SLS批量3D打印生產(chǎn)零件,，成本可大幅下降,，F(xiàn)ormlabs研討會(huì)

2023年8月8日,，F(xiàn)ormlabs開展了一場(chǎng)線上直播,，主題為“如何構(gòu)建 SLS 3D 打印的成本模型,？”,，由Formlabs 亞太區(qū)應(yīng)用工程總監(jiān)梁柱主講,。

本文我們來回顧一下本場(chǎng)直播的主要內(nèi)容，據(jù)梁柱介紹,，F(xiàn)ormlabs公司主要設(shè)計(jì)和制造用于原型制造和生產(chǎn)的專業(yè)3D打印硬件,、軟件和材料。目前的產(chǎn)品線包括立體光固化（SLA）和選擇性激光燒結(jié)（SLS）,，將工業(yè)級(jí)的技術(shù)做到桌面級(jí)的設(shè)備中,。

這兩大產(chǎn)品線可以滿足用戶從創(chuàng)意到原型制造再到生產(chǎn)的需要,，具體的應(yīng)用覆蓋了趣味模型、基礎(chǔ)原型,、牙科模型與適應(yīng)癥應(yīng)用,、可澆注模型、模具,、夾具和固定裝置,、醫(yī)學(xué)模型、外殼,、功能性原型,、生產(chǎn)部件等。

本次直播的主題是關(guān)于選擇性激光燒結(jié)（SLS）技術(shù),，其原理是利用高功率激光將尼龍粉末精確熔合成輕質(zhì),、堅(jiān)固的零件。優(yōu)勢(shì)在于使用被廣泛認(rèn)可的尼龍及其復(fù)合材料,，其機(jī)械性能可媲美使用注塑成型等傳統(tǒng)制造方法生產(chǎn)的部件,。另外，使用SLS技術(shù)打印無需支撐結(jié)構(gòu),，用戶可以輕松打印懸垂機(jī)構(gòu),、精細(xì)的幾何形狀、互鎖部件,、內(nèi)部通道和其他復(fù)雜的設(shè)計(jì),。SLS技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)高效生產(chǎn)，可以對(duì)多個(gè)部件進(jìn)行緊密排列,，充分利用打印空間,。

梁柱表示，SLS 3D打印的成本主要來源于四大方面,，分別是材料,、硬件、人工以及場(chǎng)地電費(fèi)等間接成本,。

在計(jì)算成本模型之前,，需要先明確自己的需求，比如零件的類型,，需要生產(chǎn)的數(shù)量,，交貨周期，性能要求,，單件成本等,。需求越詳細(xì)，成本模型就越有效,。

在確定使用SLS 3D打印工藝之后,，可以在Formlabs的切片軟件中將零件排滿整個(gè)打印倉,，確定其打印參數(shù)。以Fuse 1為例,，滿倉打印一次可以排包294個(gè)零件,，打印時(shí)間為20小時(shí)53分鐘。一共需要打印2707層,，打印出的零件重量為920g,，整缸粉末的重量為4.78kg。

以尼龍12粉末來確定其材料成本,，F(xiàn)ormlabs 尼龍12粉末每公斤的價(jià)格為99美元,，按照下方的公式可以計(jì)算得到所使用的材料成本為142美元，對(duì)應(yīng)單個(gè)零件的材料成本為0.48美元,。這里面涉及到了粉末刷新率這個(gè)概念,，F(xiàn)ormlabs SLS設(shè)備每次打印零件所使用的粉末，可以由70%的舊粉和30%的新粉混合而成,，如果排包密度≥30%,，則沒有材料浪費(fèi)，如果排包密度≤30%,，則會(huì)有一定比例的材料始終無法消耗掉,。

那么,，硬件攤銷成本該如何計(jì)算呢,？Fuse 1 設(shè)備以及配套的后處理設(shè)備全套成本在40萬人民幣以內(nèi)，如果按照每天打印16小時(shí),，每周5天的生產(chǎn)時(shí)間表,，使用每臺(tái)Fuse 1每月打印9批，使用每臺(tái)Fuse 1+30W每月打印18批,，以此來分?jǐn)傆布�成本�?br />

然后就是計(jì)算人工成本,，人工操作時(shí)間取決于打印機(jī)、后處理,、材料和幾何形狀,，制造商可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行估算。

間接成本則包括場(chǎng)地租金,、耗電等成本,。

將上述的所有成本考慮在內(nèi)，才能綜合測(cè)算出生產(chǎn)每個(gè)零件的成本,。對(duì)于不同批量的零件生產(chǎn),，各項(xiàng)成本的分?jǐn)傉急纫矔?huì)存在較大的差距。梁柱分別計(jì)算了在生產(chǎn)1000件,、10萬件和1000萬件上述零件的情況下,，均攤到每個(gè)零件的成本及成本構(gòu)成,。

如果要生產(chǎn)1000件上述的零件，F(xiàn)use 1和Fuse 1+30W的成本結(jié)構(gòu)如下圖,，單件的成本在10-20美元之間,。

如果要生產(chǎn)10萬件，F(xiàn)use 1和Fuse 1+30W的成本結(jié)構(gòu)如下圖,，材料的成本占比大幅上升,，單件成本大幅下降，控制到了1美元以內(nèi),。

如果要生產(chǎn)1000萬件,，F(xiàn)use 1和Fuse 1+30W的成本結(jié)構(gòu)，單件成本進(jìn)一步降低,，但整體趨于穩(wěn)定,。以前一直有一種說法，用3D打印技術(shù)生產(chǎn)1件和1萬件,，單件成本不變,，看來這種說法在實(shí)際的生產(chǎn)中并不正確，它并沒有綜合考慮各項(xiàng)成本,。

隨著3D打印效率的不斷提升,，原材料成本的下降，越來越多的批量零件開始選擇用3D打印工藝生產(chǎn),。以上就是本次直播中關(guān)于如何構(gòu)建 SLS 3D 打印的成本模型的內(nèi)容,，更詳細(xì)的介紹請(qǐng)觀看直播回放視頻。