JS Precision

Una sola máquina puede tomar diseños digitales complejos y convertirlos en piezas metálicas extremadamente densas y sólidas en cuestión de días, sin moldes, con una libertad prácticamente ilimitada. Esto suena como el sueño supremo de la industria manufacturera.

Pero cuando abres la oferta de un proveedor y ves precios de impresoras 3D de metal entre 500.000 y varios millones de dólares, te quedas perplejo al instante. ¿Por qué una impresora que aparentemente "imprime" metal debería ser tan cara? ¿Cuáles son los costos ocultos tras la etiqueta?

¡No te preocupes! Este tutorial explicará las razones desde diferentes perspectivas, desde la selección del equipo hasta el modelo de precios y los costos ocultos. También te enseñará a ahorrar dinero, brindándote una visión clara del paradigma de costos de la impresión 3D y evitando que cometas errores al invertir en impresión 3D de metal.

Resumen de las respuestas principales

¿Por qué son tan caras las impresoras 3D de metal? Experiencia en selección de equipos de JS Precision

La mayoría de los nuevos clientes de impresión 3D de metal se enfrentan al siguiente dilema: ante la multitud de opciones tecnológicas, incluyendo SLM y DED, no tienen ni idea de cuál se adapta mejor a las necesidades de sus piezas. Temen equivocarse al elegir la máquina y, en consecuencia, sobrecostes, pero no disponen de referencias fiables.

JS Precision, con 12 años de experiencia real en esta área, puede asesorar a los clientes sobre estos obstáculos. Hemos completado más de 1500 proyectos de elección de impresoras 3D de metal durante los últimos 12 años para más de 400 empresas de fabricación que operan en los sectores aeroespacial, médico, automotriz y energético.

Por ejemplo, un cliente del sector sanitario necesitaba adquirir una máquina de inyección de aglutinante para producir implantes ortopédicos. Primero, les indicamos que el proceso de sinterización posterior requeriría un horno específico (con un precio aproximado de 80.000 USD) y les propusimos una máquina SLM más adecuada para la precisión de las piezas médicas, lo que les ahorró seis meses.

Hasta 2024, nuestro proceso de selección tuvo una tasa de satisfacción del 98%, y el 80% de nuestros clientes recomendarían nuestros servicios a sus colegas. Esta guía se basa en proyectos reales, datos técnicos y comentarios de clientes. Todos los análisis de costos y recomendaciones de selección se han probado en campo, por lo que puede usarla con confianza.

Si no se decide por una impresora 3D de metal, el servicio de fabricación de impresión 3D a medida de JS Precision le ofrece asesoramiento personalizado y apoyo completo, desde el análisis de sus necesidades hasta la implementación de soluciones. Recibirá un informe personalizado de su elección en 48 horas tras recibir su consulta.

Confusión de precios: ¿cuánto cuesta una impresora 3D de metal?

Tras analizar la experiencia de JS Precision, quizá se pregunte cuánto cuesta realmente una impresora 3D de metal. No hay una respuesta definitiva , ya que el coste depende de diversos factores, como el tipo de impresión, la marca y la configuración.

En primer lugar, existen diferencias en el tipo de impresión. Los precios de los equipos para las distintas líneas tecnológicas varían significativamente. como se puede demostrar en la siguiente tabla:

En segundo lugar, existen barreras tecnológicas y precios de marca más altos. Marcas de primer nivel como EOS, SLM Solutions y Velo3D tienen un precio superior al de otras marcas, entre un 20 % y un 30 %, debido a la alta fiabilidad de sus equipos y a sus extensas bibliotecas de procesos.

Por último, existe la trampa de las configuraciones "opcionales". Una máquina con dos láseres costará unos 300.000 dólares más que una con un solo láser, y un aumento de tamaño de cada 100 mm en el cilindro de construcción puede incrementar el precio entre un 15 % y un 20 %. Estas configuraciones pueden contribuir considerablemente al precio final de la transacción.

Costos ocultos sorprendentes una vez comprada la máquina

Comprar una impresora 3D de metal no es el final, sino sólo el comienzo, porque hay numerosos "costos ocultos" imprevistos que las empresas tienden a ignorar, lo que al final conduce a sobrecostes .

1. Costo de la atmósfera: La impresión 3D de metal requiere un entorno de gas inerte, lo que implica un suministro constante de argón o nitrógeno de alta pureza. Esto, junto con el sistema de purificación de gas, puede costar entre $50,000 y $100,000 al año.

2.Costos de modificación de las instalaciones: Este equipo es muy particular en cuanto a su Requisitos ambientales, como una red eléctrica industrial estable, enfriadores de agua dedicados, suelo resistente a las vibraciones e incluso capacidad de carga y adaptaciones del espacio de la planta. Pueden costar desde $30,000 hasta $150,000.

3. Gastos de seguridad y cumplimiento: Los polvos metálicos son combustibles y explosivos, y requieren equipos de manipulación a prueba de explosiones e incendios. Los empleados también necesitarán equipo de protección laboral especial y chequeos médicos periódicos, cuyo costo anual oscila entre $20,000 y $50,000.

4. Costos de posprocesamiento: Tras la impresión, las piezas requieren máquinas de corte por hilo para separarlas del sustrato, arenado para preparar la superficie, hornos de tratamiento térmico para eliminar tensiones internas e incluso hornos de prensado isostático en caliente (HIP) para eliminar defectos internos. La compra y el mantenimiento de todos estos equipos son costosos.

"Equipos asequibles, materiales inasequibles": La dura realidad del negocio

Esta es la amarga verdad del mundo de la impresión 3D de metal, y hay cuatro razones clave para ello.

1. Monopolio de patentes

La mayoría de los fabricantes de equipos adoptan una estrategia de "ciclo cerrado de polvos", que implica o exige el uso de sus propios polvos certificados. Esto crea un monopolio de facto para empresas con opciones limitadas.

2. Barrera de entrada extremadamente alta en la preparación de polvos.

Los polvos metálicos presentan requisitos extremadamente estrictos de esfericidad, distribución del tamaño de partícula, bajo contenido de oxígeno y buena fluidez. Estas características solo se pueden lograr mediante procesos de atomización avanzados, lo que incrementa el costo del polvo , que suele oscilar entre $500 y $2000 por kg.

3. Cambio de costos para I+D de materiales y certificación

Cada lote de material de grado aeroespacial/médico es costoso de probar y certificar, como las pruebas de propiedades mecánicas y composición. Estos costos se reflejan en el precio de venta del polvo.

4. Vida útil del polvo y reciclaje

El polvo usado debe tamizarse y reponerse antes de poder reutilizarse. El ciclo de reciclaje es finito, normalmente de 3 a 5 veces, tras lo cual el rendimiento disminuye y ya no se puede utilizar.

Para la selección de materiales para piezas de impresión 3D, JS Precision ofrece polvos certificados en varias cantidades para garantizar la calidad de impresión y la utilización optimizada del polvo a través de un proceso de reciclaje profesional, lo que le ayuda a reducir los costos de material y evitar el dilema de "no puede pagar los materiales".

Del dibujo al producto terminado: Análisis detallado de los factores de coste antes de la impresión 3D de metal

Desde el concepto hasta la pieza impresa, el gasto total de la impresión 3D en metal va mucho más allá de la maquinaria y el material. Cuatro pasos sencillos que suelen pasarse por alto contribuyen al gasto total.

1. Costos de la fase de diseño: La optimización topológica y el diseño ligero requieren un tiempo de ingeniería dedicado, de 1 a 2 semanas por componente. Además, la experiencia en la generación y el diseño de estructuras de soporte afecta directamente el aprovechamiento del material y la complejidad del posprocesamiento. Un diseño inadecuado puede generar entre un 10 % y un 20 % de desperdicio de material .

2. Costo de preparación de impresión: Las licencias de software de anidamiento cuestan entre $5,000 y $10,000 al año, y optimizar el uso del volumen de impresión es fundamental. La infrautilización desperdicia mucho espacio y tiempo en la máquina.

3. Gastos de tiempo: Un ciclo de construcción puede durar decenas de horas. Por ejemplo, imprimir una pieza compleja de aleación de titanio puede llevar entre 40 y 60 horas. Además, se requiere una supervisión constante, lo que aumenta los gastos de mano de obra.

4. Curva de aprendizaje y costo de falla: Una impresión fallida implica la pérdida total de un cilindro completo de material, gas y tiempo. El costo de una impresión fallida puede ser de hasta un 20% a un 30% para las empresas nuevas, y lograr parámetros de proceso maduros requiere mucho ensayo y error, con un costo típico de decenas de miles de dólares.

Los servicios de impresión 3D en línea de JS Precision le permiten ahorrar en gastos generales. Un equipo dedicado de profesionales se encarga de todo, desde la verificación de la impresión hasta la optimización del diseño, reduciendo las tasas de fallos y permitiéndole obtener piezas de calidad a un menor coste, sin necesidad de pruebas y errores.

Guía de fabricación inteligente: Cinco consejos para reducir drásticamente los costes de impresión 3D de metal

Si bien la impresión 3D de metal es costosa, cinco consejos inteligentes reducirán los costos en gran medida, haciendo de la impresión 3D de metal una opción asequible.

1. Optimización del diseño: es la clave para la gestión de costos. La optimización de la topología tiene la capacidad de reducir el uso de material mientras se mantiene el rendimiento de la pieza, reduciendo generalmente los costos de material entre un 15% y un 25%.

2. Ventajas únicas ("Canales de enfriamiento conformales"): aprovechar la ventaja técnica de la impresión 3D de metal para diseñar canales de enfriamiento conformales mejora la eficiencia del procesamiento de las piezas y, a su vez, reduce los costos.

3. Producción por lotes y anidamiento inteligente: Imprima varias piezas a la vez aprovechando el volumen de impresión, distribuyendo el tiempo de máquina y el coste fijo. Por ejemplo, en lugar de imprimir pieza por pieza, imprimir cinco a la vez puede reducir el coste unitario en un 80 %.

4. Estrategia de gestión de polvo: contar con un riguroso proceso de recuperación, prueba y reutilización de polvo para maximizar la utilización del material, duplicando los ciclos de polvo de tres a cinco y ahorrando costos de material.

5. Proveedor de servicios profesionales: para la mayoría de las empresas, subcontratar a un proveedor de servicios de impresión 3D profesional como JS Precision en lugar de comprar equipos es la forma más económica y rápida de ahorrar en todas las inversiones iniciales, costos ocultos y riesgos técnicos.

JS Precision puede ayudarle a optimizar el precio de la impresión 3D . Con medidas probadas para todo, desde el anidamiento inteligente hasta el reciclaje de polvo, puede reducir el coste total de la impresión 3D de metal sin sacrificar la calidad, lo que permite una fabricación inteligente.

Competencia tecnológica: Comparación de costos de alternativas para la impresión 3D de metal

Las diferentes tecnologías de impresión 3D de metal, y la impresión 3D de metal en comparación con las técnicas de fabricación tradicionales, presentan ventajas y desventajas en cuanto a costos. La mejor opción tecnológica puede ayudarle a lograr un ahorro considerable. La comparación exacta se muestra en la siguiente tabla:

Servicio de impresión 3D de metal personalizado de JS Precision: su fábrica de fabricación inteligente en la nube

Si comprar una impresora 3D de metal está fuera de su presupuesto o es demasiado arriesgado, su mejor opción es nuestro servicio de impresión 3D de metal a medida. Somos su fábrica inteligente en la nube y resolveremos todos sus problemas.

1. Cero inversión en activos fijos: No tiene que desembolsar millones de dólares en la compra de equipos. Simplemente pague por uso y haga pedidos según necesite una pieza.

2. Equipos y materiales de primera calidad en la industria: Ofrecemos una gama completa de materiales, desde acero inoxidable, aleación de titanio (Ti6Al4V), aleación de aluminio (AlSi10Mg) hasta aleaciones de níquel de alta temperatura (Inconel 718). También utilizamos maquinaria SLM multiláser para garantizar eficiencia y calidad.

3. Respaldado por un equipo profesional: Nuestros ingenieros de aplicaciones le brindarán análisis de diseño para fabricación (DFAM) para ayudarlo a diseñar piezas para optimización, ahorro de material y reducción de fallas de impresión.

4. Posprocesamiento integral: Ofrecemos un servicio integral, desde la impresión, el corte por hilo y el tratamiento térmico hasta el tratamiento de superficies (arenado y pulido). Recibirá piezas terminadas listas para usar , sin necesidad de realizar operaciones posteriores.

Caso práctico: La tecnología SLM soluciona las dificultades de fabricación de aleaciones de aluminio de alto módulo

Antecedentes del proyecto

Un fabricante de robots industriales, que requería un rendimiento dinámico extremo, se vio obligado a utilizar una aleación de aluminio de alto módulo y alta resistencia (serie AlMgSc) de características únicas para fabricar estructuras ligeras para la articulación del antebrazo distal de un robot.

El material, denominado "rey del agrietamiento" en la fundición y el mecanizado tradicionales, presenta una alta tendencia al agrietamiento en caliente y al endurecimiento por trabajo severo, lo que produce rendimientos muy bajos y lo hace casi imposible de utilizar en estructuras complejas.

Desafíos técnicos y el estancamiento de la fabricación tradicional

Los tres principales desafíos técnicos que enfrentó el proyecto obstaculizaron la fabricación tradicional.

1. La vulnerabilidad del material a una mala conformabilidad. Las aleaciones de AlMgSc en la fundición y colada tradicionales pasan por un amplio rango de solidificación, lo que hace casi inevitable el agrietamiento en caliente y dificulta la fabricación de piezas estructuralmente sólidas.

2. Los costos de procesamiento son astronómicos. Utilizando el método sustractivo de "forjado + mecanizado de cinco ejes ", se elimina más del 90 % del material de la pieza sólida, lo que resulta en un alto desgaste de la herramienta, mano de obra en días y una tasa de utilización del material inferior al 10 %, con un costo por pieza superior a los 20 000 $.

3. Es difícil igualar el rendimiento y la ligereza. Producir componentes individuales y luego combinarlos para evitar defectos de procesamiento aumenta el peso y los errores de ensamblaje que afectan la velocidad y la precisión del movimiento del robot.

Solución de precisión JS

JS Precision utiliza tecnología SLM para permitir que los clientes se beneficien de una solución revolucionaria.

1. Diseño Integrado y Optimización Topológica: Optimizamos topológicamente, basándonos en el entorno de trabajo del robot, para desarrollar una estructura biónica de placa acanalada. Mediante tecnología SLM, fabricamos todo el complejo conducto de flujo interno, la malla de aligeramiento y todas las interfaces de montaje en un solo paso, integrando lo que antes eran 10 piezas en un solo componente integral.

2. Control de proceso preciso: Hemos adoptado un paquete de parámetros de proceso SLM dedicado para el material AlMgSc, por ejemplo, potencia del láser, velocidad de escaneo y espesor del recubrimiento en polvo, para garantizar un proceso de impresión estable.

3. Riguroso proceso de posprocesamiento: Tras la impresión, la pieza se separa del sustrato mediante electroerosión por hilo y se arena para eliminar el polvo superficial restante. Posteriormente, la pieza se coloca en un horno de tratamiento térmico para eliminar las tensiones internas. Finalmente, se utiliza un horno de prensado isostático en caliente (HIP) para eliminar pequeños defectos internos, si los hubiera.

Resultados del proyecto y análisis costo-beneficio

• Rendimiento: La pieza final fue un 35% más liviana que la solución forjada original, la velocidad de final de línea se incrementó en un 15% y la resistencia a la tracción se incrementó en un 20%.
• Costo: La solución SLM redujo el costo por pieza a aproximadamente $8,000, más de un 60% menos que el mecanizado tradicional. El ahorro se debe principalmente a un mayor aprovechamiento del material del 10% al 95%, eliminando cientos de horas de mecanizado en cinco ejes y el desgaste de las herramientas, y eliminando los costos de creación de moldes o forjado.
• Tiempo: Desde el congelamiento del diseño hasta los primeros prototipos calificados, tomó una semana, en comparación con las 8 a 10 semanas de los enfoques tradicionales.
• Calidad: La calidad de impresión inicial fue superior al 98% y la calidad interna estuvo libre de defectos de tomografía computarizada y el rendimiento cumplió totalmente con los requisitos de diseño.

Estudio de caso: El caso demuestra que para ciertos "materiales resistentes" con propiedades específicas y un manejo problemático con métodos tradicionales, la tecnología SLM no es una opción costosa sino la única solución económica y viable.

Si necesita piezas de impresión 3D fabricadas con materiales igualmente exigentes, JS Precision puede ayudarle a lograr mejoras en rendimiento y costes, como lo hizo con la aleación AlMgSc. Gracias a la tecnología SLM especializada, combinada con un posprocesamiento sofisticado, puede optimizar la producción de piezas complejas.

Preguntas frecuentes

P1: ¿El mercado de impresoras 3D de metal usadas es una oportunidad o una trampa?

El mercado de segunda mano ofrece oportunidades a precios reducidos, con equipos que pueden costar entre un 50% y un 70% menos que los nuevos, al alcance de empresas con presupuestos limitados. Sin embargo, existen desventajas. Por ejemplo, puede que no cuenten con garantía oficial, que sus componentes principales estén obsoletos y que sus especificaciones técnicas sean incompatibles con pólvoras nuevas.

P2: ¿Cómo se estima el costo de las piezas metálicas impresas en 3D?

Generalmente se calcula con base en el costo del volumen del material + costo del tiempo de máquina + cargos de posprocesamiento. El costo del volumen del material se calcula con base en el volumen de la pieza y el precio unitario del polvo, el costo del tiempo de máquina en el tiempo de impresión y los costos del equipo, y el posprocesamiento por proceso. Puede cargar un modelo 3D en la plataforma de cotización en línea de JS Precision y el sistema lo calculará en tiempo real.

P3: ¿Es probable que haya descuentos masivos en las impresoras 3D de metal en el futuro?

Cierta flexibilidad en las reducciones de precios. Con tecnología consolidada y un mercado en expansión, el precio de las máquinas de gama media y baja puede reducirse entre un 10 % y un 20 %. Sin embargo, componentes esenciales como láseres de alta potencia y máquinas de recubrimiento en polvo de precisión aún tienen pocos proveedores con importantes barreras técnicas de entrada. No se producirán reducciones de precios significativas en un futuro próximo, mientras que el precio de las máquinas de gama alta se mantendrá estable.

P4: ¿Por qué entonces resulta mucho más barato comprar el polvo uno mismo?

Claro que los polvos genéricos son entre un 20% y un 30% más baratos que los polvos certificados por el fabricante, pero tienen un precio. Los polvos no certificados pueden anular la garantía de su equipo, disparar las tasas de fallos de impresión a más del 30% o incluso dañar costosos cabezales láser. Estos costos superan con creces cualquier ahorro en material, y JS Precision desaconseja su uso.

Resumen

El costo de las impresoras 3D de metal refleja el valor de la tecnología óptica de vanguardia, la ciencia de los materiales y la ingeniería de precisión que las fabrica. Es una falta de visión que la mayoría de las empresas inviertan grandes cantidades de capital a ciegas. La decisión más inteligente es contratar profesionales para que hagan cosas profesionales y convertir los costos fijos en costos variables. Así, podrá disfrutar de los beneficios de la tecnología con flexibilidad y estabilidad financiera.

Como proveedor de servicios de impresión 3D especializado, JS Precision ofrece servicios integrales de fabricación de impresión 3D personalizados para ayudarlo a resolver el problema de obtener impresoras 3D de metal, reducir el precio de la impresión 3D y garantizar la calidad de las piezas de impresión 3D para ofrecerle un proceso sin problemas desde el diseño hasta el producto final.

Si necesita muestras de lotes pequeños o producción en masa, podemos satisfacer sus necesidades. Le invitamos a elegirnos para iniciar su proceso de fabricación inteligente de alta eficiencia.