JS Precision

Один станок может превратить сложные цифровые конструкции в чрезвычайно плотные, цельные металлические детали всего за несколько дней, без использования пресс-форм и с практически неограниченной свободой действий. Звучит как предел мечтаний обрабатывающей промышленности.

Но когда вы открываете предложение поставщика и видите цены на 3D-принтеры по металлу от 500 000 до нескольких миллионов долларов, вы сразу же приходите в недоумение. Почему принтер, который, казалось бы, «печатает» металлом, должен быть таким дорогим? Какие скрытые затраты скрываются за этой ценой?

Не волнуйтесь! В этом руководстве мы разберём причины с разных точек зрения: от выбора оборудования до ценовой модели и скрытых затрат. Вы также научитесь экономить деньги, получите чёткое представление о парадигме затрат на 3D-печать и избежите ошибок при инвестировании в 3D-печать по металлу.

Краткое изложение основных ответов

Почему 3D-принтеры по металлу такие дорогие? Опыт JS Precision в выборе оборудования

Большинство новых клиентов, использующих 3D-печать металлом, сталкиваются со следующей дилеммой: среди множества технологических вариантов, включая SLM и DED, они не знают, какой из них лучше всего подходит для их деталей. Они опасаются ошибиться с выбором оборудования и, как следствие, перерасхода средств, но не имеют доступа к достоверным источникам информации.

Компания JS Precision, имеющая 12 лет практического опыта в этой области, может уберечь клиентов от подобных ловушек. За последние 12 лет мы выполнили свыше 1500 проектов по выбору 3D-принтеров для печати по металлу для более чем 400 производственных компаний, работающих в аэрокосмической, медицинской, автомобильной и энергетической отраслях.

Например, клиенту из сферы здравоохранения требовалось приобрести машину для струйной обработки связующим веществом для производства ортопедических имплантатов. Мы сначала сообщили им, что для последующего процесса спекания потребуется отдельная печь (стоимостью около 80 000 долларов США), и предложили машину SLM , более подходящую для точности медицинских деталей, что сэкономило клиенту шесть месяцев времени.

В 2024 году уровень удовлетворенности наших клиентов в процессе отбора составил 98%, а 80% из них порекомендовали бы наши услуги своим коллегам. Это руководство основано на реальных проектах, технических данных и отзывах клиентов. Все анализы затрат и рекомендации по выбору проверены на практике, поэтому вы можете использовать его с уверенностью.

Если вы не можете определиться с выбором 3D-принтера для работы с металлом, служба JS Precision, специализирующаяся на изготовлении 3D-печати на заказ, предлагает персональные консультации и полную поддержку от анализа потребностей до внедрения решений. Персональный отчёт по вашему выбору будет подготовлен в течение 48 часов после получения вашего запроса.

Ценовая путаница: сколько стоит 3D-принтер по металлу?

После обзора опыта выбора JS Precision вы, возможно, зададитесь вопросом: сколько же на самом деле стоит 3D-принтер по металлу? Однозначного ответа на этот вопрос нет , поскольку стоимость определяется рядом факторов, включая тип печати, марку и комплектацию.

Прежде всего, существуют различия в типе печати. Цены на оборудование для разных технологий существенно различаются. как показано в следующей таблице:

Во-вторых, существуют технологические барьеры и брендовые наценки. Бренды первого уровня, такие как EOS, SLM Solutions и Velo3D, имеют надбавку к цене на 20–30% по сравнению с другими брендами благодаря высокой надежности оборудования и обширным библиотекам технологических процессов.

Наконец, существует ловушка «опциональных» конфигураций. Двухлазерный станок обойдётся примерно на 300 000 долларов дороже однолазерного, а увеличение размера рабочего цилиндра на каждые 100 мм может увеличить цену на 15–20%. Такие конфигурации могут существенно повлиять на конечную цену.

Удивительные «скрытые расходы» после покупки машины

Покупка 3D-принтера по металлу — это не конец, а только начало, поскольку существует множество непредвиденных «скрытых расходов», которые предприятия склонны игнорировать, что в конечном итоге приводит к перерасходу средств .

1. Стоимость «атмосферы»: 3D-печать металлом требует наличия инертного газа, а это означает постоянный доступ к высокочистому аргону или азоту. Стоимость этой среды, включая систему очистки газа, может составлять от 50 000 до 100 000 долларов США в год.

2. Расходы на модификацию оборудования: это оборудование очень требовательно к своим характеристикам. Требования к окружающей среде, такие как стабильная промышленная электросеть, отдельные водоохладители, виброустойчивый пол и даже несущая способность и возможность адаптации пространства к условиям эксплуатации. Стоимость может варьироваться от 30 000 до 150 000 долларов США.

3. Расходы на обеспечение безопасности и соответствия требованиям: Металлические порошки горючи и взрывоопасны, поэтому для их обработки требуется взрывобезопасное и пожаробезопасное оборудование. Сотрудникам также потребуются специальные средства индивидуальной защиты и регулярные медицинские осмотры, которые обойдутся в 20 000–50 000 долларов США в год.

4. Расходы на постобработку: После печати детали требуют использования проволочно-вырезных станков для отделения от подложки, пескоструйной обработки для подготовки поверхности, термообработки в печах для снятия внутренних напряжений и даже в печах горячего изостатического прессования (ГИП) для устранения внутренних дефектов. Приобретение и обслуживание всего этого оборудования обходится дорого.

«Доступное оборудование, недоступные материалы» — суровая реальность бизнеса

Это горькая правда мира 3D-печати металлом, и есть четыре основные причины, по которым это так.

1. Патентная монополия

Большинство производителей оборудования придерживаются стратегии «замкнутого порошкового цикла», подразумевая или предписывая использование своих сертифицированных фирменных порошков. Это фактически создаёт монополию для компаний с ограниченным выбором.

2. Чрезвычайно высокий барьер для входа в производство порошков

К металлическим порошкам предъявляются чрезвычайно строгие требования к сферичности, гранулометрическому составу, низкому содержанию кислорода и хорошей сыпучести. Эти характеристики достигаются только с помощью современных методов распыления, что увеличивает стоимость порошка , обычно от 500 до 2000 долларов за кг.

3. Перераспределение затрат на НИОКР и сертификацию материалов

Испытания и сертификация каждой партии материала аэрокосмического/медицинского назначения, включая определение механических свойств и состава, требуют больших затрат. В конечном итоге эти затраты включаются в продажную цену порошка.

4. Срок службы пороха и переработка

Использованный порошок необходимо просеять и заменить перед повторным использованием. Цикл переработки ограничен, обычно всего 3–5 раз, после чего его эффективность снижается, и он становится непригодным к дальнейшему использованию.

Для выбора материалов для деталей, печатаемых на 3D-принтере, компания JS Precision предлагает сертифицированные порошки в различных количествах, что гарантирует качество печати и оптимизированное использование порошка за счет профессионального процесса переработки, помогая вам сократить затраты на материалы и избежать дилеммы «не могу позволить себе материалы».

От чертежа до готового продукта: подробный анализ факторов стоимости перед 3D-печатью металлом

От концепции до печати изделия общие расходы на 3D-печать по металлу выходят далеко за рамки стоимости оборудования и материалов. Четыре простых шага, которые легко упустить из виду, влияют на общие расходы.

1. Стоимость этапа проектирования: оптимизация топологии и проектирование облегченных компонентов требуют специального инженерного времени, 1–2 недели на каждый компонент. Более того, опыт создания и проектирования опорных структур напрямую влияет на расход материала и сложность постобработки. Неправильное проектирование может привести к потерям материала в размере 10–20% .

2. Стоимость подготовки к печати: Лицензирование программного обеспечения для раскроя обходится в 5000–10 000 долларов в год, и оптимизация использования объёма печати — необходимость. Неполное использование приводит к значительным потерям машинного пространства и времени.

3. Временные затраты: Цикл печати может длиться десятки часов. Например, печать сложной детали из титанового сплава может занять 40–60 часов. Также необходим постоянный контроль, что увеличивает трудозатраты.

4. Кривая обучения и стоимость неудач: Неудачная печать — это полная потеря целого баллона материала, газа и времени. Для новых компаний вероятность неудачной печати может достигать 20–30% , а получение отлаженных параметров процесса требует множества проб и ошибок, что обычно обходится в десятки тысяч долларов.

Онлайн-сервисы 3D-печати JS Precision помогут вам сократить общие расходы. Специальная команда профессионалов возьмет на себя весь процесс — от проверки печати до оптимизации конструкции, — снижая процент брака и позволяя вам получать качественные детали с меньшими затратами, без необходимости проб и ошибок.

Руководство по интеллектуальному производству: пять советов по значительному снижению затрат на 3D-печать металлом

Хотя 3D-печать металлом стоит дорого, пять полезных советов позволят вам значительно сократить расходы, сделав 3D-печать металлом доступным вариантом.

1. Оптимизация конструкции: это ключ к управлению затратами. Оптимизация топологии позволяет сократить расход материала, сохраняя при этом производительность детали, обычно снижая затраты на материалы на 15–25%.

2. Уникальные преимущества («Конформные каналы охлаждения»): использование технических преимуществ 3D-печати по металлу для проектирования конформных каналов охлаждения повышает эффективность обработки деталей и, в свою очередь, снижает затраты.

3. Серийное производство и интеллектуальная раскладка: печать нескольких деталей одновременно с использованием объёма печати, что позволяет распределить время работы машины и снизить затраты. Например, вместо печати деталей по отдельности, одновременная печать пяти деталей может снизить затраты на единицу времени на 80%.

4. Стратегия управления порохом: внедрить строгий процесс восстановления, тестирования и повторного использования пороха для максимального использования материала, увеличив количество циклов использования пороха с трех до пяти и снизив затраты на материал.

5. Поставщик профессиональных услуг: Для большинства компаний передача работы на аутсорсинг профессиональному поставщику услуг 3D-печати, такому как JS Precision, вместо покупки оборудования является наиболее экономичным и гибким способом сэкономить на всех первоначальных инвестициях, скрытых затратах и технических рисках.

Компания JS Precision поможет вам оптимизировать стоимость 3D-печати . Благодаря проверенным решениям для всех этапов — от интеллектуального размещения деталей до переработки порошка — вы сможете снизить общую стоимость 3D-печати металлом без ущерба для качества, что позволит реализовать интеллектуальное производство.

Конкуренция технологий: сравнение стоимости альтернативных способов 3D-печати металлом

Различные технологии 3D-печати металлом, как и традиционные методы производства, имеют свои преимущества и недостатки с точки зрения затрат. Выбор оптимального технологического решения поможет вам добиться существенной экономии. Точное сравнение представлено в таблице ниже:

Сервис точной 3D-печати по металлу JS Precision Custom: ваше интеллектуальное производство на базе облачных технологий

Если покупка 3D-принтера по металлу выходит за рамки бюджета или слишком рискованна, ваш лучший выбор — наша услуга 3D-печати по металлу на заказ. Мы — ваша облачная «умная» производственная фабрика, и мы решим все ваши проблемы.

1. Нулевые инвестиции в основной капитал: вам не нужно тратить миллионы долларов на покупку оборудования. Просто платите по факту и заказывайте детали по мере необходимости.

2. Лучшее оборудование и материалы в отрасли: мы предлагаем полный спектр материалов: от нержавеющей стали, титановых сплавов (Ti6Al4V), алюминиевых сплавов (AlSi10Mg) до высокотемпературных сплавов на основе никеля (Inconel 718). Мы также используем многолазерные установки SLM для обеспечения эффективности и качества.

3. Поддержка профессиональной команды: наши инженеры-прикладники предоставят вам анализ DFAM (проектирования с учетом технологичности), чтобы помочь вам разработать детали с учетом оптимизации, экономии материала и снижения количества сбоев печати.

4. Комплексная постобработка: мы предоставляем полный комплекс услуг: от печати, резки проволоки, термообработки до обработки поверхности (пескоструйной обработки, полировки). Вы получаете готовые к использованию детали , не выполняя последующие операции самостоятельно.

Пример: Технология SLM решает проблемы производства высокомодульных алюминиевых сплавов

Предыстория проекта

Производителю промышленных роботов, которому требовались экстремальные динамические характеристики, пришлось использовать высокопрочный, высокомодульный алюминиевый сплав (серии AlMgSc) с уникальными характеристиками для изготовления облегченных конструкций дистального сустава предплечья робота.

Материал, который в традиционном литье и механической обработке называют «королем трещин», проявляет высокую склонность к образованию горячих трещин и сильному упрочнению, что приводит к очень низкому выходу годных изделий и делает практически невозможным его использование в сложных конструкциях.

Технические проблемы и тупиковая ситуация традиционного производства

Три основные технические проблемы, стоящие перед проектом, затрудняли традиционное производство.

1. Склонность материала к плохой формуемости. Сплавы AlMgSc при традиционной плавке и литье проходят широкий интервал кристаллизации, что делает образование горячих трещин практически неизбежным и закрывает возможность изготовления конструктивно прочных деталей.

2. Стоимость обработки астрономическая. При использовании метода субтрактивной ковки + пятикоординатной обработки с заготовки снимается более 90% материала, что приводит к высокому износу инструмента, увеличению трудозатрат и коэффициенту использования материала менее 10%, при этом стоимость одной детали превышает 20 000 долларов США.

3. Сложно совместить производительность и лёгкость. Изготовление отдельных компонентов и их последующее комбинирование для предотвращения дефектов обработки увеличивает вес и приводит к ошибкам сборки, что влияет на скорость и точность движения робота.

Точное решение JS

JS Precision использует технологию SLM, чтобы предоставить клиентам возможность воспользоваться революционным решением.

1. Интегрированное проектирование и оптимизация топологии: Мы проводим топологическую оптимизацию, исходя из условий работы робота, для разработки бионической структуры с ребристой пластиной. Благодаря технологии селективного лазерного литья (SLM) мы изготавливаем весь сложный внутренний проточный канал, сетку-облегчитель и все монтажные интерфейсы за один этап, объединяя то, что раньше состояло из 10 деталей, в единый компонент.

2. Точный контроль процесса: мы внедрили специальный пакет параметров процесса SLM для материала AlMgSc, например, мощность лазера, скорость сканирования и толщина порошкового покрытия, чтобы обеспечить стабильный процесс печати.

3. Тщательный процесс постобработки: после печати деталь отделяется от подложки с помощью электроэрозионной обработки проволокой и подвергается пескоструйной обработке для удаления окалины с поверхности. Затем деталь помещается в термическую печь для снятия внутренних напряжений. После этого для устранения мелких внутренних дефектов (если таковые имеются) используется печь горячего изостатического прессования (ГИП).

Результаты проекта и анализ затрат и выгод

• Производительность: готовая деталь оказалась на 35% легче исходной кованой детали, скорость на конечном этапе увеличилась на 15%, а прочность на разрыв увеличилась на 20%.
• Стоимость: решение SLM позволило снизить стоимость одной детали примерно до 8000 долларов США, что более чем на 60% ниже, чем при традиционной обработке. Экономия достигается в первую очередь за счёт повышения коэффициента использования материала с 10% до 95%, устранения сотен часов пятикоординатной обработки и износа инструмента, а также устранения затрат на изготовление пресс-форм и ковку.
• Время: от заморозки проекта до получения первых квалифицированных прототипов прошла одна неделя по сравнению с 8–10 неделями при традиционных подходах.
• Качество: начальное качество печати превысило 98%, а внутреннее качество не выявило дефектов КТ, а производительность полностью соответствовала проектным требованиям.

Анализ конкретного случая: Данный случай показывает, что для некоторых «жестких материалов» со специфическими свойствами, обработка которых традиционными методами вызывает трудности, технология SLM не является дорогостоящим, а представляет собой единственное экономичное и жизнеспособное решение.

Если вам нужны детали, изготовленные на 3D-принтере из столь же сложных материалов, компания JS Precision поможет вам добиться прорыва в производительности и снижении затрат, как это было сделано с алюминиево-магниево-скаридным сплавом. Специализированная технология SLM в сочетании со сложной постобработкой позволит оптимизировать производство сложных деталей.

Часто задаваемые вопросы

В1: Рынок подержанных 3D-принтеров по металлу — это возможность или ловушка?

Рынок подержанного оборудования предлагает возможности по сниженным ценам, при этом некоторые модели стоят всего 50–70% от стоимости нового оборудования, что доступно компаниям с ограниченным бюджетом. Однако есть и недостатки. Например, у оборудования может не быть официальной гарантии, его основные компоненты могут быть устаревшими, а технические характеристики могут быть устаревшими и несовместимыми с новыми порохами.

В2: Как оценивается стоимость металлических деталей, напечатанных на 3D-принтере?

Обычно она рассчитывается на основе суммы «стоимость объёма материала + стоимость машинного времени + расходы на постобработку». Стоимость объёма материала рассчитывается исходя из объёма детали и цены за единицу порошка, стоимости машинного времени печати и стоимости оборудования, а также постобработки для каждого процесса. Вы можете загрузить 3D-модель на онлайн-платформу JS Precision, и система произведёт расчёт в режиме реального времени.

В3: Ожидаются ли в будущем большие скидки на 3D-принтеры по металлу?

Определенная гибкость в снижении цен. Благодаря развитой технологии и расширению масштабов рынка, цены на машины среднего и начального уровня могут снизиться на 10–20%. Однако поставщики основных компонентов , таких как мощные лазеры и прецизионные машины для порошковой окраски, по-прежнему ограничены, и существуют высокие технические барьеры для входа. Значительного снижения цен в обозримом будущем не предвидится, в то время как цены на машины высокого класса останутся стабильными.

В4: Почему же тогда гораздо дешевле купить порошок самостоятельно?

Конечно, обычные порошки на 20–30% дешевле сертифицированных производителем, но цена кусается. Несертифицированные порошки могут привести к аннулированию гарантии на оборудование, значительному увеличению количества сбоев печати (более 30%) или даже к поломке дорогостоящих лазерных головок. Эти затраты значительно перевешивают любую экономию на материале, и JS Precision настоятельно рекомендует не использовать их.

Краткое содержание

Стоимость 3D-принтеров для печати по металлу отражает ценность передовых оптических технологий, материаловедения и точного машиностроения, лежащих в основе их производства. Большинству компаний недальновидно бездумно вкладывать значительные средства. Более разумный шаг — нанять профессионалов для выполнения профессиональных задач и превратить фиксированные затраты в переменные. Вы сможете пользоваться преимуществами технологий, сохраняя финансовую гибкость и стабильность.

Являясь специализированным поставщиком услуг 3D-печати, компания JS Precision предлагает комплексные услуги по изготовлению индивидуальных 3D-печатных изделий , которые помогут вам решить проблему приобретения 3D-принтеров для работы с металлом, снизить стоимость 3D-печати и гарантировать качество деталей, изготовленных с помощью 3D-печати, чтобы обеспечить бесперебойный процесс от проектирования до изготовления конечного продукта.

Если вам требуется изготовление образцов небольшими партиями или массовое производство, мы готовы удовлетворить ваши требования. Выбирайте нас для запуска вашего высокоэффективного интеллектуального производственного процесса.