Présentation du coût du service d'impression 3D :ce qui le détermine et comment le réduire

Les entreprises et les particuliers sous-traitent désormais leurs projets liés à l'impression 3D à des services d'impression 3D, car ces services leur donnent accès à la production de masse tout en leur permettant de se concentrer davantage sur l'innovation/la conception et de profiter d'un processus de production plus simple.

Le choix parmi la pléthore de services d'impression 3D dépend de facteurs tels que les emplacements, les capacités, les infrastructures de fabrication et, plus important encore, le coût du service d'impression 3D. Cet article traitera en détail du coût de l'impression 3D, des facteurs qui l'affectent et de la manière dont vous pouvez réduire le coût des pièces imprimées en 3D.

Comprendre le concept de coût du service d'impression 3D

Le coût du service d'impression 3D est le coût général qu'un service d'impression 3D donne à son client après avoir téléchargé votre fichier CAO.

Étant donné que tout le monde ne sous-traite pas aux services d'impression 3D, le coût du service d'impression 3D est un coût d'impression 3D rationalisé. Cela signifie que les services rationalisent les facteurs généraux qui affectent le coût de l'impression 3D, tels que le matériau, les imprimantes 3D et les finitions de post-traitement, dans le devis qu'ils vous soumettent.

Nonobstant le "coût" attribué à l'impression 3D, il s'agit de l'un des processus de fabrication les plus abordables utilisés individuellement ou sous-traités à un service d'impression 3D dans le monde.

Facteurs qui déterminent le coût du service d'impression 3D

Le capital est un facteur important pour déterminer votre choix d'un service d'impression 3D, appelant en outre à comprendre les facteurs qui déterminent le coût du service d'impression 3D. Vous trouverez ci-dessous les facteurs importants qui devraient vous guider lors de votre prise de décision.

1. Imprimante 3D

Le coût de l'imprimante 3D utilisée par le service d'impression 3D joue un rôle énorme dans le coût de l'externalisation pour eux. Le coût de l'imprimante 3D dépend de facteurs tels que les technologies, les fonctionnalités, les prix d'installation, etc., qui dictent la facilité d'utilisation, le besoin d'expertise technique, le matériel compatible et la complexité de la conception.

Le service d'impression 3D qui utilise des imprimantes 3D de haute technologie facturera probablement plus. Par conséquent, vous devez noter ce qui suit lorsque vous choisissez une imprimante 3D :

1.1. Technologies d'impression 3D

Les imprimantes 3D fabriquent des pièces imprimées à l'aide d'un modèle CAO. Cependant, leur technologie détermine les matériaux compatibles, le mécanisme, la vitesse de production, le coût des pièces imprimées en 3D et le coût du service d'impression 3D.

Toutes les technologies d'impression 3D utilisées dans le monde ont des prix différents. Par exemple, les imprimantes FDM sont les imprimantes 3D les moins chères utilisées pour les plastiques. Elles sont moins coûteuses que les imprimantes SLA qui utilisent des faisceaux laser pour durcir la résine et le plastique durci en raison de la précision et de la polyvalence de ces derniers.

Les imprimantes exécutant d'autres technologies telles que les imprimantes à frittage laser sélectif direct sont chères en raison de leur rareté, de leur facilité d'utilisation, de leur productivité, du besoin d'expertise technique, de la qualité d'impression et du matériau sur lequel elles travaillent.

Un service d'impression 3D utilisant une imprimante à frittage laser sélectif direct en facturerait plus d'un en utilisant d'autres imprimantes pour des matériaux compatibles. La technologie d'impression 3D ne s'applique pas uniquement aux services d'impression 3D. Les amateurs ou autres personnes doivent également tenir compte du coût avant d'en choisir un.

1.2. Prix ​​d'installation de l'imprimante 3D

Le prix d'installation de l'imprimante 3D augmenterait le coût de l'impression 3D pour les personnes qui souhaitent une imprimante 3D personnelle ou d'entreprise et qui souhaitent embaucher un technicien. La plupart des gens engagent des techniciens pour éviter d'endommager l'imprimante 3D ou de déclencher un mauvais réglage lors de l'installation.

Bien qu'utile, l'embauche d'un technicien a un prix. Cela dépend de l'expertise, de l'expérience, de l'image de marque du technicien et de la sophistication de l'imprimante 3D. Sur la base de la sophistication de l'imprimante 3D, le prix de configuration de l'imprimante FDM sera également inférieur à celui des imprimantes à frittage laser sélectif direct.

1.3. Prix ​​de fonctionnement de l'imprimante 3D

Le prix de l'opération s'ajoute également au coût du service d'impression 3D. Le coût de fonctionnement est le coût d'une imprimante 3D divisé par le nombre total d'heures de fonctionnement. Vous trouverez ci-dessous une illustration simple du prix de fonctionnement de l'imprimante 3D et de son incidence sur le coût des services d'impression 3D.

Imaginez que vous achetez une imprimante 3D FDM pour 10 000 $ et que vous l'utiliserez 20 heures par jour pendant quatre ans. En ignorant le coût des réparations, de l'entretien et de l'électricité, le coût de fonctionnement sera :

• 20 heures x 365 jours x 4 ans =29 200 heures au total.
• 10 000 $ ÷ 29 200 =0,342 $/h.
• En utilisant le coût de fonctionnement de 0,342 $/h, nous pouvons calculer combien imprimer une pièce qui prendra 10 heures.
• Ce sera 0,342 x 10 =3,42 $.

1.4. Coût d'entretien

Sans entretien, une imprimante 3D ne parviendra pas à fournir des impressions de qualité supérieure au fil du temps. Par conséquent, un bon entretien est important. Les services d'impression 3D l'auraient ajouté au coût général qu'ils fournissent. Cependant, vous devez en tenir compte dans le coût de l'impression 3D pour les propriétaires individuels. Les coûts de maintenance peuvent prendre plusieurs formes, notamment :

• Coût de remplacement des pièces de l'imprimante 3D.
• Frais de nettoyage des pièces d'impression 3D.
• Le coût de réparation des pièces imprimées en 3D.
• Le coût supplémentaire du technicien.

La maintenance dépend de la sophistication, des fonctionnalités, de la rareté et de la technologie de l'imprimante 3D. Par conséquent, les utilisateurs d'imprimantes FDM pourraient dire que la maintenance varie de 200 $ à 599 $, tandis que les utilisateurs d'imprimantes DSLS diraient probablement des coûts de maintenance supérieurs à 1 000 $. De plus, si vous embauchez un technicien, les coûts de maintenance augmenteront car le technicien facturera également ses frais.

2. Matériel d'impression 3D

Il existe de nombreux types de matériaux utilisés dans l'impression 3D. Celui-ci est responsable du développement du domaine et détermine la flexibilité du processus, le choix des imprimantes, le coût des pièces imprimées en 3D et le service d'impression 3D. La plupart des services accèdent au coût du matériel en fonction de la disponibilité et de la compatibilité avec les imprimantes 3D et la technologie d'impression.

2.1. Comment calculer le coût du matériel

En comprenant comment calculer le coût du matériau, vous pouvez savoir combien coûte la fabrication d'une pièce imprimée en 3D. Utilisez l'illustration ci-dessous.

Imaginez qu'une pièce imprimée en 3D nécessite 100 grammes de PLA et que le filament PLA coûte 25 $/kg. Cela signifie que le coût est de 25 $/1000 g =0,025 $/g. Par conséquent, le coût de la pièce imprimée en 3D sera de 100 x 0,025 =2,5 $. Peu importe que la pièce imprimée soit petite.

2.2. Types de matériaux courants utilisés dans l'impression 3D

Les matériaux couramment utilisés dans l'impression 3D et leur relation avec le coût incluent :

• Poudre et Filament

Les poudres et les filaments sont des thermoplastiques. Ils sont considérés comme le matériau d'impression 3D le moins cher et le plus courant. Les non-experts et/ou les amateurs les utilisent couramment pour créer des modèles 3D.

Ces matériaux sont peu coûteux en raison de leur grande accessibilité et disponibilité. De plus, ils n'ont pas besoin d'imprimantes et de technologies 3D exquises. Par exemple, les thermoplastiques tels que le PLA et l'ABS coûtent à peine 20 USD par kg et sont compatibles avec les imprimantes FDM.

La poudre et les filaments sont bon marché. Cependant, ils encourent également des coûts supplémentaires car beaucoup de temps sera consacré à perfectionner les pièces imprimées.

• Résine

Les résines fournissent des pièces imprimées de haute qualité, sont faciles à travailler et nécessitent rarement des procédures post-opératoires. Par conséquent, ils sont chers. Cela se voit dans le coût élevé des pièces imprimées en 3D en résine et le coût des services d'impression 3D facturés.

• Matériel haut de gamme

Les matériaux haut de gamme tels que le titane et l'aluminium sont chers en raison de leur indisponibilité, de leur rareté et du besoin de technologies d'impression 3D spécifiques. Par exemple, la plupart des métaux utiliseront le DMLS, qui est très coûteux.

3. Taille du modèle 3D

La taille du modèle 3D souhaitée déterminera également le coût du service d'impression 3D. Un grand modèle 3D augmentera le coût en raison du besoin de plus de matériel, de la bonne taille d'imprimantes 3D, du coût d'exploitation et des technologies d'impression.

4. Complexité du modèle 3D

Un modèle 3D complexe nécessitera une technologie d'impression précise et précise pour déterminer le coût du processus. Les modèles complexes nécessitent également une préparation, surtout si le service d'impression 3D gère le tranchage et d'autres procédures de préparation. Par conséquent, vous devez comprendre la complexité du modèle pour éviter le gaspillage de capital et de temps.

5. Volume de production

La production de masse de pièces imprimées en 3D réduit généralement le coût individuel des pièces imprimées en 3D. Cependant, en étant un grand volume de production, il y a un besoin de plus de matériaux (ce qui augmente le coût des matériaux) et un long temps d'impression (ce qui augmente le coût d'exploitation).

6. Post-traitement choisi

Les options de post-traitement telles que le polissage et la galvanoplastie aident les pièces imprimées à améliorer leur fonctionnalité et leur esthétique. L'utilisation de l'un de ces processus augmentera le coût du service d'impression 3D. Selon le processus, chacun a son coût. Vous trouverez ci-dessous les plus courants et leur relation avec le coût.

6.1 Polissage

Le polissage consiste à poncer les pièces imprimées en 3D, à les rincer et à appliquer un vernis pour obtenir la surface la plus lisse possible. C'est un processus coûteux car il nécessite une précision dimensionnelle élevée et un niveau de compétence modéré pour fournir une pièce imprimée en 3D de qualité.

6.2 Galvanoplastie

Il s'agit d'un processus d'amélioration esthétique et/ou fonctionnel qui consiste à revêtir les pièces imprimées en 3D à l'aide de métaux par électrolyse. La galvanoplastie est très coûteuse en raison du mécanisme et du choix du métal de revêtement.

6.3 Revêtement époxy

Le revêtement époxy est une option de post-traitement d'impression 3D courante qui consiste à recouvrir les impressions 3D d'une résine époxy. Ensuite, un durcisseur est utilisé pour améliorer leur résistance et sceller la partie poreuse des impressions. Le processus est très efficace. Cependant, le coût dépend du type de revêtement époxy.

Exemples de coûts de projets imprimés en 3D

Pour ceux qui souhaitent connaître rapidement le coût d'impression de certains éléments courants, voici quelques exemples de pièces imprimées en 3D, les coûts d'impression et les délais d'exécution. Avec ces exemples, vous devriez avoir une meilleure idée du coût des pièces imprimées en 3D, comment calculer le coût des pièces imprimées en 3D et combien un service d'impression 3D vous facturera :

Exemple d'élément	Coût estimé	Délai d'exécution
Couvercle de bouteille	30 $	1 à 3 jours
Cheville d'accordage pour guitare	50 $	1 à 3 jours
Supports prototypes	50 $	1 à 3 jours
Boucle de ceinture	50 $	1 à 3 jours
Clavier	100 $	3 à 7 jours
Chaussure imprimée en 3D	150 $	3 à 7 jours
Support/étui pour microphone	100 $	3 à 7 jours
Étui à plusieurs compartiments	150 $	3 à 7 jours

Le coût estimé des pièces imprimées en 3D dans le tableau ci-dessus correspond à la dépense totale facturée par le service d'impression 3D en fonction du matériau, de la complexité et de la taille du modèle, du post-traitement, de l'expérience de l'équipe, des impressions de qualité et de la marque. De plus, le coût varie en fonction de la quantité, de la complexité des pièces et du pays dans lequel elles se trouvent.

Comment réduire le coût de l'impression 3D ?

Réduire le coût d'un service d'impression 3D implique de réduire le coût de fonctionnement et le matériel utilisé. Vous trouverez ci-dessous plusieurs façons de réduire le coût de l'impression 3D.

1. Utilisez un matériau moins cher

Comprenez la complexité du projet, les fonctions des pièces imprimées, l'environnement d'utilisation, etc., puis utilisez-les pour choisir le matériau le moins cher. Néanmoins, la pièce imprimée en 3D ne doit pas perdre sa fonction.

Si possible, choisissez un matériau qui ne nécessite pas de technologies élaborées. Par exemple, vous pouvez utiliser du polycarbonate si vous souhaitez de la dureté, et vous n'avez pas nécessairement besoin d'utiliser un métal (ce qui nécessite l'imprimante 3D DSLS coûteuse).

2. Choisissez la technologie

Les technologies sophistiquées augmenteront le coût de l'impression 3D. L'utilisation d'une machine sophistiquée dépend du matériau et de la complexité du produit. Par conséquent, vous devez vous efforcer de choisir la technologie dans votre fourchette de capital sans que la pièce imprimée en 3D ne perde de fonctions et que le processus ne perde de sa productivité.

3. Enregistrer le matériel d'impression

Il n'est pas idéal de modifier la taille, la complexité ou la fonctionnalité de l'impression 3D pour réduire les coûts. Néanmoins, la réduction de la taille réduira le matériau utilisé mais affectera la fonctionnalité du produit. Néanmoins, si vous en avez la liberté, vous devez sauvegarder le matériel d'impression en suivant les procédures suivantes :

3.1. Creuser

Si la pièce imprimée en 3D ne nécessite pas de solidité, vous pouvez creuser le modèle pour réduire la quantité de matière utilisée. Par conséquent, cela réduira le coût des matériaux et le temps de fonctionnement.

3.2. Supprimer les structures de support

Les structures de support garantissent que la pièce n'a pas de porte-à-faux, ce qui affecte la stabilité. L'utilisation d'une structure de support utilise plus de matériaux et augmente le temps de fonctionnement. Par conséquent, cela augmente le coût du service d'impression 3D. Vous pouvez supprimer les structures de support de vos modèles 3D en concevant un angle de porte-à-faux supérieur à 450 et en divisant votre modèle.

3.3. Réduire le pourcentage de remplissage

La réduction du pourcentage de remplissage réduira le coût de l'impression 3D en réduisant le coût des matériaux et en augmentant la productivité. Cependant, vous ne devez appliquer ce hack que si la pièce n'a pas besoin de ses propriétés structurelles

3.4. Choisissez une hauteur et une résolution de couche supérieures

La hauteur de couche détermine la qualité des impressions et la vitesse d'impression. D'une part, une faible hauteur de couche conduira à une impression fluide avec un temps de production élevé. Il y a donc une augmentation des coûts de fonctionnement. D'autre part, augmenter la hauteur de couche réduira le temps de production. Par conséquent, il réduit le coût de fonctionnement. Ce hack convient à la fabrication de pièces imprimées en 3D qui n'ont pas besoin d'esthétique.

4. Sélectionnez la finition appropriée

Assurez-vous que le service d'impression 3D utilise une finition de post-traitement qui équilibre le coût et la fonctionnalité/l'esthétique. Par exemple, la peinture est une méthode idéale par rapport à la galvanoplastie si vous souhaitez une esthétique à moindre coût. Cependant, comme il est moins durable, vous devez vous assurer de faire un maximum de recherches avant de dire la finition de traitement que vous souhaitez. Les services peuvent également vous conseiller sur la meilleure technique de post-traitement et le coût qu'elle entraîne.

Conclusion

Le coût de l'impression 3D ne devrait pas limiter l'utilisation du procédé, en particulier pour ceux qui souhaitent sous-traiter leurs projets à des sociétés de services d'impression 3D. Par conséquent, vous devez connaître les différents facteurs déterminant le coût des pièces imprimées en 3D et des services d'impression. Il en va de même pour le coût d'usinage CNC, le coût de moulage par injection et d'autres processus de prototypage rapide. Cet article analyse également ce qui peut être envisagé pour réduire le coût des services d'impression 3d, vous pouvez vous référer à ces considérations en fonction de l'application du produit.

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FAQ

L'impression 3D est-elle chère ou rentable ?

Oui, l'impression 3D permet d'économiser du temps et de l'argent en étant automatisée. La réduction du temps utilisé garantit des coûts opérationnels réduits et une amélioration de l'innovation et de la conception.

L'impression 3D est-elle la même chose que le prototypage rapide et la fabrication additive ?

Oui, l'impression 3D est la même chose que la fabrication additive. Cependant, le prototypage rapide consiste à réaliser des prototypes à l'aide de procédés de fabrication tels que l'impression 3D, l'usinage CNC, le moulage par injection, etc. Par conséquent, on peut dire que l'impression 3D est une procédure utilisée par le prototypage rapide.

Pourquoi les imprimantes 3D métalliques sont-elles si chères ?

Les imprimantes 3D métal sont chères car elles sont neuves. Par conséquent, ils nécessitent une expertise et ont un coût de maintenance élevé. De plus, les matériaux ne sont pas aussi facilement disponibles que le plastique, les filaments et les résines.