كيفية تقليل تكاليف الطباعة ثلاثية الأبعاد: نصائح عملية لكل مرحلة

3D Printing هي مغير للألعاب للنماذج الأولية وإنتاج الدُفعة الصغيرة-لكن التكاليف المرتفعة يمكن أن تكمن المشاريع. من النفايات المادية إلى معالجة ما بعد غير ضرورية, هناك نفقات خفية في كل خطوة. الأخبار السارة? ليس عليك التضحية بالجودة لتوفير المال. هذا الدليل ينهار كيفية تقليل تكاليف الطباعة ثلاثية الأبعاد عبر التصميم, تصنيع, وما بعد المعالجة, مع البيانات الحقيقية, دراسات الحالة, والنصائح القابلة للتنفيذ التي تعمل للشركات الناشئة, الهواة, وكبار الشركات المصنعة على حد سواء.

منصة 1: خفض التكاليف خلال مرحلة التصميم (الخطوة الأكثر تأثيرا)

تصميم طراز ثلاثي الأبعاد الخاص بك هو أكبر محرك التكلفة - يمكن لقرص SMALL هنا خفض النفقات 30% أو أكثر. ركز على هذه الاستراتيجيات الأربعة لتصميم القدرة على تحمل التكاليف.

1. استخدام التصميمات المجوفة (ليس صلبا) للتقنيات القائمة على المسحوق

إذا كنت تستخدم SLS (تلبيد الليزر) أو MJF (HP Nylon Multi-Detting Fusion), يعد جوفاء النموذج الخاص بك أحد أسهل الطرق لإنقاذه. تستخدم الأجزاء المجوفة مسحوق أقل, انخفاض تكاليف المواد, وحتى جعل الأجزاء أخف وزنا (مكافأة لتطبيقات مثل الطائرات بدون طيار أو الأجهزة القابلة للارتداء).

لماذا يعمل: تستخدم التقنيات القائمة على المسحوق مسحوق فضفاض كدعم-لذلك لا داعي للقلق بشأن الانهيار الداخلي المجوف. جزء صلب يضيع مادة من الداخل; يستخدم جزء جوفاء مسحوق فقط للقشرة الخارجية.

مقارنة التكلفة (من محرك اقتباس Xometry الفوري):

مثال: بدء التشغيل لتصميم إطار بدون طيار مخصص يستخدم MJF مع تصميم مجوف. قاموا بقطع استخدام المواد بواسطة 60% وخفض تكلفة الجزء من \(25 ل \)9-توفير \(16 لكل إطار. من أجل مجموعة من 50 إطارات, هذا \)800 في إجمالي المدخرات.

2. خفض النماذج الكبيرة غير الضرورية

3ترتبط تكاليف الطباعة D مباشرة بـ مقدار من المواد التي يستخدمها الجزء الخاص بك (والمساحة التي تأخذها على سرير الطابعة). إذا كان الجزء الخاص بك نموذجًا أوليًا بصريًا (غير وظيفي), يمكن أن يؤدي تقليصه إلى خفض التكاليف بشكل كبير.

مثال البيانات: قارن تكاليف النموذج القياسي (أ) ونسخة مقاس (ب) باستخدام تقنيتين مشتركتين:

الوجبات الرئيسية: تقليل خفض تكاليف وحدة FDM بواسطة 43% و MJF لكل 100 قطعة من قبل 53%. فقط تأكد من أن القياس لا يؤثر على غرض النموذج الأولي الخاص بك - إذا كنت بحاجة إلى اختبار ملاءمة مع أجزاء أخرى, الحفاظ على الأبعاد الحرجة دقيقة.

3. تحسين التصميم لتجنب النفايات وإعادة صياغة

تؤدي الأجزاء المصممة بشكل سيئ إلى إعادة طباعة (إهدار المواد والوقت) أو باهظة الثمن بعد المعالجة. اتبع قواعد التصميم البسيطة هذه لتجنب التكاليف الإضافية:

• استخدام التحولات التقدمية: قم بتوصيل الأسطح المجاورة بمنحدرات ناعمة (ليس حواف حادة). الحواف الحادة تخلق نقاط إجهاد يمكنها كسر الأجزاء, فرض إعادة طباعة.
• الحد من الجدران الرقيقة غير المدعومة: الجدران الرقيقة (تحت 1 مم ل FDM, 0.5مم ل MJF) الانحناء أو التشوه أثناء الطباعة. إعادة تصميم الجدران لتكون أكثر سمكا - وهذا يتجنب إعادة طباعة واستخدام المواد الإضافية.
• تجنب الزوايا الضحلة: زوايا أقل من 45 درجة (ل FDM) قم بإنشاء "خطوات" على السطح. تحتاج هذه الخطوات إلى الصنفرة أو التلميع لإصلاحها-إضافة تكاليف ما بعد المعالجة. استخدم زوايا أكثر حدة أو إضافة دعامات صغيرة (فقط إذا لزم الأمر).

دراسة حالة: أعيد تصميم ماركة قرطاسية حامل قلم لـ MJF. عن طريق إضافة ثقوب صغيرة في القاع (لتقليل المواد) واستخدام التحولات السلسة بين القاعدة والجانبين, لقد خفضوا تكلفة الجزء بنسبة 7 ٪ - من \(14 ل \)13 لكل حامل. من أجل مجموعة من 200 أصحاب, هذا $200 في المدخرات.

منصة 2: وفر المال عن طريق اختيار خيارات التصنيع المناسبة

التكنولوجيا, مادة, وحجم الإنتاج الذي تختاره له تأثير كبير على التكلفة. إليك كيفية اتخاذ خيارات ذكية.

1. اختر أرخص المواد التي تلبي احتياجاتك

لا تحتاج إلى مواد باهظة الثمن لكل مشروع. تطابق المادة مع الغرض من الجزء الخاص بك لتجنب الإنفاق الزائد:

مثال: طالب يصنع نموذجًا أوليًا من حالة الهاتف يستخدم PLA (FDM) ل \(5 لكل جزء - instead من Ultem (التي ستكلف \)35 لكل جزء). أنقذوا 86% وما زالت حصلت على نموذج أولي يشبه المنتج النهائي.

2. اختر أكثر عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد فعالة من حيث التكلفة

ليست كل التقنيات متساوية في التكلفة. لمعظم المشاريع, FDM أو MJF أرخص من الخيارات الراقية مثل SLA (راتنج) أو SLM (معدن). إليك انهيار لموعد استخدام كل:

مقارنة التكلفة: ترس صغير (PA12 المواد) التكاليف \(8 مع MJF, \)10 مع SLS, و $15 مع SLA (راتنج, إذا تم تعديله من أجل القوة). MJF هو أرخص خيار لقطع غيار النايلون الوظيفية.

3. تطابق حجم الإنتاج مع الطريقة الصحيحة

3الطباعة D رخيصة للدفعات الصغيرة-ولكن ليس للإنتاج على نطاق واسع. استخدم قاعدة الإبهام هذه للاختيار:

مثال: مطلوب علامة تجارية للمستهلك 5,000 مقاطع بلاستيكية. 3د الطباعة (MJF) سوف تكلف \(10 لكل مقطع (\)50,000 المجموع). تكلفة صب الحقن \(2,000 للأدوات زائد \)1 لكل مقطع (\(7,000 المجموع)-توفير \)43,000. لقد استخدموا الطباعة ثلاثية الأبعاد فقط لأول مرة 50 النماذج الأولية (يكلف $400) قبل التبديل إلى صب الحقن.

منصة 3: تقليل التكاليف في مرحلة ما بعد المعالجة

ما بعد المعالجة (مثل إزالة الدعم أو التلميع) يمكن أن تضيف 20-30 ٪ إلى التكلفة الإجمالية. استخدم هذه النصائح لخفض النفقات هنا.

1. استخدام التقنيات الخالية من الدعم (MJF/SLS)

تقنيات مثل MJF و SLS لا تحتاج إلى هياكل الدعم - فهي تستخدم مسحوق فضفاض لإبقاء أجزاء في مكانها. هذا يلغي الوقت والعمل اللازم لإزالة الدعم البلاستيكي (شائع في FDM).

تأثير التكلفة: إزالة الدعم من 100 أجزاء FDM تأخذ 2 ساعات (في \(25/ساعة = \)50) ويضيع 5-10 ٪ من المواد (إضافي \(20- )40). استخدام MJF لنفس الأجزاء يتجنب هذا \(70- )90 في تكاليف إضافية.

2. اختر أساليب ما بعد المعالجة منخفضة التكلفة

ليس كل ما بعد المعالجة متساوية-اختر الخيار الأرخص الذي يلبي احتياجاتك:

مثال: مصبوغ شركة ألعاب 200 التماثيل المطبوعة MJF ل \(0.50 لكل جزء (\)100 المجموع). رسم نفس التماثيل ستكلف \(2 لكل جزء (\)400 المجموع)-توفير $300.

3. تخطي المعالجة غير الضرورية

اسأل نفسك: هل هذه الخطوة تضيف قيمة? على سبيل المثال:

• إذا كان الجزء الخاص بك مخفيًا (على سبيل المثال, قوس داخلي), لا تحتاج إلى سطح أملس - Skip Sanding.
• إذا كان الجزء الخاص بك وظيفيًا ولكنه غير مرئي, لا تحتاج إلى صبغة أو طلاء - استخدم اللون الطبيعي للمادة.

دراسة حالة: قام مورد السيارات بإعداد أقواس استشعار داخلية مع MJF. تخطوا التلميع (توفير \(1 لكل جزء) ويستخدم لون النايلون الطبيعي (توفير \)0.30 لكل جزء). ل 500 قوسين, هذا $650 في المدخرات - مع عدم وجود تأثير على الأداء.

وجهة نظر تقنية Yigu حول تقليل تكاليف الطباعة ثلاثية الأبعاد

في Yigu Technology, نحن نساعد العملاء على خفض تكاليف الطباعة ثلاثية الأبعاد دون فقدان الجودة من خلال التركيز على تحسين التصميم ومطابقة العملية. للنماذج الأولية, نوصي FDM (جيش التحرير الشعبى الصينى) للصور أو MJF (PA12) للوظيفة - تجنب المواد المبالغ فيها. للحصول على دفعات صغيرة, نضع الأولوية لإعادة استخدام المسحوق (MJF/SLS) لخفض نفايات المواد بواسطة 50%+. لأحجام كبيرة, نحن نوجه العملاء للتبديل إلى CNC أو صب الحقن بعد النماذج الأولية. كما نخطو معالجة ما بعد المعالجة غير الضرورية-الأجزاء المصححة فقط التي تحتاج إلى إنهاء مستحضرات التجميل. هدفنا بسيط: احصل على الأجزاء التي تحتاجها بأقل تكلفة ممكنة.

الأسئلة الشائعة حول تقليل تكاليف الطباعة ثلاثية الأبعاد

1. هل يمكنني إعادة استخدام مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد لتوفير المال?

نعم-خاصة مع التقنيات القائمة على المسحوق مثل MJF و SLS. زيادة 50% يمكن إعادة استخدام المسحوق غير المصقول, خفض تكاليف المواد بنسبة 25-30 ٪. ل FDM, لا يمكنك إعادة استخدام قصاصات الخيوط بسهولة, ولكن يمكنك شراء خيوط معاد تدويرها (أرخص من الجديد) للأجزاء غير الوظيفية.

2. هل هو أرخص للطباعة ثلاثية الأبعاد في المنزل أو استخدام خدمة?

يعتمد ذلك على الحجم. ل 1-10 أجزاء, خدمة (مثل xometry) أرخص - تتجنب شراء طابعة (\(200- )10,000) والمواد. ل 100+ أجزاء, طباعة المنزل (FDM) أرخص - أنت تدفع مقابل خيوط مرة واحدة ولا توجد رسوم خدمة. على سبيل المثال, 50 تكلفة أجزاء PLA \(50 في المنزل ضد. \)100 من الخدمة.

3. سوف تقلل من تكاليف الطباعة ثلاثية الأبعاد تقلل من جودة الجزء الخاص بي?

لا - إذا اتخذت خيارات ذكية. تجويف جزء (MJF/SLS) لا يقلل من القوة إذا كانت القشرة سميكة بدرجة كافية (2-3 مم). إن خفض النموذج الأولي البصري يبقيه يبدو وكأنه المنتج النهائي. اختيار FDM على SLA للأجزاء الوظيفية (مع PA12) لا يزال يمنحك جزءًا متينًا. المفتاح هو قطع النفايات, ليس الجودة.