Entendiendo los Costos de Servicios de Impresión 3D: Factores Clave y Cómo Reducir Gastos

Empresas e individuos ahora externalizan sus proyectos relacionados con impresión 3D a servicios de impresión 3D porque estos les dan acceso a producción en masa mientras les permiten enfocarse más en innovación/diseño y disfrutar de un proceso de producción más fácil.

Elegir entre la plétora de servicios de impresión 3D depende de factores como ubicaciones, capacidades, infraestructuras de fabricación y, más importante aún, el costo del servicio de impresión 3D. Este artículo hablará extensamente sobre el costo de impresión 3D, los factores que lo afectan y cómo puede reducir el costo de piezas impresas en 3D.

Entendiendo el Concepto de Costo de Servicio de Impresión 3D

El costo de servicio de impresión 3D es el costo general que un servicio de impresión 3D da a su cliente después de subir su archivo CAD.

Dado que no todos externalizan a servicios de impresión 3D, el costo de servicio de impresión 3D es un costo de impresión 3D optimizado. Esto significa que los servicios optimizan factores generales que afectan el costo de impresión 3D, como material, impresoras 3D y acabados de post-procesamiento, en la cotización que le dan.

No obstante, el "costo" atribuido a la impresión 3D, es uno de los procesos de fabricación más asequibles usados individualmente o externalizados a un servicio de impresión 3D globalmente.

Factores que Determinan el Costo de Servicio de Impresión 3D

El capital es un factor importante para determinar su elección de un servicio de impresión 3D, lo que exige entender los factores que determinan el costo del servicio de impresión 3D. A continuación se muestran los factores importantes que deberían guiarlo al tomar su decisión.

1. Impresora 3D

El costo de la impresora 3D usada por el servicio de impresión 3D juega un papel enorme en el costo de externalizar a ellos. El costo de la impresora 3D depende de factores como tecnologías, características, precios de configuración, etc., que dictan la facilidad de operación, necesidad de experiencia técnica, material compatible y complejidad de diseño.

Un servicio de impresora 3D que usa impresoras 3D de alta tecnología probablemente cobrará más. Por lo tanto, debe tener en cuenta lo siguiente al elegir una impresora 3D:

1.1. Tecnologías de Impresión 3D

Las impresoras 3D hacen piezas impresas usando un modelo CAD. Sin embargo, su tecnología determina los materiales compatibles, mecanismo, velocidad de producción, costo de las piezas impresas en 3D y costo del servicio de impresión 3D.

Todas las tecnologías de impresión 3D usadas globalmente tienen diferentes precios. Por ejemplo, las impresoras FDM son las impresoras 3D más baratas usadas para plásticos. Son menos costosas que las impresoras SLA que usan haces láser para curar resina y plástico endurecido debido a la precisión y versatilidad de estas últimas.

Las impresoras que ejecutan otras tecnologías como las impresoras de Sinterizado Selectivo por Láser Directo son costosas debido a rareza, operación más fácil, productividad, necesidad de experiencia técnica, calidad de impresión y el material en el que trabajan.

Un servicio de impresión 3D usando una impresora de Sinterizado Selectivo por Láser Directo cobraría más que una usando otras impresoras para materiales compatibles. La tecnología de impresión 3D no solo es aplicable a servicios de impresión 3D. Aficionados u otros individuos también deberían considerar el costo antes de elegir una.

1.2. Precio de Configuración de Impresora 3D

El precio de configuración de la impresora 3D se sumaría al costo de impresión 3D para personas que quieren una impresora 3D personal o de empresa y quieren contratar un técnico. La mayoría de la gente contrata técnicos para evitar dañar la impresora 3D o activar una configuración incorrecta durante la instalación.

Si bien es útil, contratar un técnico tiene un precio. Esto depende de la experiencia, pericia, marca del técnico y la sofisticación de la impresora 3D. Basado en la sofisticación de la impresora 3D, el precio de configuración de impresora FDM también será menor que el de impresoras de Sinterizado Selectivo por Láser Directo.

1.3. Precio de Operación de Impresora 3D

El precio de operación también se suma al costo del servicio de impresión 3D. El costo de operación es el costo de una impresora 3D dividido por las horas totales de operación. A continuación se muestra una ilustración simple del precio de operación de la impresora 3D y cómo afecta cuánto cobran los servicios de impresión 3D.

Imagine que compra una impresora 3D FDM por $10,000, y la usará 20 horas diarias durante cuatro años. Ignorando el costo de reparaciones, mantenimiento y electricidad, el costo de operación será:

• 20 horas x 365 días x 4 años = 29,200 horas totales.
• $10000 ÷ 29200 = $0.342/hr.
• Usando el costo de operación de $0.342/hr, podemos calcular cuánto imprimir una pieza que tomará 10 horas.
• Esto será 0.342 x 10 = $3.42.

1.4. Costo de Mantenimiento

Sin mantenimiento, una impresora 3D fallará en entregar impresiones de máxima calidad con el tiempo. Por lo tanto, el mantenimiento adecuado es importante. Los servicios de impresión 3D lo habrían agregado al costo general que proporcionan. Sin embargo, necesita factorizar esto en el costo de impresión 3D para propietarios individuales. Los costos de mantenimiento pueden tomar muchas formas, incluyendo:

• Costo de reemplazo de piezas de impresora 3D.
• Tarifa de limpieza de piezas de impresión 3D.
• El costo de reparar las piezas impresas en 3D.
• El costo agregado del técnico.

El mantenimiento depende de la sofisticación, características, rareza y tecnología de la impresora 3D. Por lo tanto, los usuarios de impresoras FDM podrían decir que el mantenimiento oscila entre $200 y $599, mientras que los usuarios de impresoras DSLS probablemente dirían que los costos de mantenimiento superan $1000. Además, si contrata un técnico, los costos de mantenimiento aumentarán ya que el técnico también cobrará su tarifa.

2. Material de Impresión 3D

Hay muchos tipos de materiales usados en impresión 3D. Esto es responsable del desarrollo del campo y determina la flexibilidad del proceso, elección de impresoras, costo de piezas impresas en 3D y servicio de impresión 3D. La mayoría de los servicios acceden al costo del material basado en disponibilidad y compatibilidad con impresoras 3D y tecnología de impresión.

2.1. Cómo Calcular el Costo del Material

Entendiendo cómo calcular el costo del material, puede saber cuánto cuesta hacer una pieza impresa en 3D. Use la ilustración a continuación.

Imagine que una pieza impresa en 3D requerirá 100 gramos de PLA, y el filamento PLA cuesta $25/kg. Esto significa que el costo es $25/1000 g = $0.025/g. Por lo tanto, el costo de la pieza impresa en 3D será 100 x 0.025 = $2.5. No importa si la pieza impresa es pequeña.

2.2. Tipos Comunes de Material Usados en Impresión 3D

Materiales comunes usados en impresión 3D y su relación con el costo incluyen:

• Polvo y Filamento

Los polvos y filamentos son termoplásticos. Se consideran los materiales de impresión 3D más baratos y más comunes. No expertos y/o aficionados comúnmente los usan para hacer modelos 3D.

Estos materiales son económicos debido a su alta accesibilidad y disponibilidad. Además, no necesitan impresoras 3D y tecnologías exquisitas. Por ejemplo, termoplásticos como PLA y ABS cuestan tan bajo como $20 por kg y son compatibles con impresoras FDM.

Los polvos y filamentos son baratos. Sin embargo, también incurren en costos adicionales ya que se gastará mucho tiempo para perfeccionar las piezas impresas.

• Resina

Las resinas entregan piezas impresas de alta calidad, son fáciles de trabajar y rara vez necesitan procedimientos post-operación. Consecuentemente, son costosas. Esto es visible en el alto costo de piezas impresas en 3D hechas de resina y el costo que cobran los servicios de impresión 3D.

• Material de alta gama

Materiales de alta gama como titanio y aluminio son costosos debido a su no disponibilidad, rareza y necesidad de tecnologías de impresión 3D específicas. Por ejemplo, la mayoría de los metales usarán DMLS, que es muy costoso.

3. Tamaño del Modelo 3D

El tamaño del modelo 3D deseado también determinará el costo del servicio de impresión 3D. Un modelo 3D grande aumentará el costo debido a la necesidad de más material, el tamaño correcto de impresoras 3D, costo de operación y tecnologías de impresión.

4. Complejidad del Modelo 3D

Un modelo 3D complejo requerirá una tecnología de impresión precisa y exacta para determinar el costo del proceso. Los modelos complejos también necesitan preparación, especialmente si el servicio de impresión 3D manejará laminado y otros procedimientos de preparación. Por lo tanto, debería entender la complejidad del modelo para prevenir desperdicio de capital y tiempo.

5. Volumen de Producción

La producción en masa de piezas impresas en 3D generalmente reduce el costo individual de las piezas impresas en 3D. Sin embargo, al ser un gran volumen de producción, hay necesidad de más materiales (lo que aumenta el costo del material) y un tiempo de impresión largo (lo que aumenta el costo de operación).

6. Post-Procesamiento Elegido

Opciones de post-procesamiento como pulido y galvanoplastia ayudan a las piezas impresas a mejorar su funcionalidad y estética. Usar cualquiera de estos procesos se sumará al costo del servicio de impresión 3D. Dependiendo del proceso, cada uno tiene su costo. A continuación se muestran los comunes y su relación con el costo.

6.1 Pulido

El pulido implica lijar las piezas impresas en 3D, enjuagarlas y aplicar pulido para obtener la superficie más suave posible. Es un proceso costoso porque requiere alta precisión dimensional y un nivel moderado de habilidad para entregar una pieza impresa en 3D de calidad.

6.2 Galvanoplastia

Es un proceso de mejora estética y/o funcional que implica recubrir las piezas impresas en 3D usando metales vía electrólisis. La galvanoplastia es altamente costosa debido al mecanismo y elección del metal de recubrimiento.

6.3 Recubrimiento Epoxi

El recubrimiento epoxi es una opción común de post-procesamiento de impresión 3D que implica recubrir las impresiones 3D con una resina epoxi. Luego se usa un endurecedor para mejorar su resistencia y sellar la parte porosa de las impresiones. El proceso es altamente efectivo. Sin embargo, el costo depende del tipo de recubrimiento epoxi.

Ejemplos de Costos de Proyectos Impresos en 3D

Para aquellos que quieren saber rápidamente el costo de imprimir algunos artículos comunes, a continuación hay algunos ejemplos de piezas impresas en 3D, costos de impresión y tiempo de entrega. Con estos ejemplos, debería tener mejor información sobre el costo de piezas impresas en 3D, cómo calcular el costo de piezas impresas en 3D y cuánto le cobrará un servicio de impresión 3D:

Artículo de Ejemplo	Costo Estimado	Tiempo de Entrega
Tapa de botella	$30	1 – 3 días
Clavijas de afinación de guitarra	$50	1 – 3 días
Soportes de prototipo	$50	1 – 3 días
Hebilla de cinturón	$50	1 – 3 días
Teclado	$100	3 – 7 días
Zapato impreso en 3D	$150	3 – 7 días
Soporte/carcasa de micrófono	$100	3 – 7 días
Carcasa con múltiples compartimentos	$150	3 – 7 días

El costo estimado de piezas impresas en 3D en la tabla anterior es el gasto total cobrado por el servicio de impresión 3D basado en el material, complejidad y tamaño del modelo, post-procesamiento, experiencia del equipo, impresiones de calidad y marca. Además, el costo varía dependiendo de la cantidad, complejidad de las piezas y el país en el que se encuentren.

Cómo Reducir el Costo de Impresión 3D

Reducir el costo de un servicio de impresión 3D implica reducir el costo de operación y material usado. A continuación se muestran varias formas que puede usar para reducir el costo de impresión 3D.

1. Use un Material Más Barato

Entienda la complejidad del proyecto, las funciones de las piezas impresas, el entorno de uso y otras cosas, luego use estos para elegir el material más barato. No obstante, la pieza impresa en 3D no debe perder su función.

Si es posible, elija un material que no requiera tecnologías elaboradas. Por ejemplo, puede usar policarbonato si desea dureza, y no necesariamente tiene que usar un metal (que requiere la costosa impresora 3D DSLS).

2. Elija la Tecnología

Las tecnologías sofisticadas aumentarán el costo de impresión 3D. Usar una máquina sofisticada depende del material y complejidad del producto. Por lo tanto, debe esforzarse por elegir la tecnología dentro de su rango de capital sin que la pieza impresa en 3D pierda funciones y el proceso pierda su productividad.

3. Ahorre Material de Impresión

No es ideal alterar el tamaño, complejidad o funcionalidad de la impresión 3D para reducir costos. Sin embargo, reducir el tamaño reducirá el material usado pero afectará la funcionalidad del producto. No obstante, si tiene la libertad, debería ahorrar material de impresión usando los siguientes procedimientos:

3.1. Ahuecar

Si la pieza impresa en 3D no requiere solidez, puede ahuecar el modelo para reducir la cantidad de material usado. Consecuentemente, esto reducirá el costo del material y el tiempo de operación.

3.2. Eliminar Estructuras de Soporte

Las estructuras de soporte aseguran que la pieza no tenga voladizos, afectando la estabilidad. Usar una estructura de soporte usa más materiales y aumenta el tiempo de operación. Consecuentemente, aumenta el costo del servicio de impresión 3D. Puede eliminar estructuras de soporte de sus modelos 3D diseñando un ángulo de voladizo mayor a 45° y dividiendo su modelo.

3.3. Reducir Porcentaje de Relleno

Reducir el porcentaje de relleno reducirá el costo de impresión 3D reduciendo el costo de materiales y aumentando la productividad. Sin embargo, solo debería aplicar este truco si la pieza no necesita sus propiedades estructurales.

3.4. Elija una Mayor Altura de Capa y Resolución

La altura de capa determina la calidad de impresiones y la velocidad de impresión. Por un lado, baja altura de capa llevará a impresión suave por alto tiempo de producción. Por lo tanto, hay un aumento en costos de operación. Por otro lado, aumentar la altura de capa reducirá el tiempo de producción. Consecuentemente, reduce el costo de operación. Este truco es adecuado para hacer piezas impresas en 3D que no necesitan estética.

4. Seleccione el Acabado Apropiado

Asegúrese de que el servicio de impresión 3D use un acabado de post-procesamiento que equilibre costo y funcionalidad/estética. Por ejemplo, la pintura es un método ideal sobre la galvanoplastia si quiere estética a bajo costo. Sin embargo, dado que es menos duradero, debería asegurar que haga la máxima investigación antes de decidir el acabado de post-procesamiento que quiere. Los servicios también pueden asesorarle sobre la mejor técnica de post-procesamiento y el costo que atraen.

Conclusión

El costo de impresión 3D no debería limitar el uso del proceso, especialmente para aquellos que quieren externalizar sus proyectos a empresas de servicios de impresión 3D. Por lo tanto, debería conocer los diferentes factores que determinan el costo de piezas impresas en 3D y servicios de impresión. Esto es lo mismo para costo de mecanizado CNC, costo de moldeo por inyección y otros procesos de prototipado rápido. Este artículo también analiza qué se puede considerar para reducir el costo de servicios de impresión 3D, puede referirse a estas consideraciones dependiendo de la aplicación del producto.

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Preguntas Frecuentes

¿La impresión 3D es costosa o rentable?

Sí, la impresión 3D ahorra costo y tiempo al ser automatizada. La reducción en tiempo usado asegura costos operativos más bajos y mejora en innovación y diseño.

¿La impresión 3D es lo mismo que prototipado rápido y fabricación aditiva?

Sí, la impresión 3D es lo mismo que fabricación aditiva. Sin embargo, el prototipado rápido implica hacer prototipos usando procesos de fabricación como impresión 3D, mecanizado CNC, moldeo por inyección, etc. Consecuentemente, puede decir que la impresión 3D es un procedimiento que el prototipado rápido usa.

¿Por qué las impresoras 3D de metal son tan costosas?

Las impresoras 3D de metal son costosas porque son nuevas. Por lo tanto, requieren experiencia y tienen un alto costo de mantenimiento. Además, los materiales no están tan disponibles como plástico, filamento y resinas.