3D-печать или литьё под давлением: что выгоднее для малой партии

Для малой партии самый дешёвый процесс зависит от одного: как стоимость делится между изготовлением оснастки и изготовлением каждой детали. Здесь мы сравниваем 3D-печать с литьём под давлением и показываем простой расчёт, который можно повторить со своими цифрами.

В чём настоящая разница

Литьё под давлением требует пресс-формы, а это крупные первоначальные затраты, зато после этого каждая деталь дешёвая. FDM-печати оснастка не нужна, поэтому стоимость почти целиком приходится на деталь. Две кривые затрат пересекаются при некотором количестве, и ниже него печать дешевле.

Расчёт точки окупаемости

Полная стоимость — это стоимость оснастки плюс количество, умноженное на цену детали. Приведённые ниже числа условные, в любой валюте, и нужны только чтобы показать метод. Реальные цифры зависят от размера и сложности детали и от исполнителя.

Точка окупаемости — это стоимость оснастки, делённая на разницу цен детали: 6 000 / (12 - 1), то есть около 545 деталей. Ниже этого количества выигрывает печать; выше пресс-форма окупается. Подставьте вместо трёх чисел реальные предложения, и та же арифметика даст ваш ответ.

Сроки

Пресс-форму обычно проектируют и изготавливают неделями, а любое изменение детали означает изменение оснастки. Печать занимает дни, а изменение конструкции — это просто новый файл. Если срок поджимает, эта разница может оказаться важнее цены детали.

Свобода конструкции

Литой детали нужны литейные уклоны, достаточно ровные стенки и формы, позволяющие раскрыться форме. Напечатанной детали такие ограничения не нужны, поэтому можно объединять несколько частей в одну, добавлять внутренние каналы и пересматривать конструкцию столько раз, сколько нужно, не платя за новую оснастку.

Материал и прочность

Литые детали однородны во всех направлениях. FDM-детали строятся слоями и слабее поперёк них, как объясняет наш материал о том, как работает FDM. Для детали под нагрузкой направление слоёв должно совпадать с направлением усилия, а если важна поверхность, может понадобиться шлифовка.

Мостовое производство

Выбирать раз и навсегда не обязательно. Многие команды печатают первую партию, пока делается пресс-форма, а затем переходят на литьё, когда конструкция стабильна и объём подтверждён. Напечатанные детали заодно служат последним испытанием перед изготовлением оснастки, а это самый дешёвый момент, чтобы найти ошибку.

Затраты, о которых забывают

Честное сравнение учитывает больше, чем оснастку и цену детали.

• Изменения пресс-формы: каждая правка конструкции после изготовления оснастки стоит денег и времени.
• Минимальные партии и запас, который приходится хранить и оплачивать, если заказать больше, чем используешь.
• Хранение и обслуживание самой пресс-формы.
• Брак и наладочные детали в начале каждого запуска.
• Цена ожидания: задержка запуска продукта часто обходится дороже деталей.

Печать по требованию снижает запас, который вы держите: вы заказываете нужное сейчас количество и делаете ещё, когда потребность возвращается.

Какие детали подходят какому процессу

Кронштейны, кондукторы, корпуса и запасные части в количестве десятков или низких сотен — естественные кандидаты для печати. Тысячи одинаковых тонкостенных деталей с гладкой поверхностью — то, что лучше всего делает литьё. Между этими крайностями расчёт точки окупаемости выше даёт первый ответ, а список ниже охватывает остальное.

Когда печать выигрывает и при больших тиражах

Некоторые ситуации в пользу печати при любом количестве. Деталь, которая меняется с каждым заказом, семейство вариантов, каждому из которых понадобилась бы своя пресс-форма, запасная часть для оборудования, оснастки для которого уже не существует, или деталь настолько большая, что пресс-форма была бы очень дорогой: во всех этих случаях гибкость печати ценнее низкой цены детали.

Вопросы к обоим предложениям

• Что именно входит: пресс-форма, образцы, отделка, контроль и доставка?
• Сколько стоит изменение конструкции и сколько времени оно занимает?
• Каков минимальный заказ и что происходит с оснасткой потом?
• Как детали проверяются по чертежу?

Список для решения

• Количество: заметно ниже точки окупаемости в пользу печати, заметно выше — в пользу литья.
• Правки: если конструкция будет меняться, не платите за оснастку, которую, возможно, придётся переделывать.
• Прочность: убедитесь, что слоистая деталь выдержит нагрузку.
• Поверхность: решите, допустимы ли видимые слои или их можно снять шлифовкой.
• Срок: считайте недели для пресс-формы и дни для печати.

Не уверены, где находится ваша деталь? Отправьте нам файл с количеством, и мы вместе посчитаем.

Обложка: Mastars(откроется в новой вкладке) на Unsplash(откроется в новой вкладке).