SLS批量3D打印生產零件,，成本可大幅下降,，Formlabs研討會

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

本文我們來回顧一下本場直播的主要內容，據梁柱介紹,，Formlabs公司主要設計和制造用于原型制造和生產的專業(yè)3D打印硬件,、軟件和材料。目前的產品線包括立體光固化（SLA）和選擇性激光燒結（SLS）,，將工業(yè)級的技術做到桌面級的設備中,。

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

本次直播的主題是關于選擇性激光燒結（SLS）技術,，其原理是利用高功率激光將尼龍粉末精確熔合成輕質、堅固的零件,。優(yōu)勢在于使用被廣泛認可的尼龍及其復合材料,，其機械性能可媲美使用注塑成型等傳統(tǒng)制造方法生產的部件,。另外，使用SLS技術打印無需支撐結構,，用戶可以輕松打印懸垂機構,、精細的幾何形狀、互鎖部件,、內部通道和其他復雜的設計,。SLS技術還能夠實現高效生產,，可以對多個部件進行緊密排列,，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,、人工以及場地電費等間接成本,。

在計算成本模型之前，需要先明確自己的需求,，比如零件的類型,，需要生產的數量，交貨周期,，性能要求,，單件成本等。需求越詳細,，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打印倉,，確定其打印參數,。以Fuse 1為例，滿倉打印一次可以排包294個零件,，打印時間為20小時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，Formlabs 尼龍12粉末每公斤的價格為99美元,，按照下方的公式可以計算得到所使用的材料成本為142美元,，對應單個零件的材料成本為0.48美元。這里面涉及到了粉末刷新率這個概念,，Formlabs SLS設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,，如果排包密度≤30%,，則會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算呢,？Fuse 1 設備以及配套的后處理設備全套成本在40萬人民幣以內，如果按照每天打印16小時,，每周5天的生產時間表,，使用每臺Fuse 1每月打印9批，使用每臺Fuse 1+30W每月打印18批,，以此來分攤硬件成本,。

然后就是計算人工成本，人工操作時間取決于打印機,、后處理,、材料和幾何形狀，制造商可以根據實際情況進行估算,。

間接成本則包括場地租金,、耗電等成本。

將上述的所有成本考慮在內,，才能綜合測算出生產每個零件的成本,。對于不同批量的零件生產，各項成本的分攤占比也會存在較大的差距,。梁柱分別計算了在生產1000件,、10萬件和1000萬件上述零件的情況下，均攤到每個零件的成本及成本構成,。

如果要生產1000件上述的零件,，Fuse 1和Fuse 1+30W的成本結構如下圖，單件的成本在10-20美元之間,。

如果要生產10萬件,，Fuse 1和Fuse 1+30W的成本結構如下圖，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。

如果要生產1000萬件,，Fuse 1和Fuse 1+30W的成本結構,，單件成本進一步降低，但整體趨于穩(wěn)定。以前一直有一種說法,，用3D打印技術生產1件和1萬件,，單件成本不變，看來這種說法在實際的生產中并不正確,，它并沒有綜合考慮各項成本,。

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,。以上就是本次直播中關于如何構建 SLS 3D 打印的成本模型的內容，更詳細的介紹請觀看直播回放視頻,。