JS Precision

Un'unica macchina può elaborare progetti digitali complessi e trasformarli in componenti metallici estremamente densi e solidi in pochi giorni, senza stampi e con una libertà praticamente illimitata. Sembra il sogno più grande dell'industria manifatturiera.

Ma quando si apre un'offerta di un fornitore e si vedono prezzi per stampanti 3D in metallo compresi tra 500.000 e diversi milioni di dollari, si rimane immediatamente perplessi. Perché una stampante che apparentemente "stampa" metallo dovrebbe essere così costosa? Quali sono i costi nascosti dietro l'etichetta?

Niente paura! Questo tutorial analizzerà le ragioni da diverse prospettive, dalla scelta delle attrezzature al modello di prezzo, fino ai costi nascosti. Vi insegnerà anche come risparmiare, offrendovi una visione chiara del paradigma dei costi della stampa 3D e impedendovi di fare scelte sbagliate nel vostro investimento nella stampa 3D in metallo.

Riepilogo delle risposte principali

Perché le stampanti 3D in metallo sono così costose? L'esperienza di selezione delle attrezzature di JS Precision

La maggior parte dei nuovi clienti che si avvicinano alla stampa 3D in metallo si trova di fronte al seguente dilemma: di fronte a una moltitudine di opzioni tecnologiche, tra cui SLM e DED, non hanno idea di quale sia la più adatta alle loro esigenze. Temono di fare la scelta sbagliata della macchina e di conseguenza di incorrere in sforamenti di costo, ma non hanno a disposizione riferimenti affidabili.

JS Precision, con 12 anni di esperienza pratica in questo settore, può consigliare i clienti contro queste insidie. Negli ultimi 12 anni abbiamo completato oltre 1.500 progetti di scelta di stampanti 3D in metallo per oltre 400 aziende manifatturiere operanti nei settori aerospaziale, medico, automobilistico ed energetico.

Ad esempio, un cliente del settore sanitario ha dovuto acquistare una macchina per la sinterizzazione a getto di legante per produrre impianti ortopedici. Abbiamo inizialmente consigliato loro che il successivo processo di sinterizzazione avrebbe richiesto un forno dedicato (al prezzo di circa 80.000 dollari) e abbiamo proposto una macchina SLM più adatta alla precisione dei componenti medicali, facendo risparmiare al cliente sei mesi di tempo.

Nel 2024, il nostro processo di selezione ha registrato un tasso di soddisfazione del cliente del 98% e l'80% dei nostri clienti consiglierebbe i nostri servizi ai propri colleghi. Questa guida si basa su progetti reali, dati tecnici e feedback dei clienti. Tutte le analisi dei costi e le raccomandazioni di selezione sono state testate sul campo, quindi puoi utilizzarle con fiducia.

Se non riesci a decidere tra una stampante 3D in metallo e un'altra, il servizio di produzione di stampanti 3D personalizzate di JS Precision offre una consulenza personalizzata, offrendoti un supporto completo dall'analisi delle esigenze all'implementazione delle soluzioni. Un report personalizzato sulla tua scelta verrà completato entro 48 ore dalla ricezione della tua richiesta.

Confusione sui prezzi: quanto costa una stampante 3D in metallo?

Dopo aver esaminato l'esperienza di JS Precision, potreste chiedervi: quanto costa effettivamente una stampante 3D in metallo? Non esiste una risposta univoca a questa domanda, perché il costo è determinato da una serie di fattori che variano a seconda del tipo di stampa, della marca e della configurazione.

Innanzitutto, ci sono differenze nel tipo di stampa. I prezzi delle apparecchiature per diverse linee tecnologiche variano in modo significativo, come si può vedere dalla seguente tabella:

In secondo luogo, ci sono barriere tecnologiche e prezzi di mercato elevati. Marchi di primo livello come EOS, SLM Solutions e Velo3D hanno un prezzo superiore del 20-30% rispetto ad altri marchi, grazie all'elevata affidabilità delle apparecchiature e all'ampia gamma di processi offerti.

Infine, c'è la trappola delle configurazioni "opzionali". Una macchina a due laser costerà circa 300.000 dollari in più rispetto a una a laser singolo, e un aumento delle dimensioni del cilindro di stampa di ogni 100 mm può far aumentare il prezzo del 15-20%. Queste configurazioni possono contribuire in modo sostanziale al prezzo finale della transazione.

Sorprendenti "costi nascosti" una volta acquistata la macchina

Acquistare una stampante 3D in metallo non è il punto di arrivo, ma solo l'inizio, perché ci sono numerosi "costi nascosti" imprevisti che le aziende tendono a ignorare, portando alla fine a sforamenti di spesa .

1. Costo dell'"atmosfera": la stampa 3D in metallo richiede un ambiente con gas inerte, il che significa avere sempre a disposizione una fornitura costante di argon o azoto ad alta purezza. Questo, insieme al sistema di purificazione del gas, può variare tra i 50.000 e i 100.000 dollari all'anno.

2. Costi di modifica dell'impianto: questa apparecchiatura è molto particolare riguardo al suo Requisiti ambientali, come una rete elettrica industriale stabile, refrigeratori d'acqua dedicati, pavimento stabile alle vibrazioni e persino capacità portante e adattamenti degli spazi dell'impianto, possono variare da un minimo di 30.000 a un massimo di 150.000 dollari.

3. Spese per sicurezza e conformità: le polveri metalliche sono combustibili ed esplosive e richiedono attrezzature di movimentazione antideflagranti e ignifughe. I dipendenti dovranno inoltre indossare speciali dispositivi di protezione individuale e sottoporsi a controlli sanitari regolari, con un costo annuo compreso tra 20.000 e 50.000 dollari.

4. Costi di post-lavorazione: dopo la stampa, i componenti richiedono l'uso di macchine per il taglio a filo per separarli dal substrato, sabbiatura per preparare la superficie, forni per il trattamento termico per eliminare le tensioni interne e persino forni per la pressatura isostatica a caldo (HIP) per eliminare i difetti interni. Tutte queste attrezzature, sia per l'acquisto che per la manutenzione, sono costose.

"Attrezzature convenienti, materiali inaccessibili": la dura realtà del business

Questa è l'amara verità del mondo della stampa 3D in metallo, e ci sono quattro ragioni principali per cui è così.

1. Monopolio dei brevetti

La maggior parte dei produttori di apparecchiature adotta una strategia di "ciclo chiuso delle polveri", che implica o impone l'uso di polveri brevettate certificate. Ciò crea un monopolio di fatto per le aziende con opzioni limitate.

2. Barriera d'ingresso estremamente elevata nella preparazione delle polveri

Le polveri metalliche presentano requisiti estremamente rigorosi in termini di sfericità, distribuzione granulometrica, basso contenuto di ossigeno e buona fluidità. Tali caratteristiche possono essere ottenute solo mediante processi di atomizzazione avanzati, il che comporta un costo aggiuntivo della polvere , in genere compreso tra 500 e 2.000 dollari al kg.

3. Spostamento dei costi per la ricerca e sviluppo dei materiali e la certificazione

Ogni lotto di materiale di grado aerospaziale/medicale è costoso da testare e certificare, come ad esempio le prove sulle proprietà meccaniche e sulla composizione. Questi fattori incidono in ultima analisi sul prezzo di vendita della polvere.

4. Durata e riciclaggio della polvere

La polvere usata deve essere setacciata e reintegrata prima di poter essere riutilizzata. Il ciclo di riciclo è limitato, in genere solo 3-5 volte, dopodiché le prestazioni si riducono e la polvere non può più essere riutilizzata.

Per la selezione dei materiali per i componenti di stampa 3D, JS Precision offre polveri certificate in varie quantità per garantire la qualità di stampa e un utilizzo ottimizzato delle polveri attraverso un processo di riciclaggio professionale, aiutandoti a ridurre i costi dei materiali ed evitare il dilemma di "non poterti permettere i materiali".

Dal disegno al prodotto finito: analisi approfondita dei fattori di costo prima della stampa 3D in metallo

Dall'ideazione al pezzo stampato, la spesa complessiva della stampa 3D in metallo va ben oltre i macchinari e i materiali. Quattro semplici passaggi, spesso trascurati, contribuiscono alla spesa complessiva.

1. Costi della fase di progettazione: l'ottimizzazione topologica e la progettazione leggera richiedono tempo di progettazione dedicato, 1-2 settimane per componente. Inoltre, l'esperienza nella generazione e nella progettazione di strutture di supporto influisce direttamente sull'utilizzo dei materiali e sulla complessità della post-elaborazione. Una progettazione non corretta può comportare uno spreco di materiale del 10-20% .

2. Costi di preparazione della stampa: le licenze del software di nesting costano dai 5.000 ai 10.000 dollari all'anno e ottimizzare l'utilizzo del volume di stampa è una necessità. Il sottoutilizzo comporta uno spreco significativo di spazio e tempo sulle macchine.

3. Costi di tempo: un ciclo di produzione può durare decine di ore. Ad esempio, stampare un pezzo intricato in lega di titanio può richiedere dalle 40 alle 60 ore. È necessario anche un monitoraggio costante, che si aggiunge ai costi di manodopera.

4. Curva di apprendimento e costi di fallimento: una stampa non riuscita comporta la perdita completa di un'intera bombola di materiale, gas e tempo. Per le nuove aziende, la percentuale di stampe non riuscite può arrivare fino al 20-30% , e ottenere parametri di processo maturi richiede molti tentativi ed errori, con costi tipicamente di decine di migliaia di dollari.

I servizi di stampa 3D online di JS Precision possono consentirti di risparmiare sui costi complessivi. Un team dedicato di professionisti si occupa di tutto, dal controllo di stampa all'ottimizzazione del progetto, riducendo i tassi di errore e consentendoti di ottenere parti qualificate a un costo inferiore, senza dover ricorrere a tentativi ed errori.

Guida alla produzione intelligente: cinque suggerimenti per ridurre drasticamente i costi della stampa 3D in metallo

Sebbene la stampa 3D in metallo sia costosa, cinque consigli intelligenti possono ridurne notevolmente i costi, rendendola un'opzione conveniente.

1. Ottimizzazione del progetto: è la chiave per la gestione dei costi. L'ottimizzazione topologica ha la capacità di ridurre l'uso dei materiali mantenendo inalterate le prestazioni dei componenti, riducendo in genere i costi dei materiali del 15%-25%.

2. Vantaggi esclusivi ("canali di raffreddamento conformi"): sfruttare i vantaggi tecnici della stampa 3D in metallo per progettare canali di raffreddamento conformi migliora l'efficienza di lavorazione dei pezzi e, di conseguenza, riduce i costi.

3. Produzione in lotti e nesting intelligente: stampa più parti contemporaneamente sfruttando il volume di produzione, distribuendo i tempi macchina e i costi fissi. Ad esempio, invece di stampare un pezzo alla volta, stamparne cinque contemporaneamente può ridurre i costi unitari di tempo dell'80%.

4. Strategia di gestione delle polveri: adottare un rigoroso processo di recupero, test e riutilizzo delle polveri per massimizzare l'utilizzo dei materiali, raddoppiando i cicli delle polveri da tre a cinque e risparmiando sui costi dei materiali.

5. Fornitore di servizi professionali: per la maggior parte delle aziende, affidare il lavoro a un fornitore di servizi di stampa 3D professionale come JS Precision, invece di acquistare attrezzature, è il modo più economico e reattivo per risparmiare su tutti gli investimenti iniziali, sui costi nascosti e sui rischi tecnici.

JS Precision può aiutarti a ottimizzare i costi della stampa 3D . Con soluzioni collaudate per ogni aspetto, dal nesting intelligente al riciclo delle polveri, puoi ridurre il costo complessivo della stampa 3D in metallo senza sacrificare la qualità, favorendo la produzione intelligente.

Concorrenza tecnologica: un confronto dei costi tra percorsi alternativi di stampa 3D in metallo

Le diverse tecnologie di stampa 3D in metallo e la stampa 3D in metallo rispetto alle tecniche di produzione tradizionali presentano entrambe punti di forza e di debolezza in termini di costi. La scelta della tecnologia più adatta può aiutare a ottenere notevoli risparmi sui costi. Il confronto esatto è mostrato nella tabella seguente:

Servizio di stampa 3D in metallo personalizzato JS Precision: la tua fabbrica di produzione intelligente basata sul cloud

Se acquistare una stampante 3D in metallo è fuori budget o troppo rischioso, la scelta migliore è il nostro servizio di stampa 3D in metallo personalizzato. Siamo la tua fabbrica intelligente basata sul cloud e risolveremo tutti i tuoi problemi.

1. Nessun investimento in beni fissi: non devi sborsare milioni di dollari per l'acquisto di attrezzature. Puoi pagare a consumo e ordinare i pezzi di ricambio quando ne hai bisogno.

2. Le migliori attrezzature e materiali del settore: offriamo una gamma completa di materiali, dall'acciaio inossidabile, alle leghe di titanio (Ti6Al4V), alle leghe di alluminio (AlSi10Mg), fino alle leghe a base di nichel ad alta temperatura (Inconel 718). Utilizziamo anche macchinari SLM multilaser per offrire efficienza e qualità.

3. Supportato da un team di professionisti: i nostri ingegneri applicativi ti forniranno un'analisi DFAM (Design for Manufacturability) per aiutarti a progettare parti ottimizzate, risparmiare materiali e ridurre gli errori di stampa.

4. Post-lavorazione completa: forniamo un servizio completo, dalla stampa, al taglio a filo, al trattamento termico, fino al trattamento superficiale (sabbiatura, lucidatura). Riceverete pezzi finiti e pronti all'uso , senza dover eseguire personalmente operazioni successive.

Caso di studio: la tecnologia SLM risolve le difficoltà di produzione delle leghe di alluminio ad alto modulo

Contesto del progetto

Un produttore di robot industriali, che necessitava di prestazioni dinamiche estreme, è stato costretto a utilizzare una lega di alluminio ad alta resistenza e alto modulo (serie AlMgSc) dalle caratteristiche uniche per realizzare strutture leggere per l'articolazione distale dell'avambraccio di un robot.

Il materiale, definito "re delle crepe" nella fusione e nella lavorazione tradizionale, presenta un'elevata tendenza alla formazione di crepe a caldo e a un forte incrudimento, che si traduce in rese molto scarse e ne rende quasi impossibile l'utilizzo in strutture complesse.

Sfide tecniche e stallo della produzione tradizionale

Le tre principali sfide tecniche che il progetto si è trovato ad affrontare hanno ostacolato la produzione tradizionale.

1. La vulnerabilità del materiale alla scarsa formabilità. Le leghe AlMgSc, nella fusione e colata tradizionali, attraversano un ampio intervallo di solidificazione, rendendo la formazione di cricche a caldo pressoché inevitabile e impedendo la fabbricazione di componenti strutturalmente solidi.

2. I costi di lavorazione sono astronomici. Utilizzando il metodo sottrattivo "forgiatura + lavorazione a cinque assi ", oltre il 90% del materiale viene rimosso dal pezzo grezzo, con conseguente elevata usura degli utensili, manodopera in giorni e tasso di utilizzo del materiale inferiore al 10%, con un costo per pezzo superiore a 20.000 dollari.

3. È difficile abbinare prestazioni e leggerezza. Produrre singoli componenti e poi combinarli per prevenire difetti di lavorazione aumenta il peso e gli errori di assemblaggio, che incidono sulla velocità e sulla precisione di movimento del robot.

Soluzione di precisione JS

JS Precision utilizza la tecnologia SLM per consentire ai clienti di beneficiare di una soluzione rivoluzionaria.

1. Progettazione integrata e ottimizzazione topologica: ottimizziamo topologicamente in base all'ambiente di lavoro del robot per sviluppare una struttura bionica a piastra nervata. Grazie all'utilizzo della tecnologia SLM, realizziamo l'intero complesso passaggio di flusso interno, la rete di alleggerimento e tutte le interfacce per il montaggio in un'unica fase, integrando ciò che prima era composto da 10 parti in un unico componente integrale.

2. Controllo preciso del processo: abbiamo adottato un pacchetto di parametri di processo SLM dedicato per il materiale AlMgSc, ad esempio potenza laser, velocità di scansione e spessore del rivestimento in polvere, per garantire un processo di stampa stabile.

3. Rigoroso processo di post-processing: dopo la stampa, il pezzo viene rimosso dal substrato tramite elettroerosione a filo e quindi sabbiato per rimuovere la polvere superficiale residua. Il pezzo viene quindi inserito in un forno di trattamento termico per eliminare le tensioni interne. Infine, viene utilizzato un forno di pressatura isostatica a caldo (HIP) per eliminare eventuali piccoli difetti interni.

Risultati del progetto e analisi costi-benefici

• Prestazioni: la parte finale è risultata più leggera del 35% rispetto alla soluzione forgiata originale, la velocità di fine linea è stata aumentata del 15% e la resistenza alla trazione è stata aumentata del 20%.
• Costo: la soluzione SLM ha ridotto il costo per pezzo a circa 8.000 dollari, oltre il 60% in meno rispetto alla lavorazione tradizionale. Il risparmio sui costi deriva principalmente dall'aumento dell'utilizzo dei materiali dal 10% al 95%, dall'eliminazione di centinaia di ore di lavorazione a cinque assi e dall'usura degli utensili, nonché dall'eliminazione dei costi di creazione di stampi o forgiatura.
• Tempo: dal congelamento del progetto ai primi prototipi qualificati è trascorsa una settimana, rispetto alle 8-10 settimane degli approcci tradizionali.
• Qualità: la qualità di stampa iniziale era superiore al 98% e la qualità interna era priva di difetti da scansione TC, con prestazioni che soddisfacevano pienamente i requisiti di progettazione.

Caso di studio: il caso dimostra che per alcuni "materiali resistenti" con proprietà specifiche e difficili da maneggiare con metodi tradizionali, la tecnologia SLM non è un'opzione costosa, bensì l' unica soluzione economica e praticabile.

Se hai bisogno di componenti stampati in 3D realizzati con materiali altrettanto complessi, JS Precision può aiutarti a raggiungere risultati straordinari in termini di prestazioni e costi, come ha fatto con la lega AlMgSc. Utilizzando la tecnologia SLM dedicata, combinata con una sofisticata post-elaborazione, puoi semplificare la produzione di componenti complessi.

Domande frequenti

D1: Il mercato delle stampanti 3D in metallo usate è un'opportunità o una trappola?

Il mercato dell'usato offre opportunità a prezzi scontati, con alcune attrezzature che costano fino al 50-70% in meno rispetto a quelle nuove, alla portata di aziende con budget limitati. Ci sono però degli svantaggi. Ad esempio, potrebbero non avere una garanzia ufficiale, i componenti principali potrebbero essere obsoleti e le specifiche tecniche potrebbero essere obsolete e non essere compatibili con le polveri nuove.

D2: Come viene stimato il costo delle parti metalliche stampate in 3D?

Di solito viene stimato sulla base di "costo del volume del materiale + costo del tempo macchina + costi di post-elaborazione". Il costo del volume del materiale viene stimato sulla base del volume del pezzo e del prezzo unitario della polvere, del costo del tempo macchina in termini di tempo di stampa e costi delle attrezzature, e dei costi di post-elaborazione per processo. È possibile caricare un modello 3D sulla piattaforma di quotazione online JS Precision e il sistema lo stimerà in tempo reale.

D3: È probabile che in futuro ci saranno sconti consistenti sulle stampanti 3D in metallo?

Una certa flessibilità nelle riduzioni di prezzo. Grazie alla tecnologia matura e all'espansione del mercato, il prezzo delle macchine di fascia media e bassa può scendere del 10-20%. Tuttavia, componenti chiave come laser ad alta potenza e macchine per verniciatura a polvere di precisione hanno ancora pochi fornitori con elevate barriere tecniche all'ingresso. Non si verificheranno forti riduzioni di prezzo nel prossimo futuro, mentre il prezzo delle macchine di fascia alta rimarrà stabile.

D4: Perché allora è così più economico acquistare la polvere da soli?

Naturalmente, le polveri generiche sono dal 20% al 30% più economiche rispetto alle polveri certificate dal produttore, ma hanno un costo. Le polveri non certificate possono invalidare la garanzia delle apparecchiature, aumentare i tassi di errore di stampa fino a oltre il 30% o persino danneggiare costose testine laser. Questi costi superano di gran lunga qualsiasi risparmio sui materiali e JS Precision ne sconsiglia vivamente l'uso.

Riepilogo

Il costo delle stampanti 3D in metallo riflette il valore della tecnologia ottica all'avanguardia, della scienza dei materiali e dell'ingegneria di precisione impiegate per realizzarle. È miope per la maggior parte delle aziende investire ingenti capitali alla cieca. La mossa più intelligente è assumere professionisti per svolgere attività professionali e trasformare i costi fissi in costi variabili. Si possono godere dei vantaggi della tecnologia mantenendo flessibilità e stabilità finanziaria.

In qualità di fornitore specializzato di servizi di stampa 3D, JS Precision offre servizi di produzione di stampa 3D personalizzati completi per aiutarti a risolvere il problema di reperire stampanti 3D in metallo, ridurre il prezzo della stampa 3D e garantire la qualità dei componenti di stampa 3D per offrirti un processo senza problemi dalla progettazione al prodotto finale.

Che abbiate bisogno di campionature in piccoli lotti o di una produzione in serie, possiamo soddisfare le vostre esigenze. Benvenuti a sceglierci per avviare il vostro processo di produzione intelligente ad alta efficienza.