Mistä 3D-tulostuksen hinta muodostuu?

Artikkeli julkaistu 15. lokakuuta 2018

3D-tulostuksen hinta on aina tapauskohtaista. Hinnan muodostuminen on kuitenkin suhteellisen selkeää. Tässä kirjoituksessa avaamme 3D-tulostuksen hintaan vaikuttavia tekijöitä.

3D-tulostuksen hinta osiin pilkottuna

3D-tulostus eroaa valmistusmenetelmänä monellakin tapaa muotilla valamisesta ja koneistamisesta. Yksi iso eroavaisuus on kustannustehokkuus. Kuten olemme kertoneet aiemmassa kirjoituksessamme, 3D-tulostuksen kustannustehokkuus syntyy mm. joustavuudesta, nopeudesta ja tuotannon matalasta riskitasosta. On myös huomattava, että 3D-tulostuksessa hinta rakentuu hieman eri tavoin kuin perinteisissä tuotantomenetelmissä, joissa esimerkiksi yksittäisen muotin valmistukseen sitoutuu huomattavan paljon kustannuksia.

3D-tulostuksen hinta määräytyy suurelta osin materiaalitilavuuden ja konetilavuuden perusteella. Lisäksi 3D-tulostuksen hintaan vaikuttaa osaltaan myös tulostettavien kappaleiden määrä. Eikä sovi unohtaa suunnittelutyötä, josta tulee tuotannolle myös omat kustannuksensa – joskin hyvin tehty suunnittelu maksaa käytännössä aina itsensä takaisin edullisempana valmistusvaiheena.

Materiaalitilavuudella tarkoitetaan tulostettavan kappaleen ja sen vaatimien tukirakenteiden kokoa. Mitä isompi kappale, sitä enemmän siihen menee materiaalia ja sitä enemmän tulee siis kappalekohtaisia materiaalikustannuksia. 3D-tulostuksessa on kappaleen koon ja muodon osalta kuitenkin se etu verrattuna perinteisiin tuotantomenetelmiin, että kappaleeseen ei tarvitse jättää oikeastaan mitään ylimääräistä. Koska 3D-tulostamalla on mahdollista valmistaa hyvinkin monimutkaisia muotoja, voidaan 3D-tulostaa sellaisia kappaleita, joissa on mukana kappaleen toiminnallisuuden kannalta vain kaikkein tarpeellisin materiaali ja muoto.

Konetilavuus puolestaan pitää sisällään sekä kappaleen 3D-tulostamiseen käytetyn materiaalin että valmistamiseen kuluvan ajan. Käytännössä siis konetilavuuden kautta voidaan laskea, miten monta kappaletta pystytään valmistamaan tietyssä ajassa. Konetilavuuteen vaikuttaa luonnollisesti käytössä olevan 3D-tulostimen fyysinen koko, mutta myös se, miten hyvin tarjolla oleva tila pystytään hyödyntämään eli miten tehokkaasti valmistettavat kappaleet saadaan pakattua tulostusalustalle.

Kappalemäärä vaikuttaa ymmärrettävästi 3D-tulostuksen hintaan: mitä enemmän kappaleita tulostetaan, sitä suurempi on kokonaishinta. Toisaalta yksittäisen kappaleen keskimääräinen hinta pienenee suuremmissä tuotantoerissä, kun muun muassa suunnittelukustannukset pystytään jakamaan useammalle kappaleelle. Useita kappaleita tulostettaessa pystytään myös hyvän suunnittelun kautta hyödyntämään konetilavuutta parhaalla mahdollisella tavalla, mikä näkyy suoraan kustannuksissa.

Suunnittelu on, kuten aiemmin olemme kirjoittaneet, äärimmäisen tärkeä vaihe 3D-tulostuksessa. Suunnitteluvaiheessa kappaleen muoto suunnitellaan ja siitä tehdään malli varsinaista 3D-tulostusta varten kappale. Samalla kappale voidaan optimoida esimerkiksi materiaalimäärän, jäykkyyden, virtaavuuden tai muun ominaisuuden osalta. Suunnittelu on siis se vaihe, jossa kappaleesta viilataan toiminnallisuuden näkökulmasta ylimääräiset materiaalit pois. Suunnittelu on 3D-tulostamisen alkukustannus, jolla on vaikutuksensa 3D-tulostuksen hintaan, olipa kyse sitten yhden tai vaikkapa sadan kappaleen valmistamisesta.

Eri hinta yksittäisille kappaleille ja sarjatuotannolle

Jos 3D-tulostusta verrataan perinteisempiin tuotantomenetelmiin, korostuu 3D-tulostuksen edullisuus erityisesti yksittäiskappaleiden valmistuksessa, sillä tulostusvalmiin 3D-mallin suunnittelu ja toteuttaminen on huomattavasti halvempaa (ja nopeampaa) kuin kokonaan uuden muotin valmistaminen ruiskupuristusta varten. 3D-tulostuksella voidaan kuitenkin tehdä varsin kustannustehokkaasti myös piensarjatuotantoa.

Meillä 3D Formtechillä on huomioitu yritysten erilaiset 3D-tulostustarpeet siten, että yksittäisten kappaleiden ja sarjatuotantojen hinnat lasketaan hieman erilaisilla hintalaskureilla. Sarjatuotannossa otetaan huomioon edellä kerrotusti kustannussäästöt, joita saadaan mm. siitä, kun suunnittelukustannukset pystytään jakamaan koko sarjalle ja kun yhdellä kertaa voidaan tulostusalustalle ns. pakata useita 3D-tulostettavia kappaleita. Kun kappaleet pakataan toisiinsa nähden tarkasti, voi konetilavuus olla suhteessa paljon pienempi kuin yhden kappaleen vaatima tila, mikä tarkoittaa käytännössä sitä, että piensarjatuotannossa yhden kappaleen hinta voi olla aika paljonkin pienempi kuin yksittäin valmistetun kappaleen hinta. Yleisesti ottaen voidaan vielä todeta, että mitä pienempi kappale on kyseessä, sitä suurempi määrä sitä voidaan kustannustehokkaasti valmistaa.

Esimerkki 3D-tulostuksen hinnasta

Oheisesta kuvasta käy hyvin ilmi, mitä konetilavuuden tehokas hyödyntäminen 3D-tulostamisessa tarkoittaa. Kuvassa on yhteensä 2750 erillistä 3D-tulostettavaa kappaletta, jotka on pakattu toisiinsa nähden tarkasti, koko tarjolla oleva tila hyödyntäen. Yhden 3D-tulostettavan kappaleen hinnaksi jää tässä kyseisessä tapauksessa 1,4 €.

3D-tulostamisessa on edullista hyödyntää koko konetilavuus.

Haluatko tietää, mitä 3D-tulostaminen tulisi teidän yrityksellenne maksamaan? Ota meihin yhteyttä täällä ja selvitetään yhdessä 3D-tulostuksen kustannukset ja mahdollisuudet juuri teidän yrityksellenne.

[index]
[index]