exatidão das peças.

Ao contrário das impressoras FDM, as SLA criam ligações químicas resultando em peças totalmente densas que proporcionam altos graus de resistência lateral, resultando em peças isotrópicas.

Custos de funcionamento de uma impressora 3D

Ao contrário do que se possa pensar, os custos de funcionamento de uma impressora 3D não são apenas uma questão de quanto custa sua impressora 3D.

Isso não lhe contará a história completa sobre quanto custará uma peça impressa.

Material de impressão, consumo de energia elétrica, manutenção de máquinas e materiais adicionais de pós-processamento são alguns dos fatores que influenciarão significativamente no custo final por peça.

Custo do material de impressão 3D (filamento, resina)

Uma das principais coisas a serem levadas em consideração ao calcular os custos de impressão é o custo do material. Isso, por sua vez, depende do custo do próprio material de impressão 3D, quanto material é necessário para criar uma determinada peça (incluindo resíduos), qual é a vida útil do material e se há outros elementos necessários para imprimir o material. partes.

O custo normal para cada PLA, ABS ou PETG é de cerca de US$ 20 para um carretel de 1 kg de filamento de 1,75 mm .

ABS e PETG caracterizam-se pela sua durabilidade e resistência ao impacto e o PLA pela sua facilidade de utilização e pela sua multiplicidade de aplicações.

Ao contrário das impressoras SLA, onde você precisa considerar muitos custos adicionais (como luvas, álcool isopropílico e muito mais), não há custos ocultos ao usar uma impressora FDM.

O preço da resina pode variar de US$ 15 a US$ 45 para 500 ml de material, e para 1.000 ml a faixa de preço fica entre US$ 28 e US$ 80.

Para uma extensa comparação entre os custos do filamento e da resina, confira este artigo que escrevi sobre o assunto.

Custos de eletricidade

A energia elétrica que uma impressora usa depende principalmente da marca e tamanho da impressora, da temperatura do leito aquecido e do bocal, bem como do tamanho da peça impressa. Como referência, o custo médio por kWh na América do Norte é de 12,69 centavos, que é semelhante à Europa (12,3 centavos), Ásia (14,65 centavos) e América do Sul (15,18 centavos). Os custos de eletricidade têm um impacto maior se você estiver localizado na Oceania, onde o custo por kWh é de 26 cêntimos.

Por exemplo, impressoras com camas aquecidas maiores ou que podem imprimir em temperaturas mais altas tendem a consumir mais energia.

Comparando com o preço do filamento ou resina, a eletricidade não acrescenta muito ao custo total. No entanto, pode se tornar significativo nos casos em que você precisa imprimir lotes ou tem uma quantidade maior de máquinas funcionando.

Como exemplo, neste artigo, você encontrará uma análise de quanta energia consome uma Ender 3, feita usando um Monitor de Uso de Eletricidade.

Manutenção Geral

As impressoras 3D não são diferentes de outras máquinas; todos eles precisam de manutenção preventiva e eventualmente a necessidade de substituição de alguma peça.

Máquinas com manutenção adequada terão o desempenho pretendido e períodos de inatividade podem ser evitados.

No entanto, você ainda não pode salvar algumas peças do desgaste.

Um exemplo disso é o bocal. Eles têm um grande impacto na qualidade da impressão, por isso é importante mantê-los limpos e substituí-los quando necessário.

Nestes artigos, você encontrará informações sobre com que frequência deve substituir um bico, como substituí-lo e como limpar um desobstruído.

Outras peças que precisarão ser substituídas ao longo do tempo podem ser motores de passo, talvez a placa-mãe em algum momento, correias, molas da cama, sensores ABL, etc.

Materiais Adicionais

Pode haver outros fatores que afetam o custo final de uma peça específica. Estes não estão estritamente relacionados à impressão do modelo, mas ao pós-processamento.

As peças impressas em 3D geralmente requerem algum tratamento pós-processamento. Isso pode incluir práticas como limpeza ou fixação da peça, acabamento da superfície e coloração.

Ao calcular os custos, você deve considerar o preço de todos os materiais envolvidos e o tempo que leva para realizar esses tratamentos.

Dentro dos materiais de pós-processamento, podemos contar lixa, acetona, tinta, pincéis, tinta spray, etc.

O pós-processamento pode se tornar caro, especialmente quando feito à mão e pode ser insustentável na produção em grandes séries devido ao tempo que leva e ao fato de que os custos de quebra de peças também estão incluídos aqui.

Custos de software (CAD e Slicers)

Slicers como Cura ou Prusa Slicer geralmente são gratuitos, mas o Simplify3D, por exemplo, não é. Você provavelmente não precisará adquirir o Simplify3d, mas apenas como referência, sua licença custa aproximadamente US $ 150.

Ao tentar aprender a cortar e imprimir modelos, softwares gratuitos como o Cura são uma ótima maneira de começar a aprender o básico e também são capazes de produzir impressões de alta qualidade.

Tornando-se experiente com este software, você pode precisar de um conjunto mais abrangente de recursos que podem justificar um investimento.

Vale a pena notar que a vantagem de qualidade que os slicers pagos costumavam ter no passado está cada vez menor, e hoje em dia só é aconselhável pagar por uma licença em casos muito específicos.

Depois, há software CAD para projetar os modelos e também podem ser gratuitos, mas os melhores geralmente são pagos (pagamentos anuais ou mensais).

Nos artigos a seguir, você encontrará informações sobre diferentes segmentações e softwares CAD.

• Melhores fatiadores para impressão 3D
• O Tinkercad é bom para impressão 3D?
• O fusion 360 é bom para impressão 3D?
• Como criar modelos para impressão 3D?
• O Simplify3d vale o custo? Comparando com Cura e Prusaslicer

Designs que você pode encontrar online (nem sempre gratuitos)

Projetar uma peça do zero nem sempre é a melhor opção. Há um grande número de arquivos de design digital já disponíveis on-line, o que economizará muito tempo.

A maioria deles, como os encontrados no Thingiverse (um site dedicado ao compartilhamento de arquivos de design digital criados pelo usuário), são gratuitos. Você também deve conferir nosso próprio mecanismo de pesquisa, que agrega os resultados mais relevantes das fontes mais populares:https://www.3dsolved.com

Mas se você quiser imprimir algo específico, talvez seja necessário pagar pelo arquivo STL. Se este for o caso, considere que o custo por peça será menos afetado quanto maior for o número de peças que você precisa imprimir.

Como calcular o custo da impressão 3D

Nesta seção, estudaremos um exemplo de como calcular o custo de possuir e operar uma impressora 3D.

Tomemos como exemplo a impressora 3D Prusa I3 MK3S+ FMD, cujo preço gira em torno de US$ 1.000 . Digamos que você o execute por 8Hs por dia durante dois anos. Assim, 8 hs * 365 dias * 2 anos =5840hs nos dá o número total de horas que a impressora estará funcionando . É claro que esta é uma estimativa muito conservadora e não significa que sua impressora não poderá ser usada a partir daí, mas serve apenas como um cronograma de depreciação.

Feito isso, você pode calcular quanto custa possuir a impressora por hora (sem incluir eletricidade e filamento) dividindo o preço pelo total de horas:$ 1.000 / 5840 hs=17 centavos/hora

Para calcular o custo do filamento para um modelo específico, use o Cura para fatiar o modelo e ele lhe dirá quanto filamento você vai precisar, então basta calcular o custo com base em quanto custou o carretel. Como valor aproximado, uma impressora 3D consome aproximadamente 7,5 g de filamento por hora ao imprimir a uma altura de camada de 0,2 mm e a uma velocidade conservadora. Assumindo que o carretel de filamento custa US$ 20 por 1Kg, isso resulta em um custo de filamento de 15 centavos por hora .

Os bicos devem ser substituídos a cada dois meses se você estiver imprimindo por 8hs por dia, então você deve incluir esse custo. Cada bico de latão de 0,4 mm de diâmetro custa $ 5,78 (média de algumas marcas confiáveis). Seguindo o exemplo anterior, você precisaria de 12 bicos em 2 anos, o que se traduz em $ 69,36. Dividindo isso pelo total de horas, você obtém um custo aproximado de 1 centavo por hora .

A eletricidade depende do país em que você está e você pode conferir o artigo completo que escrevi sobre o assunto. Como exemplo, vamos pegar o custo de eletricidade na América do Norte, que é de cerca de 12,69 centavos de dólar por kWh . Isso nos dá uma estimativa de custo de 1,58 centavos por hora e 12,64 centavos por dia.

Reparos e manutenção gerais dependem muito da impressora, mas não deve ser demais, a menos que algo como a placa-mãe seja frito.

A lista a seguir resume alguns custos médios de impressão 3D:

• Custos médios de impressão 3D por hora:printer_depr. + fil_cons. + bocal_repl. + elect_costs =34,58 centavos / hora
• Custos médios de impressão 3D por dia:US$ 2,76
• Custos médios de impressão 3D por ano:US$ 695
• Custo de impressão 3D de um pequeno objeto (10-15g de filamento):67,5 centavos
• Custo de impressão 3D de uma capa de telefone:27 centavos

Use a calculadora Prusa

Esta calculadora foi projetada principalmente para que você saiba quanto cobrar de seus clientes por uma peça impressa.

Basta carregar um arquivo gcode ou inserir manualmente o tempo de impressão e o peso do filamento, e ele responderá a perguntas como:Quanto você deve cobrar ao imprimir em 3D sob demanda? A eletricidade é um fator importante no cálculo? E o retorno do investimento total e do seu tempo?.

Como reduzir o custo da impressão 3D com as configurações do Slicer

Se você deseja reduzir o custo de suas impressões e, ao mesmo tempo, obter alta qualidade de impressão, verifique se está sempre usando as configurações de impressão ideais.

Só use suportes quando realmente necessário

Nos projetos em que são necessárias estruturas de suporte, terá que adicionar ao cálculo o preço do material e o tempo necessário para construir essas estruturas, considerar também o tempo e as ferramentas que serão necessárias para o pós-processamento da peça.

Às vezes, apenas reorientar seu objeto dentro do software de fatiamento pode ajudar a reduzir a necessidade de plástico desnecessário em sua impressão.

Outra maneira de evitar estruturas de suporte desnecessárias é aumentar o ângulo em que o Slicer começa a introduzir suportes. Se você conhece sua impressora, pode imprimir saliências de 60 graus sem nenhum suporte (o Cura geralmente os habilita a 45 graus).

Reduza a densidade de preenchimento

Ao reduzir a densidade de preenchimento, você não apenas economizará mais material, mas suas impressões também terminarão muito mais rápido, o que significa menos desgaste da impressora, menos consumo de eletricidade e mais produção por hora.

Você pode economizar material se esvaziar completamente o interior do seu design. Mas você deve ter cuidado porque o material de impressão que você usa exigirá uma espessura mínima de parede para manter a integridade do casco.

Reduza o número de conchas/paredes

Assim como no caso da redução da densidade de preenchimento, a redução do número de paredes não apenas reduzirá a quantidade de material usado, mas também o tempo de processamento.

Sempre tente manter um equilíbrio entre o preenchimento e a redução do número de paredes para manter a integridade estrutural e manter a resistência e a qualidade da peça alta.

Imprima mais rápido

Sempre tentar evitar descuidar da qualidade e da resistência da impressão mais rapidamente não só economizará seu tempo, mas também reduzirá o tempo que o bico e a cama ficam quentes, que são os que mais consomem energia.

Reduza a temperatura da cama

Como o aquecimento da impressão da cama é realizado por longos traços de cobre atuando como um resistor, temperaturas mais altas significam maiores quantidades de consumo de eletricidade. Como visto isso afetará o custo final das peças.

Então, somente se a adesão não for um problema (principalmente trabalhando com PLA), você deve considerar a redução da temperatura do leito.

Custos de terceirização do processo de impressão

Você pode não estar interessado em comprar, operar e manter suas próprias impressoras 3D. Nesse caso, você pode considerar terceirizar suas impressões!

Essa pode ser uma boa opção se você quiser economizar algum tempo ou talvez apenas precise de uma impressão única na vida. A terceirização também tem a vantagem de lhe dar acesso a impressoras industriais que, de outra forma, você provavelmente não conseguiria usar.

Os serviços de impressão 3D podem ser muito caros porque além de todos os custos que já mencionamos, eles precisam levar em conta as impressoras industriais que usam, que são significativamente mais caras, e também precisam adicionar margem de lucro a esse custo.

Então, se você está imprimindo apenas por diversão, comprar uma impressora 3D seria a melhor escolha a longo prazo.