Dans la sélection des procédés de fabrication, Impression 3D vs usinage cnc comparaison des coûts est une base essentielle pour la prise de décision des entreprises. Comme il s'agit de deux méthodes de production courantes, leurs différences en matière d'investissement en équipement, de déchets de matériaux et de structures de coûts d'usinage, ainsi que leurs cas d'utilisation idéaux, affectent directement la rentabilité des projets et l'efficacité de la production. Cet article analyse les facteurs clés de la Comparaison des coûts de l'impression 3D et de l'usinage CNC de multiples dimensions, en mettant l'accent sur le calcul des coûts d'usinage, afin de fournir des conseils objectifs et précis.
Comparaison des coûts d'équipement et d'investissement initial
Équipement d'impression 3D et coûts initiaux
- Prix de l'équipement: Niveau d'entrée (FDM) $1,000–$3,000; industriel (ALS/résine) $8,000–$80,000les imprimantes 3D métalliques haut de gamme (SLM) $100,000–$500,000.
- Soutenir l'investissement: Logiciel de tranchage $100-$1 000pas de montages complexes requis ; programmation et configuration en une seule fois en général $200-$500; amortissement annuel d'environ 15%-20% de la valeur totale de l'équipement.
Équipement d'usinage CNC et coûts initiaux
- Prix de l'équipement: Tours/fraises CNC standard $2,000–$8,000centres d'usinage CNC de haute précision $15,000–$120,000.
- Soutenir l'investissement: Montages et gabarits sur mesure $50-$3 000 par jeu; logiciel de FAO/programmation $500-$2,000programmation et configuration en une seule fois, typiquement $500-$2,000; amortissement annuel d'environ 12%-18% de la valeur totale de l'équipement.
Comparaison des matériaux, des déchets et des coûts d'usinage
Matériaux d'impression 3D, déchets et coûts d'usinage
- Coût des matériaux: Résine $50-$200/kgpoudre de métal $150-$800/kgfilament plastique $20-$50/kg.
- Utilisation des matériaux: 95%+Le coût des déchets n'est généralement que de 3%-5% du coût total des matériaux.
- Calcul des coûts d'usinage (par heure): Niveau d'entrée $20-$40/heuresystèmes de résines industrielles $50–$100/hourImprimantes 3D métal haut de gamme $150–$300/hour.
- Temps et coût par pièce: 0,5 à 8 heures par pièce; coût d'usinage par pièce d'environ $10-$2,400Le nombre d'heures de travail varie en fonction du niveau d'équipement et de la complexité des pièces.
Matériaux d'usinage CNC, déchets et coûts d'usinage
- Coût des matériaux: Acier $5-$15/kgalliage d'aluminium $8-$25/kgplastiques $10-$30/kg.
- Déchets de matériaux (soustractif): Typiquement 10%-30%Les pièces structurelles complexes peuvent atteindre 40%le coût des déchets représente 10%-40% du coût total des matériaux.
- Calcul des coûts d'usinage (par heure): Équipement CNC standard $30-$60/heurecentres d'usinage de haute précision $80–$150/hour.
- Temps et coût par pièce: 1 à 30 minutes par partie; coût d'usinage par pièce d'environ $5-$75 (y compris l'usure des outils ; le coût des outils $50-$200 chaque, en général, le traitement 50-500 pièces par outil).
Performance en matière de coûts totaux pour l'ensemble des volumes de production
Faible volume / Production personnalisée (1-100 pièces)
- Impression 3D: Pas d'amortissement des montages ; coût total par pièce = coût de la matière + coût de l'usinage ; coût moyen par pièce = coût de la matière + coût de l'usinage. $30–$500/part, typiquement 30%-60% inférieur à celui de la CNC. Les pièces complexes (par exemple, les géométries creuses ou libres) n'augmentent généralement pas les coûts d'usinage, ce qui rend l'avantage en termes de coûts plus prononcé dans les cas suivants Comparaison des coûts de l'impression 3D et de l'usinage CNC.
- Usinage CNC: Coût total par pièce = coût des matériaux + coût des déchets + coût de l'usinage + amortissement de l'installation ; moyenne $80–$800/part. L'amortissement de l'équipement et de la programmation/de l'installation peut représenter 30%-50% en faibles volumes, ce qui la rend moins économique que l'impression 3D.
Production en grande quantité (plus de 1 000 pièces)
- Impression 3D: Débit plus lent et capacité limitée ; le coût d'usinage par pièce est relativement stable, mais le nombre total d'heures de travail est élevé, de sorte qu'à mesure que le volume augmente, la pression sur les coûts liés au temps s'accroît. Le coût total par pièce est généralement 20%-80% supérieur au CNC ; moyen $50–$300/part en Comparaison des coûts de l'impression 3D et de l'usinage CNC.
- Usinage CNC: Après amortissement, les coûts d'installation/programmation tombent à <5%coût total par pièce = coût du matériau + déchets limités + coût de l'usinage ; moyenne $20-$80/part. L'accélération des temps de cycle et l'augmentation de l'échelle permettent de diluer davantage les coûts de l'outillage et de la main-d'œuvre, ce qui accroît l'avantage de la CNC en termes de volume.
Impact de la complexité structurelle et du post-traitement sur le coût
Structure de l'impression 3D et coût du post-traitement
- Impact de la structure: Les géométries complexes n'entraînent généralement pas de coûts d'usinage supplémentaires, mais des structures de support sont nécessaires. L'enlèvement du support et la finition de la surface représentent 10%-30% du coût total, en ajoutant $5-$50 par pièce.
- Impact sur la précision: Exigences très strictes (dans les limites de ±0,02 mm) nécessitent souvent un usinage secondaire ; le taux de reprise 5%-10%L'augmentation des coûts des matériaux et de l'usinage, ainsi que le coût par pièce, se traduisent par une augmentation de 15%-30% en Comparaison des coûts de l'impression 3D et de l'usinage CNC.
Structure de l'usinage CNC et coût du post-traitement
- Impact de la structure: Les structures complexes nécessitent souvent des opérations et des stratégies d'outils multiples ; le temps d'usinage augmente. 30%-100%ce qui augmente d'autant le coût de l'usinage. Le coût d'usinage par pièce peut augmenter 30%-50%, en ajoutant généralement $20-$50/part.
- Impact sur la précision: Tolérances standard (environ ±0,05 mm) n'entraînent généralement pas de coût supplémentaire ; l'ultra-précision (autour de ±0,005 mm) nécessite un équipement haut de gamme et augmente le coût de l'usinage de 20%-40%mais les taux de reprise sont faibles (1%-3%), ce qui permet de mieux contrôler les coûts. Le post-traitement est généralement simple (ébavurage/polissage) et tient compte des éléments suivants 5%-15% du coût total et en ajoutant $3-$20 par pièce.
Résumé
En Comparaison des coûts de l'impression 3D et de l'usinage CNCPour les pièces complexes de faible volume, l'impression 3D est souvent plus économique ; pour les pièces de haute précision de grand volume, l'usinage CNC offre généralement un meilleur rapport coût-efficacité. Weldo Machining dispose d'équipes dédiées à l'impression 3D et à l'usinage CNC et peut fournir une décomposition complète des coûts, y compris les coûts des matériaux et de l'usinage, en fonction des caractéristiques de la pièce, de la taille du lot et des objectifs de tolérance. Pour un Comparaison des coûts de l'impression 3D et de l'usinage CNCPour obtenir des conseils sur la sélection des procédés et un devis détaillé, veuillez vous adresser à contact Weldo Machining.
