Descripción general del costo del servicio de impresión 3D: qué lo determina y cómo reducirlo

Las empresas y los particulares ahora subcontratan sus proyectos relacionados con la impresión 3D a servicios de impresión 3D porque estos servicios les dan acceso a la producción en masa mientras les permiten centrarse más en la innovación/el diseño y disfrutar de un proceso de producción más sencillo.

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

Comprender el concepto del costo del servicio de impresión 3D

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

Dado que no todos subcontratan a servicios de impresión 3D, el costo del servicio de impresión 3D es un costo de impresión 3D simplificado. Esto significa que los servicios simplifican los factores generales que afectan el costo de la impresión 3D, como el material, las impresoras 3D y los acabados de posprocesamiento, en la cotización que le dan.

A pesar del “costo” atribuido a la impresión 3D, es uno de los procesos de fabricación más asequibles que se utilizan de forma individual o subcontratada a un servicio de impresión 3D a nivel mundial.

Factores que determinan el costo del servicio de impresión 3D

El capital es un factor importante para determinar su elección de un servicio de impresión 3D, lo que exige además comprender los factores que determinan el costo del servicio de impresión 3D. A continuación se presentan los factores importantes que deben guiarle al tomar su decisión.

1. Impresora 3D

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

Un servicio de impresora 3D que utiliza 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 fabrican piezas impresas utilizando un modelo CAD. Sin embargo, su tecnología determina los materiales compatibles, el mecanismo, la velocidad de producción, el costo de las piezas impresas en 3D y el costo del servicio de impresión 3D.

Todas las tecnologías de impresión 3D utilizadas a nivel mundial tienen precios diferentes. Por ejemplo, las impresoras FDM son las impresoras 3D más económicas utilizadas para plásticos. Son menos costosas que las impresoras SLA que utilizan haces láser para curar la resina y el plástico endurecido, debido a la precisión y versatilidad de estas últimas.

Las impresoras que utilizan otras tecnologías, como las impresoras de sinterización láser selectiva directa, son costosas debido a su rareza, mayor facilidad de operación, productividad, necesidad de experiencia técnica, calidad de impresión y el material con el que trabajan.

Un servicio de impresión 3D que utiliza una impresora de sinterización láser selectiva directa cobraría más que uno que utiliza otras impresoras para materiales compatibles. La tecnología de impresión 3D no solo es aplicable a los servicios de impresión 3D. Los aficionados u otros particulares también deben considerar el costo antes de elegir una.

1.2. Precio de configuración de la impresora 3D

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

Aunque es útil, contratar a un técnico tiene un precio. Esto depende de la experiencia, la trayectoria, la marca del técnico y la sofisticación de la impresora 3D. Según la sofisticación de la impresora 3D, el precio de configuración de la impresora FDM también será más bajo que el de las impresoras de sinterización láser selectiva directa.

1.3. Precio de operación de la 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 el total de horas de operación. A continuación se presenta 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 utilizará 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/h.
• Utilizando el costo de operación de $0.342/h, podemos calcular cuánto cuesta imprimir una pieza que tardará 10 horas.
• Esto será 0.342 x 10 = $3.42.

1.4. Costo de mantenimiento

Sin mantenimiento, una impresora 3D no ofrecerá impresiones de máxima calidad con el tiempo. Por lo tanto, un mantenimiento adecuado es importante. Los servicios de impresión 3D lo habrían añadido al costo general que proporcionan. Sin embargo, debe tener en cuenta esto en el costo de la impresión 3D para los propietarios individuales. Los costos de mantenimiento pueden adoptar muchas formas, entre ellas:

• Costo de reemplazo de piezas de la impresora 3D.
• Tarifa de limpieza de las piezas de impresión 3D.
• El costo de reparación de las piezas impresas en 3D.
• El costo añadido del técnico.

El mantenimiento depende de la sofisticación, las características, la rareza y la 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 el mantenimiento cuesta más de $1000. Además, si contrata a 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 utilizados en la impresión 3D. Esto es responsable del desarrollo del campo y determina la flexibilidad del proceso, la elección de impresoras, el costo de las piezas impresas en 3D y el servicio de impresión 3D. La mayoría de los servicios evalúan el costo del material en función de la disponibilidad y la compatibilidad con las impresoras 3D y la tecnología de impresión.

2.1. Cómo calcular el costo del material

Al comprender cómo calcular el costo del material, puede saber cuánto cuesta fabricar una pieza impresa en 3D. Utilice la ilustración a continuación.

Imagine que una pieza impresa en 3D requerirá 100 gramos de PLA, y el filamento de 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 utilizados en la impresión 3D

Los materiales comunes utilizados en la impresión 3D y su relación con el costo incluyen:

• Polvo y filamento

Los polvos y filamentos son termoplásticos. Se consideran el material de impresión 3D más económico y común. Los no expertos y/o aficionados los utilizan comúnmente para fabricar modelos 3D.

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

El polvo y los filamentos son económicos. Sin embargo, también incurren en costos adicionales, ya que se dedicará mucho tiempo a perfeccionar las piezas impresas.

• Resina

Las resinas ofrecen piezas impresas de alta calidad, son fáciles de trabajar y rara vez necesitan procedimientos de posoperación. En consecuencia, son costosas. Esto es visible en el alto costo de las piezas impresas en 3D fabricadas con resina y en el costo que cobran los servicios de impresión 3D.

• Material de gama alta

Los materiales de gama alta como el titanio y el aluminio son costosos debido a su indisponibilidad, rareza y necesidad de tecnologías de impresión 3D específicas. Por ejemplo, la mayoría de los metales utilizarán el DMLS, que es muy costoso.

3. Tamaño del modelo 3D

El tamaño deseado del modelo 3D 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 adecuado de las impresoras 3D, el costo de operación y las tecnologías de impresión.

4. Complejidad del modelo 3D

Un modelo 3D complejo requerirá una tecnología de impresión exacta y precisa para determinar el costo del proceso. Los modelos complejos también necesitan preparación, especialmente si el servicio de impresión 3D se encargará del seccionado (slicing) y otros procedimientos de preparación. Por lo tanto, debe comprender la complejidad del modelo para evitar el desperdicio de capital y de 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, existe la necesidad de más materiales (lo que aumenta el costo del material) y un largo tiempo de impresión (lo que aumenta el costo de operación).

6. Posprocesamiento elegido

Las opciones de posprocesamiento como el pulido y el electrochapado ayudan a que las piezas impresas mejoren su funcionalidad y estética. El uso de cualquiera de estos procesos se sumará al costo del servicio de impresión 3D. Según el proceso, cada uno tiene su costo. A continuación se presentan los más comunes y su relación con el costo.

6.1 Pulido

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

6.2 Electrochapado

Es un proceso estético y/o de mejora funcional que implica recubrir las piezas impresas en 3D con metales mediante electrólisis. El electrochapado es muy costoso debido al mecanismo y la elección del metal de recubrimiento.

6.3 Recubrimiento epóxico

El recubrimiento epóxico es una opción común de posprocesamiento de impresión 3D que implica recubrir las impresiones 3D con una resina epóxica. Luego se utiliza un endurecedor para mejorar su resistencia y sellar la parte porosa de las impresiones. El proceso es muy eficaz. Sin embargo, el costo depende del tipo de recubrimiento epóxico.

Ejemplos de costos de proyectos impresos en 3D

Para quienes quieren conocer rápidamente el costo de imprimir algunos artículos comunes, a continuación se presentan algunos ejemplos de piezas impresas en 3D, costos de impresión y tiempo de entrega. Con estos ejemplos, debería tener una mejor idea del costo de las piezas impresas en 3D, cómo calcular el costo de las 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/estuche para micrófono	$100	3 – 7 días
Estuche con múltiples compartimentos	$150	3 – 7 días

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

¿Cómo reducir el costo de la impresión 3D?

Reducir el costo de un servicio de impresión 3D implica reducir el costo de operación y el material utilizado. A continuación se presentan varias formas que puede utilizar para reducir el costo de la impresión 3D.

1. Utilice un material más económico

Comprenda la complejidad del proyecto, las funciones de las piezas impresas, el entorno de uso y otros aspectos, y luego utilice esto para elegir el material más económico. 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 utilizar policarbonato si desea dureza, y no necesariamente tiene que utilizar un metal (que requiere la costosa impresora 3D DSLS).

2. Elija la tecnología

Las tecnologías sofisticadas aumentarán el costo de la impresión 3D. El uso de una máquina sofisticada depende del material y la 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, la complejidad o la funcionalidad de la impresión 3D para reducir el costo. No obstante, reducir el tamaño reducirá el material utilizado, pero afectará la funcionalidad del producto. Sin embargo, si tiene libertad, debe ahorrar material de impresión utilizando los siguientes procedimientos:

3.1. Ahuecado

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

3.2. Eliminar estructuras de soporte

Las estructuras de soporte garantizan que la pieza no tenga voladizos, lo que afecta la estabilidad. El uso de una estructura de soporte utiliza más materiales y aumenta el tiempo de operación. En consecuencia, aumenta el costo del servicio de impresión 3D. Puede eliminar las estructuras de soporte de sus modelos 3D diseñando un ángulo de voladizo mayor de 45° y dividiendo su modelo.

3.3. Reducir el porcentaje de relleno

Reducir el porcentaje de relleno reducirá el costo de la impresión 3D al reducir el costo de los materiales y aumentar la productividad. Sin embargo, solo debe 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 las impresiones y la velocidad de impresión. Por un lado, una altura de capa baja conducirá a una impresión lisa con un alto tiempo de producción. Por lo tanto, hay un aumento en los costos de operación. Por otro lado, aumentar la altura de capa reducirá el tiempo de producción. En consecuencia, reduce el costo de operación. Este truco es adecuado para fabricar piezas impresas en 3D que no necesitan estética.

4. Seleccione el acabado apropiado

Asegúrese de que el servicio de impresión 3D utilice un acabado de posprocesamiento que equilibre el costo y la funcionalidad/estética. Por ejemplo, la pintura es un método ideal frente al electrochapado si desea estética a bajo costo. Sin embargo, dado que es menos duradera, debe asegurarse de investigar al máximo antes de indicar el acabado de procesamiento que desea. Los servicios también pueden asesorarle sobre la mejor técnica de posprocesamiento y el costo que conlleva.

Conclusión

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

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Preguntas frecuentes

¿La impresión 3D es costosa o rentable?

Sí, la impresión 3D ahorra costos y tiempo al estar automatizada. La reducción en el tiempo utilizado garantiza menores costos operativos y mejoras en la innovación y el diseño.

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

Sí, la impresión 3D es lo mismo que la fabricación aditiva. Sin embargo, el prototipado rápido implica fabricar prototipos utilizando procesos de fabricación como la impresión 3D, el mecanizado CNC, el moldeo por inyección, etc. En consecuencia, se puede decir que la impresión 3D es un procedimiento que utiliza el prototipado rápido.

¿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 el plástico, el filamento y las resinas.