Как компаниям определить, что 3D-печать экономичнее литья?

Анализ объёмов и точки безубыточности: ключевой фактор

Наиболее значимым параметром экономической оценки является объём производства. 3D-печать практически не требует подготовительных затрат, однако себестоимость каждой детали остаётся высокой и постоянной. В отличие от неё литьё металлов требует значительных вложений в изготовление пресс-форм и оснастки, но при больших объёмах стоимость одной детали становится очень низкой. Поэтому компаниям необходимо проводить анализ точки безубыточности. Для очень малых партий (например, 1–50 шт.) 3D-печать почти всегда экономически выгоднее. Для крупносерийного массового производства (например, 10 000+ шт.) литьё является значительно более экономичным. Решение зависит от определения объёма, при котором высокие начальные затраты на оснастку окупаются и себестоимость становится ниже, чем у аддитивного производства.

Сложность детали и количество итераций дизайна

3D-печать особенно эффективна при изготовлении деталей высокой геометрической сложности — внутренних каналов, решётчатых структур или объединённых узлов — которые невозможно или крайне дорого отливать без множества стержней и сложной оснастки. Стоимость печати сложной детали часто сопоставима со стоимостью простой, в то время как сложность резко увеличивает стоимость и трудоёмкость литьевой формы. Кроме того, на этапах прототипирования и разработки конструкции, когда количество изменений велико, 3D-печать оказывается гораздо выгоднее, поскольку исключает необходимость модификации дорогостоящей производственной оснастки при каждой корректировке дизайна.

Сроки изготовления и вывод продукта на рынок

Скорость является важным эко������������омическим параметром. Быстрое прототипирование на 3D-принтерах позволяет получать функциональные детали в течение нескольких дней, ускоряя разработку и сокращая время выхода на рынок. Это может дать значительное конкурентное преимущество и прямую финансовую выгоду. Традиционное литьё требует времени на производство оснастки (часто 4–12 недель), что задерживает начало производства. Для задач малообъёмного производства или мостового периода 3D-печать позволяет выпускать детали до того, как будет готова долговечная форма, предотвращая потерю продаж.

Стоимость материалов и постобработки

Экономический анализ должен учитывать все составляющие затрат. Материалы для 3D-печати (особенно металлы) обычно дороже за килограмм, чем литейные сплавы, такие как алюминий A380. Кроме того, обе технологии требуют постобработки. Печатные детали могут нуждаться в удалении поддержек, механической обработке функциональных поверхностей и финишной обработке. Литые детали требуют удаления облоя, питателей и также могут требовать аналогичной мехобработки, а также покрытий, таких как порошковая окраска. Общая стоимость владения, включая трудозатраты на постобработку, должна быть обязательно учтена.