Desglose completo de costos de impresión 3D; ¡Actualizado en 2022!

Para asegurarse de obtener el máximo rendimiento de su inversión al utilizar la tecnología de impresión 3D, a veces será necesario calcular los costos de impresión, especialmente si el objetivo es comercializar las piezas impresas.

El precio de la impresora puede variar mucho debido a la amplia gama de aplicaciones que existe. Pero comparar los precios de las impresoras no siempre le dirá la historia completa sobre cuánto costará su pieza impresa.

En este artículo, exploraremos muchos otros factores que terminarán afectando el costo final de operar una impresora 3D, como los costos de materiales para las diferentes tecnologías de impresión 3D, así como los costos de electricidad, los materiales de posprocesamiento y los costos relacionados con la diseño previo del modelo.

Una impresora 3D activa cuesta aproximadamente 0,35 USD por hora. Esto no solo incluye el consumo de filamento (15 céntimos la hora), sino también los costes de electricidad (1,58 céntimos la hora), el cambio de boquilla (1 céntimo la hora) y la amortización de la máquina (0,17 USD la hora). De manera conservadora, si opera la máquina 8 horas por día durante los días laborales (252 días al año), esto se traduce en un costo anual de $695.

Una vez que haya leído este artículo, podrá calcular el costo de su producción asegurándose de haber encontrado un equilibrio entre reducir los costos y mantener una alta calidad.

Precio de la Impresora 3D

Hay diferentes tipos de impresoras. El modelado por deposición fundida (FDM) y la estereolitografía (SLA) son los dos tipos de impresoras 3D más populares y extendidas que puede encontrar en el mercado actualmente.

Mientras que las impresoras FDM funcionan extruyendo y depositando capas de filamento termoplástico fundido en una cama de impresión, las impresoras SLA usan un láser para curar selectivamente la resina de polímero líquido, capa por capa, en un proceso llamado fotopolimerización.

A pesar de que existe una amplia gama de precios, las impresoras 3D de menor costo suelen ser las FDM. Esta es probablemente la razón por la que es el método de impresión 3D más utilizado entre los aficionados a las impresoras 3D y para aquellos casos en los que solo se imprimen prototipos relativamente simples en cantidades limitadas. Las impresoras FDM profesionales e industriales de mayor rendimiento también son populares entre los profesionales. Naturalmente, sus costos son significativamente más altos.

Aquí hay algunos precios estimados para las diferentes categorías de impresoras 3D FDM disponibles:

• Kits de impresoras 3D DIY:alrededor de $200
• Impresoras para aficionados:$500-$1,500
• Impresoras 3D FDM profesionales:a partir de alrededor de $2500
• Impresoras FDM profesionales de gran formato:a partir de alrededor de $4000.

La tecnología SLA solía estar disponible solo para el costoso segmento de grado industrial, pero afortunadamente, el proceso se ha vuelto mucho más accesible hoy en día.

Las impresoras de escritorio SLA profesionales comienzan en $ 3500 y las impresoras de sobremesa de gran formato que ofrecen un mayor volumen de construcción cuestan alrededor de $ 11 000. Dicho esto, es posible obtener impresoras SLA de alta calidad para aficionados, como la Elegoo Mars 2 Pro, por alrededor de $200.

Diferencia en la calidad de impresión entre las impresoras FDM y SLA

Las impresoras FDM construyen piezas colocando capas de filamento fundido en una cama de impresión. Este proceso hace que la resolución esté definida por el tamaño de la boquilla de extrusión, ya que hay vacíos entre las líneas redondeadas en cada capa.

Además, la impresión FDM produce una unión mecánica entre capas. Esta característica constructiva afecta la resistencia ya que la interfaz entre capas se convierte en puntos débiles.

Por otro lado, la tecnología SLA utiliza un proceso diferente en el que un láser cura la resina líquida para formar cada capa. Este proceso nos permite lograr detalles mucho más finos y es más confiable para lograr repetidamente resultados de alta calidad. En consecuencia, obtendremos superficies lisas, alta precisión de piezas y exactitud.

A diferencia de las impresoras FDM, las SLA crean enlaces químicos que dan como resultado piezas totalmente densas que proporcionan altos grados de resistencia lateral, lo que da como resultado piezas isotrópicas.

Costos de operar una impresora 3D

Al contrario de lo que podría pensarse, los costos de operar una impresora 3D no son solo una cuestión de cuánto cuesta su impresora 3D.

Esto no le dirá la historia completa sobre cuánto costará una pieza impresa.

El material de impresión, el consumo de electricidad, el mantenimiento de la máquina y el procesamiento posterior de materiales adicionales son algunos de los factores que influirán significativamente en el costo final por pieza.

Coste del material de impresión 3D (Filamento, Resina)

Una de las principales cosas a tener en cuenta al calcular los costos de impresión es el costo del material. Esto, a su vez, depende del costo del material de impresión 3D en sí, cuánto material se requiere para crear una pieza determinada (incluidos los desechos), cuál es la vida útil del material y si se requieren otros elementos para imprimir el partes.

El coste habitual de cada PLA, ABS o PETG es de unos 20 $ por una bobina de 1 kg de filamento de 1,75 mm .

El ABS y el PETG se caracterizan por su durabilidad y resistencia al impacto y el PLA por su fácil manejo y multitud de aplicaciones.

A diferencia de las impresoras SLA, en las que debe considerar muchos costos adicionales (como guantes, alcohol isopropílico y más), no hay costos ocultos al usar una impresora FDM.

El precio de la resina puede variar entre $15 y $45 por 500 ml de material, y para 1000 ml, el rango de precios oscila entre $28 y $80.

Para una comparación extensa entre los costos de filamento y resina, consulte este artículo que escribí sobre el tema.

Costos de electricidad

La energía eléctrica que usa una impresora depende principalmente de la marca y el tamaño de la impresora, la temperatura de la cama caliente y la boquilla, así como del tamaño de la pieza impresa. Como referencia, el costo promedio por kWh en América del Norte es de 12,69 centavos, que es similar a Europa (12,3 centavos), Asia (14,65 centavos) y América del Sur (15,18 centavos). Los costes de electricidad tienen un mayor impacto si te encuentras en Oceanía, donde el coste por kWh es de 26 céntimos.

Por ejemplo, las impresoras con camas calientes más grandes o aquellas que pueden imprimir a temperaturas más altas tienden a consumir más energía.

Comparándolo con el precio del filamento o la resina, la electricidad no agrega mucho al costo total. Sin embargo, puede volverse significativo en aquellos casos en los que necesite imprimir lotes o tenga una gran cantidad de máquinas funcionando.

A modo de ejemplo, en este artículo encontrarás un análisis de cuánta energía consume una Ender 3, realizado mediante el uso de un Monitor de uso de electricidad.

Mantenimiento General

Las impresoras 3D no son diferentes de otras máquinas; todos necesitan mantenimiento preventivo y eventualmente la necesidad de reemplazar alguna pieza.

Las máquinas con el mantenimiento adecuado funcionarán según lo previsto y se pueden evitar los períodos de inactividad.

Sin embargo, aún no puede salvar algunas piezas del desgaste.

Un ejemplo de esto es la boquilla. Tienen un gran impacto en la calidad de la impresión, por eso es importante mantenerlos limpios y reemplazarlos cuando sea necesario.

En estos artículos, encontrará información sobre la frecuencia con la que debe reemplazar una boquilla, cómo reemplazarla y cómo limpiar una que no esté obstruida.

Otras partes que necesitarán ser reemplazadas con el tiempo pueden ser motores paso a paso, tal vez la placa base en algún momento, correas, resortes de cama, sensores ABL, etc.

Materiales adicionales

Puede haber otros factores que afecten el costo final de una parte específica. Estos no están estrictamente relacionados con la impresión del modelo, sino con el procesamiento posterior.

Las piezas impresas en 3D suelen requerir algún tratamiento de posprocesamiento. Esto puede incluir prácticas como limpieza o fijación de la pieza, acabado superficial y coloreado.

Al calcular los costos, debe considerar el precio de todos los materiales involucrados y el tiempo que lleva realizar esos tratamientos.

Dentro de los materiales de post-procesado podemos contar la lija, la acetona, la pintura, las brochas, la pintura en spray, etc.

El posprocesamiento puede volverse costoso, especialmente cuando se hace a mano y podría ser insostenible en la producción de grandes series debido al tiempo que lleva y al hecho de que los costos de rotura de piezas también se incluyen aquí.

Costos de software (CAD y Slicers)

Las segmentaciones como Cura o Prusa Slicer son generalmente gratuitas, pero Simplify3D, por ejemplo, no lo es. Lo más probable es que no necesite adquirir Simplify3d, pero como referencia, su licencia cuesta aproximadamente $150.

Al intentar aprender a cortar e imprimir modelos, el software gratuito como Cura es una excelente manera de comenzar a aprender los conceptos básicos y también son capaces de producir impresiones de alta calidad.

Si adquiere experiencia con este software, es posible que necesite un conjunto de funciones más completo que justifique una inversión.

Vale la pena notar que la ventaja de calidad que solían tener los cortadores pagados en el pasado es cada vez más pequeña, y hoy en día solo es recomendable pagar una licencia en casos muy específicos.

Luego está el software CAD para diseñar los modelos que también pueden ser gratuitos, pero los mejores generalmente son de pago (pagos anuales o mensuales).

En los siguientes artículos, encontrará información sobre diferentes cortadoras y software CAD.

• Las mejores cortadoras para impresión 3D
• ¿Tinkercad es bueno para la impresión en 3D?
• ¿Fusion 360 es bueno para la impresión en 3D?
• ¿Cómo crear modelos para impresión 3d?
• ¿Vale la pena el costo de Simplify3d? Comparándolo con Cura y Prusaslicer

Diseños que puedes encontrar online (no siempre gratis)

Diseñar una pieza desde cero puede no ser siempre la mejor opción. Ya hay una gran cantidad de archivos de diseño digital disponibles en línea que le ahorrarán mucho tiempo.

La mayoría de ellos, como los que se encuentran en Thingiverse (un sitio web dedicado a compartir archivos de diseño digital creados por los usuarios), son gratuitos. También debe consultar nuestro propio motor de búsqueda, que agrega los resultados más relevantes de las fuentes más populares:https://www.3dsolved.com

Pero si desea imprimir algo específico, es posible que deba pagar el archivo STL. Si este es el caso, considere que el costo por pieza se verá menos afectado cuanto mayor sea la cantidad de piezas que necesita imprimir.

Cómo calcular el coste de la impresión 3D

En esta sección, estudiaremos un ejemplo de cómo calcular el costo de poseer y operar una impresora 3D.

Tomemos como ejemplo la impresora 3D Prusa I3 MK3S+ FMD cuyo precio ronda los $1.000 . Digamos que lo ejecuta durante 8 horas al día durante dos años. Por lo tanto, 8 hs * 365 días * 2 años =5840 hs nos da el número total de horas que la impresora estará funcionando . Esta es, por supuesto, una estimación muy conservadora y no significa que su impresora no se pueda utilizar a partir de ese momento, sino que solo sirve como un programa de depreciación.

Una vez hecho esto, puede calcular cuánto cuesta tener la impresora por hora (sin incluir la electricidad y el filamento) dividiendo el precio por el total de horas:$1.000 / 5840 hs=17 centavos/hora

Para calcular el costo del filamento para un modelo específico, use Cura para cortar el modelo y le dirá cuánto filamento necesitará, luego simplemente calcule el costo en función de cuánto cuesta el carrete. Como cifra aproximada, una impresora 3D consume aproximadamente 7,5 g de filamento por hora cuando imprime a una altura de capa de 0,2 mm y a una velocidad conservadora. Asumiendo que el carrete de filamento cuesta $20 por 1 kg, esto da como resultado un costo de filamento de 15 centavos por hora .

Las boquillas deben reemplazarse aproximadamente cada dos meses si está imprimiendo durante 8 horas al día, debe incluir ese costo. Cada boquilla de latón de 0,4 mm de diámetro cuesta $5,78 (promedio de algunas marcas confiables). Siguiendo el ejemplo anterior, necesitaría 12 boquillas en 2 años, lo que se traduce en $69,36. Dividiendo esto por el total de horas, obtienes un costo de 1 centavo por hora aproximadamente .

La electricidad depende del país en el que se encuentre, y puede consultar el artículo completo que escribí sobre el tema. Como ejemplo, tomemos el costo de la electricidad en América del Norte, que es de unos 12,69 centavos por kWh. . Esto nos da una estimación de 1,58 centavos de costo por hora y 12,64 centavos por día.

Las reparaciones generales y el mantenimiento dependen mucho de la impresora, pero no debería ser demasiado a menos que algo como la placa base se fríe.

La siguiente lista resume algunos costos promedio de impresión 3D:

• Coste medio de impresión 3D por hora:printer_depr. +fil_cons. + boquilla_reemplazo. + elect_costs =34,58 céntimos /hora
• Coste promedio de impresión 3D por día:$2.76
• Coste promedio de impresión 3D por año:$695
• Coste de la impresión 3D de un objeto pequeño (10-15g de filamento):67,5 centavos
• Coste de la impresión 3D de una funda de teléfono:27 céntimos

Usar la calculadora Prusa

Esta calculadora está diseñada principalmente para permitirle saber cuánto cobrar a sus clientes por una pieza impresa.

Solo tiene que cargar un archivo gcode o ingresar el tiempo de impresión y el peso del filamento manualmente, y responderá preguntas como:¿Cuánto debe cobrar cuando imprime en 3D bajo demanda? ¿Es la electricidad un factor importante en el cálculo? ¿Qué pasa con el retorno de la inversión total y su tiempo?.

Cómo reducir el costo de la impresión 3D con Slicer Settings

Si busca reducir el costo de sus impresiones y, al mismo tiempo, lograr una alta calidad de impresión, es posible que desee asegurarse de utilizar siempre la configuración de impresión óptima.

Use los soportes solo cuando realmente los necesite

En aquellos proyectos donde se necesiten estructuras de soporte, deberá agregar al cálculo el precio del material y el tiempo necesario para construir esas estructuras, también considere el tiempo y las herramientas que se necesitarán para el procesamiento posterior de la pieza.

A veces, simplemente reorientar su objeto dentro del software de corte puede ayudar a reducir la necesidad de plástico innecesario en su impresión.

Otra forma de evitar estructuras de soporte innecesarias es aumentar el ángulo en el que el Slicer comienza a introducir soportes. Si conoce su impresora, puede obtenerlo imprimiendo voladizos de 60 grados sin ningún soporte (Cura generalmente los habilita a 45 grados).

Reducir la densidad de relleno

Al reducir la densidad de relleno, no solo ahorrará más material, sino que sus impresiones terminarán mucho más rápido, lo que significa menos desgaste de la impresora, menos consumo de electricidad y más producción por hora.

Puedes ahorrar material si ahuecas completamente el interior de tu diseño. Pero debe tener cuidado porque el material de impresión que utilice requerirá un grosor de pared mínimo para mantener la integridad del casco.

Reducir el número de conchas/muros

Al igual que en el caso de reducir la densidad del relleno, reducir la cantidad de paredes no solo reducirá la cantidad de material utilizado sino también el tiempo de procesamiento.

Siempre trate de mantener un equilibrio entre el relleno y la reducción del número de paredes para mantener la integridad estructural y mantener alta la resistencia y la calidad de la pieza.

Imprimir más rápido

Tratar siempre de no descuidar la calidad y la fuerza de impresión más rápida no solo te ahorrará tiempo sino que también reducirá el tiempo que la boquilla y la cama están calientes, que son las que más energía consumen.

Reducir la temperatura de la cama

Dado que el calentamiento de la impresión de la cama se realiza mediante largas trazas de cobre que actúan como resistencia, las temperaturas más altas significan mayores cantidades de consumo de electricidad. Como se ve esto afectará el costo final de las piezas.

Entonces, solo si la adherencia no es un problema (principalmente trabajando con PLA), deberías considerar reducir la temperatura de la cama.

Costos de subcontratar el proceso de impresión

Es posible que no esté interesado en comprar, operar y mantener sus propias impresoras 3D. En ese caso, ¡podría considerar subcontratar sus impresiones!

Esta podría ser una buena opción si está buscando ahorrar algo de tiempo, o tal vez si solo necesita una impresión única en la vida. La subcontratación también tiene la ventaja de brindarle acceso a impresoras industriales que, de otro modo, probablemente no podría utilizar.

Los servicios de impresión 3D pueden ser realmente costosos porque además de todos los costos que ya hemos mencionado, deben tener en cuenta las impresoras industriales que utilizan, que son significativamente más costosas, y también deben agregar un margen de beneficio por encima de ese costo.

Entonces, si solo está imprimiendo por diversión, comprar una impresora 3D sería la mejor opción a largo plazo.