Guia Abrangente de Custos de Impressão 3D em 2022

Para garantir que você está obtendo o melhor custo-benefício ao usar tecnologia de impressão 3D, às vezes calcular os custos de impressão será necessário, especialmente se o objetivo é comercializar as peças impressas.

O preço da impressora pode variar muito devido à ampla gama de aplicações existentes. Mas comparar preços de impressoras nem sempre conta a história completa sobre quanto sua peça impressa custará.

Neste artigo, exploraremos muitos outros fatores que impactam o custo final de operar uma impressora 3D, como custos de material para diferentes tecnologias de impressão 3D, custos de eletricidade, materiais de pós-processamento e custos relacionados ao design prévio do modelo.

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

Depois de ler este artigo, você será capaz de 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. Modelagem por Deposição Fundida (FDM) e Estereolitografia (SLA) são os dois tipos mais populares e difundidos de impressoras 3D no mercado atualmente.

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

Apesar da ampla faixa de preço, as impressoras 3D de menor custo são na maioria das vezes FDM. Provavelmente por isso é o método de impressão 3D mais amplamente usado entre entusiastas e para casos onde apenas protótipos relativamente simples em quantidades limitadas são impressos. Impressoras FDM profissionais e industriais de alto desempenho também são populares entre profissionais. Naturalmente, seus custos são significativamente mais altos.

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

• Kits de impressora 3D DIY: cerca de $200
• Impressoras para entusiastas: $500-$1.500
• Impressoras FDM profissionais: começam em torno de $2.500
• Impressoras FDM profissionais de grande formato: começam em torno de $4.000.

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

Impressoras SLA desktop profissionais começam em $3.500 e impressoras de bancada de grande formato, que oferecem maior volume de impressão, custam cerca de $11.000. Dito isso, é possível obter impressoras SLA de alta qualidade para entusiastas, como a Elegoo Mars 2 Pro, por cerca de $200.

Diferença de Qualidade de Impressão entre Impressoras FDM e SLA

Impressoras FDM constroem peças depositando filamento derretido em camadas na mesa de impressão. Este processo faz com que a resolução seja definida pelo tamanho do bocal de extrusão, já que há vazios entre as linhas arredondadas em cada camada.

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

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

Diferente 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 Operação de uma Impressora 3D

Contrário ao que se pode pensar, os custos de operar uma impressora 3D não são apenas uma questão de quanto custa sua impressora 3D.

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

Material de impressão, consumo de eletricidade, manutenção da máquina e materiais adicionais de pós-processamento são alguns dos fatores que influenciarão significativamente o custo final por peça.

Custo do Material de Impressão 3D (Filamento, Resina)

Uma das principais coisas a considerar ao calcular custos de impressão é o custo do material. Isso, por sua vez, depende do custo do material de impressão 3D em si, quanto material é necessário para criar uma determinada peça (incluindo desperdício), qual a vida útil do material e se há outros elementos necessários para imprimir as peças.

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

ABS e PETG são caracterizados por sua durabilidade e resistência a impactos, e PLA por sua facilidade de uso e multiplicidade de aplicações.

Diferente de impressoras SLA, onde você precisa considerar muitos custos adicionais (como Luvas, Álcool Isopropílico e mais), não há custos ocultos ao usar uma impressora FDM.

O preço da resina pode variar de $15 a $45 para 500ml de material, e para 1000ml a faixa de preço está entre $28 e $80.

Para uma comparação extensa entre custos de filamento e 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 da mesa aquecida e do bocal, bem como do tamanho da peça impressa. Como referência, o custo médio por kWh na América do Norte é 12,69 centavos, similar à Europa (12,3 centavos), Ásia (14,65 centavos) e América do Sul (15,18 centavos). Os custos de eletricidade têm maior impacto se você estiver na Oceania, onde o custo por kWh é 26 centavos.

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

Comparando com o preço do filamento ou resina, a eletricidade não adiciona 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 trabalhando.

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

Manutenção Geral

Impressoras 3D não são diferentes de outras máquinas; todas precisam de manutenção preventiva e eventualmente da necessidade de substituição de peças.

Máquinas bem mantidas funcionarão como 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 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 bocal, como substituí-lo e como limpar um entupido.

Outras peças que precisarão de substituição com o tempo podem ser motores de passo, talvez a placa-mãe em algum momento, correias, molas da mesa, sensores ABL, etc.

Materiais Adicionais

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

Peças impressas em 3D geralmente requerem algum tratamento de pós-processamento. Isso pode incluir práticas como limpeza ou conserto da peça, acabamento superficial e coloração.

Ao calcular 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 em produção em grande série devido ao tempo que leva e ao fato de que custos de quebra de peças estão incluídos aqui também.

Custos de Software (CAD e Fatiadores)

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

Ao tentar aprender a fatiar e imprimir modelos, software gratuito como o Cura é 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 pode justificar um investimento.

Vale notar que a vantagem de qualidade que fatiadores pagos costumavam ter no passado está diminuindo continuamente, e hoje em dia só é aconselhável pagar por uma licença em casos muito específicos.

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

Nos artigos a seguir, você encontrará informações sobre diferentes fatiadores e software 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?
• Vale a pena o custo do Simplify3D? 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. Existe um grande número de arquivos de design digital já disponíveis online que economizarão muito tempo.

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

Mas se você quiser imprimir algo específico, pode precisar pagar pelo arquivo STL. Se este for o caso, considere que o custo por peça será menos afetado quanto maior 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.

Vamos tomar como exemplo a impressora FDM Prusa I3 MK3S+ cujo preço é cerca de $1.000. Digamos que você a rode por 8h por dia por dois anos. Assim, 8h * 365 dias * 2 anos = 5840h nos dá o número total de horas que a impressora estará rodando. Isso é, claro, uma estimativa conservadora e não significa que sua impressora não será utilizável a partir daí, mas serve apenas como 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 / 5840h = 17 centavos/hora.

Para calcular o custo do filamento para um modelo específico, use o Cura para fatiar o modelo e ele dirá quanto filamento você vai precisar, então calcule o custo baseado no preço do carretel. Como estimativa, uma impressora 3D consome aproximadamente 7,5g de filamento por hora ao imprimir com altura de camada de 0,2mm e velocidade conservadora. Assumindo que o carretel custa $20 por 1Kg, isso resulta em um custo de filamento de 15 centavos por hora.

Bocais devem ser substituídos a cada dois meses se você estiver imprimindo 8h por dia, então você deve incluir esse custo. Cada bocal de latão de 0,4mm custa $5,78 (média de algumas marcas confiáveis). Seguindo o exemplo anterior, você precisaria de 12 bocais em 2 anos, o que dá $69,36. Dividindo pelo total de horas, obtemos um custo de 1 centavo por hora aproximadamente.

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

Reparos gerais & manutenção dependem muito da impressora, mas não deve ser muito a menos que algo como a placa-mãe queime.

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

• Custos médios de impressão 3D por hora: depreciação_impressora + cons_filamento + subst_bocal + custo_eletricidade = 34,58 centavos / hora
• Custos médios de impressão 3D por dia: $2,76
• Custos médios de impressão 3D por ano: $695
• Custo de imprimir um objeto pequeno (10-15g de filamento): 67,5 centavos
• Custo de imprimir uma Capa de Celular: 27 centavos

Use a Calculadora da Prusa

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

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

Como Reduzir o Custo da Impressão 3D com Configurações do Fatiador

Se você procura reduzir o custo de suas impressões mantendo alta qualidade, pode querer garantir que está sempre usando as configurações ideais de impressão.

Use Suportes Apenas Quando Realmente Necessário

Naqueles projetos onde estruturas de suporte são necessárias, você terá que adicionar ao cálculo o preço do material e o tempo necessário para construir essas estruturas, também considere o tempo e ferramentas necessários para pós-processar a peça.

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

Outra maneira de evitar estruturas de suporte desnecessárias é aumentar o ângulo no qual o Fatiador começa a introduzir suportes. Se você conhece sua impressora, pode conseguir imprimir overhangs de 60 graus sem suportes (o Cura geralmente os habilita a 45 graus).

Reduza a Densidade do Infill

Reduzindo a densidade do infill, não só você 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 oco totalmente o interior do seu design. Mas 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 Paredes/Shells

Assim como no caso de reduzir a densidade do infill, reduzir o número de paredes não só reduzirá a quantidade de material usado, mas também o tempo de processamento.

Sempre tente manter um equilíbrio entre redução de infill e número de paredes para manter a integridade estrutural e manter a resistência e qualidade da peça altas.

Imprima Mais Rápido

Sempre tentando evitar negligenciar qualidade e resistência, imprimir mais rápido não só economizará tempo, mas também reduzirá o tempo que o bocal e a mesa ficam quentes, que são os que mais consomem energia.

Reduza a Temperatura da Mesa

Como o aquecimento da mesa é realizado por longas trilhas de cobre atuando como resistor, temperaturas mais altas significam maior consumo de eletricidade. Como visto, isso afetará o custo final das peças.

Então, apenas se a adesão não for um problema (principalmente trabalhando com PLA), você deve considerar reduzir a temperatura da mesa.

Custos de Terceirização do Processo de Impressão

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

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

Serviços de impressão 3D podem ser muito caros porque, além de todos os custos já mencionados, eles têm que contabilizar as impressoras industriais que usam, que são significativamente mais caras, e também precisam adicionar margem de lucro sobre esse custo.

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